基于半球壳式导流体无阀微型压电泵的3D打印机挤出机构设计

在研究3D打印机工作机理的基础上,针对现有3D打印机挤出机构存在的断丝或流涎方面的问题及研究现状进行深入分析,文中提出一种新型3D打印机挤出机构,设计基于半球壳式导流体无阀微型压电泵为挤出机构固态丝材回抽过程引起的喷嘴空缺提供熔融态丝材的微补给,建立基于导流体无阀微型压电泵的3D打印机挤出机构三维实体模型.解决了目前3D打印机挤出机构出现的断丝或流涎方面的问题,为基于FDM技术的3D打印机提高打印质量提供一种有效的解决方案.     

新型塑料颗粒3D打印机技术方案的研究

针对如何使用工程塑料颗粒(PLA等)来完成熔融快速成型进行了研究,设计了一套小型螺杆挤出机构,与Delta并联结构的FDM打印机结合,实现快速成型的目的;应用STAR-CCM+软件进行仿真研究,数值分析主要集中在进料端塑料颗粒的DEM(离散元模型)仿真,和出料端的CFD(计算流体动力学)分析;进料端的研究目的是解决颗粒进料顺畅度问题,分析不同漏斗对进料效率影响,以确保设计合理的进料漏斗;考虑螺杆挤出的压力波动因素,及加热温度对融料的流动影响因素,出料端的温度控制影响到打印效果。通过对挤出机构关键参数的设计,结合验证机的实验;给出新型塑料颗粒3D打印机的初步方案。     

熔融沉积成型彩色3D打印控制研究

目前熔融沉积工艺(FDM)3D打印机大多数只能打印颜色单一的模型,为了改善这一现状,在深入研究现有3D打印机的基础上,设计出一套可以实现彩色成型的3D打印控制方案。该方案以Hbot机构为主要机械结构,使用混色挤出头作为成型挤出头,同时应用Bresenham直线算法,三次多项式型加减速控制算法对系统进行运动控制。为了验证该方案的有效性与稳定性,以过渡色打印和多色打印进行打印测试。结果表明,所提出的控制方案可以在精确地完成模型打印的前提下,同时保证很高的稳定性。     

基于Fluent的滑片泵式挤出机构速度场和温度场分析

针对滑片泵的工作性能稳定、效率高等特点,将其应用于FDM3D打印机挤出机构之中。应用流体力学软件Fluent对滑片泵的内部流场进行分析,得到滑片泵温度场和内流域流体速度场的分布。分析结果表明滑片泵内温度分布均匀、液体流速平稳,满足FDM3D打印机的需求。分析结果对挤出机构的优化和改进具有参考价值,同时对滑片泵的创新性设计提供新的方法。     

基于如何精确调试桌面级FDM型3D打印机的研究

3D打印机是3D打印过程中的核心设备,3D打印技术是区别于传统的机械加工而言的增材制造技术,它是一种全新的材料成型方法。在3D打印实训教学过程中,为了快速有效的提高学生的操作水平,本文基于桌面级FDM型3D打印机进行反复的安装和调试操作练习,总结出了如何才能快速又准确的对桌面级FDM型3D打印机进行调试并能精确的完成教学中常规设计模型的打印方法,为进一步分析桌面级FDM型3D打印机成型精度问题提供了前提和保证。     

熔融沉积成型3D打印机混色装置的研究

当前基于熔融沉积成型的桌面级3D打印机的大部分打印头装置只能打印一种颜色的耗材,打印出来的物体颜色单一,为了解决这一问题,在分析了整个3D打印头装置的基础上,运用TRIZ理论对3D打印头进行了创新设计,设计出一种双进料单挤出的打印头装置,该打印头装置能将两种颜色的耗材融化混合,并从同一喷嘴挤出,实现混色打印。运用UG有限元模块对所设计机构进行了温度场的模拟分析,最终对装置进行了试验,验证了温度场分析的正确性,达到了混色要求,为3D打印机混色装置的进一步研究提供了理论依据。     

3D打印机喷头组件的水冷设计及仿真分析

研究3D打印机的打印过程时发现,打印过程中存在喷头堵塞、打印精度低、速度低等问题,其主要原因是导丝管中的热量不能及时传导出去.为了解决喷头组件散热问题,设计出水冷装置模型,首先通过计算得出冷却的理论数据,然后结合傅里叶热传导定律,利用Fluent软件进行仿真分析,得出散热装置的温度数据以及温度分布云图等重要参数,最后仿真和计算相互验证.结果表明:该水冷装置设计合理,能够满足导丝管内降温需求,有利于降低3D打印机喷头堵塞频率,提升打印精度、速度以及成型质量,为进一步优化3D打印机提供了参考.     

