工业级3D打印机调研

随着3D打印技术的飞速发展,在工业、电子、军事、航空航天、医疗、建筑等领域的应用日益广泛,文中着重介绍了工业级3D打印机及3D打印材料在工业领域的应用情况。     

基于挤出沉积技术的多喷头3D打印机研制

针对组织工程中多材质和梯度化生物制品的三维打印问题,对喷头温控功能、沉积工作台制冷功能、喷头切换方式、控制系统等方面进行了研究,提出了一种基于挤出沉积技术的多喷头生物3D打印机。使用半导体制冷片和聚酰亚胺加热膜对喷头进行了温控设计,设计了双向滚珠丝杆切换装置和外循环超低温沉积工作台结构,最后利用羧甲基纤维素钠水凝胶材料在研制完成的多喷头生物3D打印机上进行了多喷头打印测试。测试结果表明:多喷头生物3D打印机实现了多材料和梯度化复杂模型的多喷头三维打印,同时打印精度满足生物组织工程的需求,为实现高仿生三维结构的打印奠定了良好基础。     

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。     

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.     

多喷头FDM 3D打印机的设计与研究

针对熔融挤压沉积技术的3D打印机喷头数量少、打印色彩单一问题,分析了多喷头3D打印机的整机设计方案,采用滚珠丝杠传动方式规划了打印机的多喷头结构,确保了打印机喷头间不发生干涉。通过研究各喷头坐标位置切换,设计了3D打印机多喷头的控制逻辑算法,实现了工作台在并行喷头间往复切换,并根据送入喷头的丝料颜色差异,利用计算机对其打印过程进行了仿真分析,得到了多色彩三维数据模型。     

基于3D打印机温度控制系统的设计

针对目前市场上流行的桌面级打印机在低温打印时容易出现翘边导致成品打印件无法使用的问题,以STM32F1为核心设计了一套温度控制系统.该控制系统由PTC加热模块、NTC温度传感器和涡轮风机组成;控制策略上采用PID算法计算精确输出,实时控制PTC加热功率.经过试验验证,结果表明该控制系统能够较好地控制打印机环境温度,翘边...     

3D打印机运动系统跟随误差分析及优化

为消除3D打印系统在运行时偶发的跟随误差报警,分析了3D打印机运动系统跟随误差的诸多影响因素,重点分析了S曲线及加速度设定值对跟随误差的影响。通过对打印头运动系统的在线模拟仿真,可以得出输入为S型曲线的运动系统在加减速时更平滑,而且,通过优化加、减速度也可以降低跟随误差。根据仿真结果提出了优化改进措施,极大降低了打印头运动系统的跟随误差,提高了3D打印系统运行的稳定性。     

基于ARIZ的3D打印机平台创新设计

FDM 3D打印机在使用中出现打印完成的模型难以与平台进行分离的问题。面对FDM 3D打印模型难以分离的问题,利用ARIZ理论建立问题模型,进行创新性设计。获得了11个高质量的创新设计方案,评价优化后获得1个最优方案。验证了ARIZ方法解决复杂工程问题的有效性和实用性,也为开发新型易取模型的3D打印机提供了方案支持,有利于提高FDM 3D打印机的生产力。     

基于FLIR的3D打印机散热片温度场试验研究

利用FLIR热成像仪扫描得到3D打印机喷头散热片热量云图,对影响热量分布情况以及打印质量的打印参数进行了分析,结果表明:当加热温度确定时,散热片与室温之间的温差随着风扇转速的增加而降低,当风扇转速确定时,散热片与室温之间的温差随着喷头加热温度的增加而升高;中间轴线处的温度最高,依次向四周递减;结合温差分布以及打印质量得...     

自控技术优化3D打印机

<正>随着全球新一轮数字化、智能化制造浪潮的兴起,快速演进的3D打印技术正在推动"第三次工业革命"。大到飞机、房屋,小到假牙、眼镜,都开始关注3D打印技术。3D打印机就是应用这一技术来工作,通过"加式制造"方式,打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。该技术可用于珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育事业、地理信息系统、土木工程和许多其他的领域。     

比例电磁铁在插装电磁阀上的应用

介绍一种新型插装式电磁阀,它采用二级控制,将先导阀和主阀芯集成在一起,组成一个插装件。与传统的插装式电磁阀相比,该电磁阀的电磁铁采用比例电磁铁,根据电磁吸力与弹簧力的平衡调节先导阀的启闭,使主阀芯出口压力保持恒定,应用于小流量恒压控制系统中,做大地提高了液压系统的安全性。     

