基于Cortex-M内核的3D打印控制系统硬件设计

设计了基于ARM Cortex-M内核的3D打印控制系统硬件设计方案,改变了传统以AVR内核单片机为核心的FDM型3D打印系统设计模式。主控制芯片STM32F429IGT6为32位单片机,集成丰富的外设接口,可以实现高效的处理数据能力,保障设备的运行稳定性,提高打印效率。主要论述3D打印控制系统硬件设计过程及注意事项。     

3D打印控制系统研究综述

3D打印技术因其具有可以成型复杂几何模型、加工过程操作简单的特点,因此在加工制造业、工业设计及医疗行业等生产领域均有着广泛应用.对3D打印控制系统主要部分的研究现状进行介绍,包括运动轨迹的规划及运动控制策略的优化、温度控制策略方案的优劣等控制部分;综述了现有的控制系统架构及控制方法,对比总结了各自的特点;最后,梳理总结了控制系统存在的一些共性问题,并对未来发展进行了展望,包括优化控制方案、提升过程控制技术、增强系统功能多样性及智能化程度.     

3D打印技术及设备发展现状

首先介绍了3D打印技术的原理及发展历程进行了简要概述,然后对现有的多种3D打印技术的成型方式》材料特性》适用范围进行了分析,包括熔融沉积成形(FDM)》立体光固化成形(SLA)》数字光处理成型(DLP)》分层实体制造(LOM)》电子束选区熔化(EBM)》光选区熔化(SLM)》直接金属激光烧结(DMLS)》电子束熔丝沉积...     

基于3D打印教具设计与制造

重点阐述3D打印技术对教具设计与制造的作用,针对教具的设计与制造耗时、更新速度慢、生产成本高等问题,通过结合3D打印技术进行教具的单件小批量生产,达到降低教具设计与制造成本,普及立体化教具的教学作用。     

3D打印技术的应用

被认为推动了第三次工业革命进程的3D打印技术,涉及信息技术、材料科学、精密机械等多个方面。投入民用工业是近年来的事,多用于大型制造业。随着3D打印技术的应用越来越广泛,各种耗材、打印机的价格必将呈现下降趋势,未来3D打印机完全有可能像传统打印机一样,成为每家每户都买得起、用得上的设备。     

基于3D打印技术的工业产品造型设计与研究

利用3D打印技术进行工业产品的创意设计,不仅可以满足人们对于产品个性化、趣味性的追求,同时也能够培养人们的科技创新意识.以电子时钟的创意设计为例,展示了利用3D打印技术如何进行工业产品的设计与制作的全过程.     

基于3D打印的机械零件轻量化设计与制造

3D打印技术和轻量化技术是近年来发展较为快速的先进技术.为了研究机械零件轻量化的问题,以山地自行车结构部件中的一个连接件为例,采用概念设计工具Altair Inspire对连接件进行设计空间的几何重构及重构前后的强度对比分析,再采用3D打印中的子模型新技术和合理设置工艺参数的方法,进行了机械零件轻量化设计与制造.实验结果表明,在满足实际的刚度和性能要求、不改变模型主要结构的情况下,该研究所得结构连接件最终模型的优化结果,实现减重达38.46％,有效减轻了质量,节省了材料,解决了拓扑优化后的复杂结构难加工与支撑多的问题,为机械零件轻量化设计与制造提供了一种可行的方法.     

3D打印机控制系统的开发

3D打印技术起源于20世纪80年代,最近几年发展较为迅速。国外由于起步较早,所以技术发展相对成熟,中国在3D打印技术方面起步较晚,但某些技术也已进入世界前列。文中主要从3D打印技术控制系统方面进行了开发。控制系统主要包括硬件电路系统和软件驱动系统。     

机械工件3D打印关键技术分析

以3D打印技术作为切入点,详细阐述3D打印技术的原理、特点与发展现状,研究了3D打印技术在机械工件加工制造活动中的关键性技术,并对3D打印技术在加工曲轴零件、箱体类零件、液压阀块三类机械工件中的应用情况开展实例分析。旨在论证3D打印技术的应用可行性,进一步扩大技术应用推广范围,建立起以3D打印技术为核心的新一代机械工件加工制造体系。     

金属粉末3D打印装备的控制系统设计

为了降低工业成本和提高零件机械性能,将金属粉末注射成形技术和快速成形技术相结合,提出了金属粉末挤出堆积快速成形工艺.研究开发了一套基于PCI总线的控制系统,硬件系统以工控机(PC机)为上位机,以ADT-8940A1四轴伺服运动控制卡为核心,伺服电机+驱动器为运动执行元件;开发了基于Visual C++开发环境的快速成形...     

3D打印技术在煤矿行业设备维修中的应用

为降低煤炭行业设备维修成本,缩短零部件加工周期,基于煤炭行业设备维修现状,针对其零部件生产成本高、生产效率低、生产周期长、库存量大等问题,研究3D打印技术在煤炭行业设备维修中的应用、介绍了3D打印技术的工作原理、主要成型技术手段及具体工艺技术特点,并研究了3D打印技术在煤矿设备维修及其他行业生产中的应用。实际应用结果表明,应用3D打印技术后,零部件的加工更快捷、更方便,有助于降低零部件加工成本、缩短加工周期。3D打印技术具有较高的推广应用价值。     

基于反馈控制的3D打印精度提升技术研究

3D打印机工作过程中,步进电机可能由于失步等原因产生较大的误差.为了提升3D打印的精度,以熔融沉积性3D打印机为对象,以步进电机反馈控制算法为基础,设计了3D打印系统,并通过对系统位置和速度的性能测试,验证了该3D打印系统的有效性.     

