基于DLP原理的3D打印机设计与实现

在DLP成型技术研究的基础上,研制了一种新型的3D打印机。提出了基于DLP原理的3D打印机机械结构设计方案,设计了基于ARM Cortex-A8内核的嵌入式控制系统,介绍了适用于DLP3D打印机的405 nm近紫外光波段可固化新型光敏树脂的制备方法;在美国TI公司DLP技术基础上,通过软件优化,研制了DLP打印设备专用高分辨率光学引擎,实现WXGA(1280×800)级的分辨率;基于LED光源和DMD技术研制了长寿命光学投影系统,解决在近紫外光环境下HTPSLCD和LCOS的寿命问题,提升了光固化效率;设计了可实现间隔式分离或多米诺骨牌式分离的新型模型剥离装置,提高了剥离效率和模型的完整性。基于DLP原理的3D打印机因为去除了昂贵的激光发生器和激光振镜,具有极高的性价比。     

多色光敏树脂3D打印机的设计与实现

针对当前以液态光敏树脂为原料的立体快速成形技术来实3D打印实现多色打印和原料回收问题,对光敏树脂的成形方式和固化机理进行分析,对立体光固化成型(SLA)技术和数字光处理(DLP)技术进行了深入研究,提出了一种基于DLP技术的多色光敏树脂3D打印机,详尽论述了高分辨率DLP投影仪的工作原理和电路设计,给出了一个4色光敏树脂3D打印的整体解决方案,并设计了打印原料的自动回收装置。研究结果表明:采用DLP技术的光敏树脂3D打印比SLA技术的打印速度要快得多,同时满足高分辨率3D打印的要求;采用基于DLP技术的多色光敏树脂能实现多层颜色打印以及原料自动回收的功能,满足快速成型制造技术的要求,实现了3D打印智能化和自动化,达到了预期的目标。     

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.     

基于嵌入式Linux的桌面级DLP型3D打印机设计

针对现有DLP型3D打印机价格高、体积大、普及率低、打印时需要连接个人电脑等问题,详细研究了DLP型3D打印机打印原理及实现方式,使用廉价解决方案改进了原有硬件结构,利用Python语言重新编写控制软件,提出了一种基于嵌入式Linux的桌面级DLP型3D打印机设计方案。3D打印机采用Cortex-A7内核的树莓派为硬件核心,运用开源的计算机视觉库Open CV实现了图片解析与显示,通过控制步进电机带动丝杆螺母实现了打印平台精确升降,利用串口触摸屏代替电脑上位机实现了用户脱机打印。该DLP型3D打印机体积为240×220×500 mm(长*宽*高),最大成型体积达到120×120×160 mm(长*宽*高),打印层高最小为0.025 mm,图片显示分辨率达到1 080 P。实际打印结果表明,该DLP型3D打印机具有打印精度高,体积小,成本低,可实现脱机打印的优点。     

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。     

多光源连续生产的DLP型3D打印机研制

针对当前DLP技术成型幅面较小导致的其在生产型3D打印设备中难以使用的问题，提出一种多光源连续生产的DLP型3D打印机设计方案。利用多个DLP光机扩大成型幅面，设计出一种具有多沟槽的托板及梳状铲刀，以此实现成型后的零件自动从托板上取下并放到接料槽中，并配合集中供液系统实现打印机内树脂的自动补充。借助计算机网络技术，每次打印完后通知云端服务器，服务器自动下发下一个生产任务给打印机，解决了DLP型3D打印机幅面过小及无法连续生产的难题，对3D打印技术从原型制造到小批量生产的升级有着积极的意义。     

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。     

基于多体理论的H型带传动3D打印机误差建模与分析

介绍了一种新型带传动3D打印机结构,分析了其结构特点和运动学原理及相比于传统结构的优势。基于多体系统理论建立了该打印机打印头的定位误差模型,通过计算和实际验证了模型的有效性,并且判定此种结构3D打印机可以满足精度要求。最后得出结论,该种传动结构3D打印机优于其他传统结构的3D打印机,在其他低负载机床中具有很好的应用前景。     

基于FDM技术的3D打印机控制技术分析与研究

本文论述了基于FDM技术的3D打印机结构组成及工作原理,指出了目前基于FDM技术的3D打印机存在的主要问题。针对这些问题对其控制系统进行设计,通过对传统PID控制和模糊PID控制的对比分析,选取更合适的控制算法,使打印机温度控制更精确,为后期开发高精度,高效率的3D打印机提供参考。     