基于FDM成型工艺的3D打印机的创新设计

3D打印是一种增加型制造，通过数字建模等方式获取扫描数据，基于数据将打印产品分割成截面，将这些截面逐层堆积成型。FDM工艺生产简单，操作安全，基本无污染，可打印材料种类多，且成型速度较快，精度较好，制造成本较低，因此FDM是3D打印成型技术中普及率最高的。为提高其打印质量与精度，对打印装置整机设计及其工艺参数的影响进行研究，主要根据市场上现有FDM成型工艺的3D打印机的机型与结构提出整体设计，完成装机后对创新设计的3D打印机采用正交实验进行工艺参数测试，得出该设计的最优工艺参数组合。     

基于熔融沉积3D打印机的多色切换模组设计

传统熔融沉积工艺（FDM）3D打印机只能打印单色或双色模型,为了实现多色彩模型三维实体快速成型,对普通FDM双喷头3D打印机的机械结构以及控制逻辑进行深入研究,设计出了一款支持在任意双喷头3D打印机上安装的3D打印机多色切换模组。实际多色打印测试结果表明,基于该设计方案加工的多色切换模组可以精确、稳定地完成多色彩模型三维实体快速成型。实验表明打印温度为180℃,采用200 mm/s的打印速度时,产品打印质量较高为FDM多色3D打印提供了新的实现方法。     

FDM彩色3D打印机挤出装置结构设计

色彩信息是一个物体不可或缺的元素,当前基于FDM的3D打印机无法完成彩色3D打印,从而阻碍了3D打印件视觉表现力。为了解决这一问题,在深入研究FDM 3D打印机工作原理的基础上,对传统3D打印机挤出装置进行了改进,设计了一套基于CMYK-W的彩色3D打印机挤出装置。通过打印试验,将打印件的色彩信息与标准比色卡比对,验证了所设计的彩色3D打印机挤出装置达到设计要求,为彩色3D打印技术的进一步研究提供了一种有效的解决方案。     

基于STM32的大行程FDM3D打印机控制器设计

针对目前市场上流行的通用FDM 3D打印机打印精度差、行程短等问题,分析了影响其最终成型精度的因素,并针对材料热胀冷缩效应、打印喷头吐丝宽度以及机械结构运动特性对打印件最终成型精度的影响,在现有3D打印机控制器的基础上增加了空气加热器、多路温度检测接口及双步进电动机加编码器的闭环同步双驱动功能,设计了一套功能更为完善的基于STM32的大行程FDM 3D打印机控制器。经编程调试验证,控制器工作稳定可靠,散热特性良好,能满足通用大行程3D打印机的基本要求。     

外啮合齿轮3D食品打印机挤出机构的设计

为了解决3D食品打印机存在的不连续打印、挤出机构结构复杂等问题,提出了一种外啮合齿轮挤出机构;阐述了各挤出机构类型的优缺点;描述了外啮合齿轮挤出机构的结构及工作原理;组建3D实验打印控制平台并进行实验测试,实验结果表明该机构具有定量挤出、连续打印,结构简单、运行平稳、加料方便等优势。     

并联混色3D打印机设计与研究

目前,并联臂结构的3D打印机普遍存在打印精度不佳、稳定性与可靠性差、调试与维护过程复杂等问题。针对熔融挤压堆积成型(FDM)并联3D打印机的基本结构,对并联式3D打印机的部分结构件进行了重新设计与建模,完成样机设计与实验。设计了一种支持双色混色、易于维护、高可靠性的并联3D打印机,并通过整体布局、机械结构以及打印喷头的优化进一步提高打印精度、打印稳定性以及可靠性。     