三维打印机机型发展与趋势分析研究

介绍了三维打印的发展历程及各型三维打印机的性能特点。按照三维打印机的发展时段,可分为传统型三维打印机、特种型三维打印机和普及型三维打印机这三种大的类型。由于三维打印机具备现代工业的技术特点,在三维软件技术整合方面、三维打印材料标准化应用方面以及对传统行业的刺激等方面都呈现出显著的影响作用。     

高速开关电磁阀力控系统线性增压控制研究

针对防抱死制动系统线性增压需求,建立某高速开关电磁阀阀芯力平衡数学模型,给出阀芯平衡状态附近线性化增量微分表达式,建立液压缸压力变化数学模型,给出液压缸压差的增量表达式,得到高速开关电磁阀力控系统压力和通电电流的传递函数。通过某高速开关电磁阀电磁场和流场的有限元分析,得到阀芯所受电磁力、阀芯所受液压力及流量随阀口开度的变化曲线,研究电磁力、液压力与流量之间的定量关系,阐述高速开关电磁阀力控系统线性增压基本原理,给出力平衡点的稳定条件,提出能够实现线性增压的控制方式;结合流场、电磁场分析结果建立某高速开关阀整体模型,对电磁阀开启过程进行仿真,并进行线性增压试验,验证了该控制方式对于恒流量输出的可行性和仿真计算方法与结果的正确性。     

面向飞机刹车压力伺服阀的电磁切断阀开启特性优化研究

电磁切断阀是飞机刹车系统的重要组成部分,电磁切断阀的动态响应对刹车压力快速控制有着重要影响。通过构建电磁切断阀AMESim模型,利用仿真分析研究切断阀的动态响应特性,并找出主要影响因素;为解决切断阀开启过程中负载腔出现的压力振荡现象,通过活塞左端油路添加节流阻尼孔、主阀芯重叠处开先导槽两种优化结构进行仿真分析,发现增加节流阻尼孔,能够降低压力振荡的最大压力值,但是会延长压力上升时间;而阀芯重叠处开先导槽的方法尽管对于压力振荡基本没有影响,但能在一定程度上缩短压力上升时间,加快压力响应,进而实现更快速的刹车压力控制。     

溢流阀的功能及应用

本文对压力控制阀中溢流阀的结构、性能及应用进行了分析,叙述了溢流阀在液压系统中的广泛应用,并指出了溢流阀在液压系统中跟不同的液压元件配合使用时所起的不同作用。     

深海电磁单向阀的设计与仿真研究

为了满足深海气体原位检测器的安全可靠性要求,设计了采用锥面密封的深海电磁单向阀。在磁路分析法的基础上建立了电磁阀的数学模型,由MATLAB中的Simulink软件直接进行仿真研究和分析。研究结果表明所设计的深海电磁单向阀,响应速度快,完全满足设计要求,验证了设计的可靠性和可行性。     

超洁净电磁阀动态特性仿真与优化

为了满足半导体和化工领域等对超洁净流体控制的新需求,针对一种新型超洁净电磁阀开展动态特性仿真与优化。首先介绍其工作原理,并利用COMSOL_Mutiphysics软件对其进行有限元仿真,得到其动态响应特性曲线。然后分析了电磁阀的线圈匝数、工作间隙和衔铁厚度对其响应特性的影响。最后利用遗传算法对电磁阀进行动态响应的多目标优化,可以得到其优化后电磁阀的吸合时间由原来的10.4 ms缩短至9.2 ms,降低了11.5%;释放时间由9.5 ms缩短至8.0 ms,降低了15.7%。超洁净电磁阀的响应特性得到一定改善,为以后的优化设计提供指导。     

3D打印在先进制造技术教学中的应用

随着3D打印的兴起,其应用越来越广泛。将123D Catch软件的照片建模技术和3D打印技术引入先进制造技术课程的教学,既丰富了教学内容,又提高了学生学习的兴趣。     

气液增压系统中电磁换向阀建模及特性分析研究

对气液增压系统的组成、原理及关键技术进行了阐述。为了改进气液增压式系统的动态性能,对电磁换向阀进行了数学建模,并采用建模分析软件MATLAB/Simulink进行仿真计算,分析了气隙长度、驱动电流大小、线圈匝数、气源压力等关键参数对电磁阀工作性能的影响。根据仿真分析的结果,对现有气液增压系统的关键部件提出了改进方案,实验结果证明了优化方案的可行性。     

一种2D电液比例阀的研究与设计

基于2D阀的基本工作原理—阀芯轴向运动对其旋转运动的跟随作用,同时采用节能的、小推力的比例电磁铁作为电-机械转化器,提出了一种2D电液比例阀的设计方案。设计了2D电液比例阀的结构和压扭联轴器,并对其建立数学模型和进行仿真分析。仿真结果表明,当系统压力为28 MPa时,2D电液比例阀的阶跃响应时间为21 ms,而-3 dB时对应的频宽为16.4 Hz。