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。     

基于光纤耦合的激光引信测试设备

为实现激光引信发射光功率和灵敏度的准确测量,将光纤耦合技术应用到激光引信测试设备的研制中,开展了激光引信原理和激光耦合光纤特性的分析,提出了一种基于光纤耦合半实物仿真的设计方案。采用带调整机构的激光耦合光纤装置设计,提高了光纤的耦合效率;采用基于衰减片组合的光学衰减机构设计和基于分光棱镜的光学系统设计,实现了激光引信回波的实时调整和准确测量;采用基于总线的实时测控系统设计和LabVIEW模块化软件设计,实现了良好的人机交互界面,最后用测量系统分析法对测量设备的精度、重现性和一致性进行了评估分析。研究结果表明,该系统能够准确测量激光引信的光功率和灵敏度,且测量精度和测量误差均满足要求。     

一种五轴联动式3D打印机的结构设计

三轴3D打印机打印过程中的支撑会对打印质量造成很多影响,例如,支撑难以去除、表面质量不佳、打印时间长、材料利用率低等问题。为此,我们在三轴3D打印机运动原理基础上结合自动焊变位机[1]工作原理,在原有三轴打印机的基础上增加A轴(翻转轴)及B轴(旋转轴)设计出五轴联动式3D打印机。可以达到无支撑打印,提高打印速度,减少材料浪费的目的,为3D打印的高效化生产提供了新的发展方向。     

龙门式3D打印机的研究与传动特性分析

基于复合摆线理论设计了一种滚轮齿条传动的龙门式3D打印机构,阐述其基本运动原理,并建立三维模型,导入动力学分析软件ADAMS中对滚轮齿条机构的传动特性进行仿真研究,验证了其传动原理的正确性以及机构运行的稳定性和可靠性。     

精密铸造陶瓷型壳DLP光固化3D打印机的研制

3D打印技术融合精密铸造已成为传统企业创新发展的新方向。研制了用于制备精密铸造陶瓷型壳的DLP光固化3D打印机,其主要结构包括DLP曝光系统、Z轴运动系统、控制系统以及成形系统。对设备的主要部分结构进行了设计,通过试验研究了相关成形参数,确定了合适的Z轴移动速度为150～300 mm/min,每层曝光时间为30～35 s,层厚为0.1 mm,最小打印尺寸为0.9 mm,可为后续制备陶瓷型壳的研究提供参考。     

悬臂式3D打印机设计研究在民航维修中的应用与展望

3D打印机是被看成是第三次工业革命的标志,拥有广阔的应用前景。但是传统的3D打印机局限性较大,不能满足复杂的产品设计要求,因此,设计出了一款更加适合民航维修的悬臂式3D打印机。本文首先对悬臂式3D打印机的结构和工作原理进行介绍,然后对该打印机在民航维修中的应用做出了具体阐述。     

便携式3D打印机设计

三维打印,俗称3D打印,作为快速成形技术的一种,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层填涂打印的方式来构造物体的技术。在对3D打印机基本结构原理进行分析的同时,提出了一个新的改进方案——便携式3D打印机的设计。基于原有的立式设计,本设计采用铰链结构改为折叠式设计,以减少3D打印机不工作时所占的空间,起到方便携带的效果。     

基于FDM 3D打印机三喷嘴挤出机构结构设计与改进

在深入研究3D打印机工作机理的基础上,充分考虑现有挤出机构在成型精度及成型速度等方面的问题,对3D打印机挤出机构进行了设计及改进,建立了新型三喷嘴挤出机构模型,通过三维造型软件进行虚拟设计,得到最优设计模型。经过性能对比分析,所设计的挤出机构达到了设计要求,为提高打印速度和改善工件成型精度提供了一种有效的解决方案。     

挤出式3D打印支撑结构研究

从FDM等挤出式3D打印机的工作原理出发,分析构建打印支撑结构的必要性。通过研究挤出式3D打印机的结构和现有的打印支撑类型来探讨挤出式3D打印机的支撑结构的发展。     

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。     

衍射光学器件的激光辅助制造

衍射光学器件 DOE是基于衍射光学原理制成的微光学器件。采用类似于微电子加工手段的激光辅助制造技术——激光直写技术 ,可以制作具有高衍射效率的 DOE。激光直写系统的性能 ,比如光强控制、坐标定位以及自动对焦等 ,直接影响制成器件的衍射效率。最后对曲面衍射光学器件激光辅助制造的关键技术进行了分析