基于DLP的珠宝树脂3D打印工艺研究

DLP(数字光处理技术)是一种以面曝光的方式逐层成型的3D打印技术.在DLP的3D打印工艺过程中,当分层厚度确定时,零件的打印精度主要取决于曝光时间和成型方向.设计一个测试试样,研究了采用DLP工艺打印珠宝树脂材料过程中的单层曝光时间和零件成型方向对不同特征打印精度的影响规律.研究结果表明:对于所采用的珠宝铸造树脂曝光...     

3D复合打印残疾人坐便椅设计研究

针对目前市面上残疾人坐便椅的材质、尺寸、稳定性、折叠性、可循环使用等方面依然存在的诸多问题,从安全性、舒适性、有效性三个角度出发,充分遵循以人为本的设计原则,结合3D打印技术,以“朔云”坐便椅设计为例,对坐便椅进行改进设计。并依据3D复合打印的FDM、SLA和SLS不同工艺优势,结合相应制作材料,巧妙与坐便椅不同部位的设计结合,以此引申3D打印技术对优化残疾人坐便椅设计的价值和意义。采用文献研究法,获取坐便椅在医疗行业的相关使用范畴及相关研究内容;采用案例分析法,对不同规格和性能的坐便椅进行优劣对比;采用归纳总结法,整理各种所获数据、素材及资料;采用图解分析法,避免了单纯文字表达的欠缺,力求以更加直观的图解清晰地展示研究过程。该设计有效解决了坐便椅不稳固、不舒服、“一次性”使用等状况,着重从外观造型、结合新材质技术,打破了坐便椅“千篇一律”“病人专用”的固守印象,也体现了3D打印技术在医疗行业应用的丰富性。     

基于3D打印的轻量化轴类零件内部结构设计与研究

随着科技不断发展和进步,零件的轻量化设计是机械制造业的发展趋势。在保证零件强度、韧性、精度、刚度等基本性能的基础上,将零件内部实体结构设计变更为三角型、圆型、网型加劲肋结构,通过利用UG软件对轻量化轴类零件进行建模,生成STL文件,利用3D打印技术进行内部结构复杂零件的加工制造,利用电液伺服压力试验机进行力学试验并对试验数据进行分析,得出轻量化轴类零件内部结构最优化设计为网型结构。这一结论的得出,在实现零件加工节能、节材和环保的基础上,为零件轻量化设计及研究的进一步实施提供了理论基础。     

混凝土3D打印设备开发及工艺规划

针对混凝土三维打印特点和混凝土的材料特性,开发了混凝土3D打印系统及其工艺规划。设计了2种龙门式框架结构。控制系统采用稳定性、可靠性更高的数控系统,对挤出机构进行了仿真分析,对料仓、预搅拌机构及螺杆进行了优化设计。通过实验验证了系统和工艺设计的可行性,针对印刷过程中发现的一些问题进行了分析,并对系统和工艺进行了改进。     

基于3D打印技术新型螺杆转子结构设计及分析

利用3D打印技术的成型特点,针对螺杆转子的复杂成型过程及轻量化设计思路,提出了3D打印技术在螺杆转子成型设计中的应用。通过对螺杆转子内部结构设计,采用聚乳酸(PLA)材料熔融堆积的方法,实现了新型蜂窝状空腔螺杆转子实体模型的建立,充分证明了3D打印技术在复杂工件成型过程中的优势,同时为螺杆转子结构优化及轻量化设计提供了新的参考。     

基于云制造与3D打印的阀门服务研究

针对传统阀门营销模式的存在的共性问题及阀门用户的需求,提出了云制造环境下阀门快速制造的营销模式。将云制造及3D打印的融合作为支撑阀门的营销方向,探讨云制造与3D打印相结合下的阀门营销,分析了基于云制造环境下3D打印支撑的阀门营销模式、运作流程,构建了云阀门营销服务平台,为用户提供设计、制造、营销三个层次的服务。通过实例分析探讨了该模式下阀门研发、设计、生产、销售的全生命周期运作流程。研究表明:结合云制造与3D打印模式的云阀门营销模式具有加快整合阀门行业的设计、制造、研发、销售存量资源的作用。     

基于3D打印的机械制图实体模型教具研究

在机械制图教学中,授课教师需要自制或定制实体模型教具,以帮助学生快速理解课程内容。尽管课堂教学过程中使用了多种微课动画等信息化教学手段,学生仍然很难理解空间较复杂组合体教学内容。使用教学实体模型教具演示后,学习效果明显提高。采用智能制造3D打印技术制造机械制图教学实体模型教具是一个有效的方法,具有很好的实际意义。     

一种基于3D打印的水陆两用飞行器的设计

四旋翼飞行器是一种结构新颖,机动性能强,具有垂直起降性能的无人机,3D打印技术现正得到广泛应用,重点研究了基于3D打印技术的四旋翼飞行器的结构设计和应力分析,并对其结构进行优化,实现了水陆起降,远程侦察,实时监控等功能,拓宽了四旋翼飞行器的应用领域。