基于SolidWorks Simulation的3D打印机机体静力学分析

近年来,3D打印机作为一种高效率的成型设备被广泛的使用,然而,其高速性、高精度与高可靠性与其机体的轻量化设计存在一定的矛盾关系。通过SolidWorks软件对3D打印机机体进行轻量化设计,并使用集成的Simulation仿真软件对设计模型进行快速静态力学分析,参照仿真结果对轻量化设计的模型进行验证与优化。通过集成化的三维建模软件和仿真软件,实现了3D打印机的模型设计和模型力学分析,验证了3D打印机设计的合理性和可靠性,为3D打印机的轻量化设计提供理论指导和修改建议,节省设备的研发周期和研发成本。     

FDM桌面3D打印机的创新设计

FDM桌面3D打印机在市场调研、功能原理和设计分析的基础上,对其整体造型进行创新设计。通过三维造型设计软件进行了FDM桌面3D打印机的结构设计、虚拟装配、机构运动仿真和工程分析,并利用样机模型验证了外观造型、产品结构与机构设计的可行性,为相关行业进行FDM桌面3D打印机产品开发设计提供参考。     

Delta 3D打印机研究现状与关键技术

Delta机构作为并联机构的典型代表具有结构紧凑、速度高和精度高等特点,已经成为当前机构学的研究热点。从3D打印技术的基本原理出发对Delta 3D打印机优缺点、发展现状、关键技术等方面做了概括性归纳与总结。阐述目前Delta 3D打印机的优越性和可研究性并为3D打印机研究工作者提供系统的文献资料参考。     

熔融沉积(FDM)3D打印工艺参数优化设计研究

通过分析FDM成型工艺,设计试验加工模型。对模型主要工艺参数进行数学建模分析,分析推导出尺寸误差和表面精度误差产生的机理以及具体的表面精度误差函数。通过对表面精度误差函数的仿真结果的分析,确定打印工艺参数取值。通过3D打印机与上位机建立熔融沉积(FDM)3D打印机试验平台,并设计了基于正交试验法的FDM打印机参数优化方案,通过试验结果的分析,得出了工艺参数的最优组合以及影响的主次顺序,再次利用试验验证了参数分析和优化结果的正确性。     

义齿3D打印机挤出系统关键部件研究与验证分析

针对义齿3D打印机挤出成型的高精度要求与传统挤出成型设备局限性的问题,提出一种义齿3D打印机专用挤出系统的设计方案。利用Solid Works软件的Motion模块对该系统关键部件的运动进行仿真,以验证其是否能实现运动连续性要求,从运动连续性上保证出料的连续性。根据力学理论计算以及ANSYS FLUENT软件流体仿真,对关键部件进行分析,以初步验证设计方案与参数的合理性,最后通过样机实验对该系统的可行性与准确性进行进一步验证。研究结果表明,关键部件的运动符合要求的运动特性,设计参数的合理性与方案的可行性也能够得到证实,为后期针对该挤出系统控制算法的研究奠定了基础。     

CoreXY机构3D打印机运动控制算法研究

CoreXY机构凭借其结构紧凑、运动敏捷的优势,被广泛应用于激光雕刻机、FDm型3D打印机等智能设备中。以FDm型3D打印机的CoreXY机构为研究对象,结合该机构的自身特性,分析其驱动电机和挤出机构之间的运动关系和特点,详细阐述应用于该机构的主流运动控制算法,分析这些算法的优缺点。目前用于控制平面型CoreXY机构的算法众多,比较常用的有直线插补算法中的逐点比较法、最小偏差法,以及Bresenham算法等。针对这些算法都存在精度不高和效率低下的缺点,为了准确高效的对其运动进行控制,提出一种基于以上算法的改进算法,该算法能很好地提高挤出机构滑块的运动速度和精度。     

工艺参数对并联3D打印机成型精度影响分析

为提高并联3D打印机的打印成型精度,针对影响其打印成型精度的主要工艺参数进行试验分析,对打印头温度、打印速度、分层厚度和工作平台温度这四项工艺参数设计4因素3水平的9组正交试验,通过因素极差图和方差分析,研究各个因素水平对打印件x、y、z方向尺寸精度、圆孔直径和表面粗糙度的影响程度,并得到对打印成型精度影响较小的最佳工艺水平组合。结果表明,打印头温度、分层厚度对打印件尺寸精度影响较为显著,打印速度对表面粗糙度影响较为显著。