【正文】 與結(jié)構(gòu)設(shè)計，裝配試驗，功能驗證，模具制造。 國防 ：各種武器零部件的設(shè)計、 裝配 、試制，特殊零件的直接制作， 遙感 信息的模型制作。因此，除了上述常見的分層疊加成形法之外，正在研究、開發(fā)一些新的分層疊加成形法，以便進(jìn)一步改善制件的性能，提高成形精度和成形效率。 mm 的水平，高度（ Z）方向的精度更是如此。在能源密度、能源控制的精細(xì)性、成型加工質(zhì)量等方面均需進(jìn)一步提高。從目前國內(nèi)外熔融沉積成型技術(shù)的研究和應(yīng)用狀況 來看，快速成型技術(shù)的進(jìn)一步研究和開發(fā)的方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1）大力改善現(xiàn)行快速成型制作機的制作精度、可靠性和制作能力，提高生產(chǎn)效率，縮短制作周期。材料的性能既要利于原型加工，又要具有較好的 后續(xù)加工性能，還要滿足對強度和剛度等不同的要求。 （ 5）開發(fā)直寫技術(shù)。目前大多數(shù)成型機都是以激光作為能源，而激光系統(tǒng)的價格和維修費用昂貴，并且傳輸效率較低。 （ 10）提高網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實現(xiàn)全球化異地協(xié)同合作 。 ／ h以上 最大打印溫度 260℃以下 材料顏色 黑、白、紅、綠、藍(lán)等 機器尺寸 467 360 377mm 打印文件格式 STL 11 支持 SD卡打印， 無需 PC連接 熔融沉積成型機床的結(jié)構(gòu)運動方案 結(jié)構(gòu)運動方案說明 圖 原方案圖 在原來方案中，驅(qū)動 Y軸的步進(jìn)電機和同步齒形帶安裝在右側(cè)，雖然這樣的設(shè)計方案可以實現(xiàn) Y軸的移動，但是給右側(cè)的軸承巨大的負(fù)載，使光桿的壽命降低。噴頭 6 在 X、 Y 軸上作二維的疊加運動，其加工軌跡可以是直線也可以是曲線，從而實現(xiàn)了單層的二維加工，以及 Z軸的分層加工。 14 步進(jìn)電機的選型 選擇電機一般應(yīng)遵循以下步驟 [24]： 1. 電機最大速度選擇 步進(jìn)電機最大速度一般在 600～ 1200 rpm。一般選電機的一個步距角對應(yīng)于系統(tǒng)定位精度的 1/2 或更小。直接起動時（一般由低速）時二種負(fù)載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負(fù)載，恒速運行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。 表 常用機構(gòu)的機械效率η表： 機構(gòu) 機械效率 滑動絲杠 ~ 滾珠絲杠 齒條和齒輪 16 齒輪減速器 ~ 蝸輪減速器 ~ 皮帶傳動 鏈條傳動 因此傳動系統(tǒng)的效率 ?? 則： cmkgcmkgT ??????? 8 根據(jù)計算出的力矩 T 再加上一定的安全系數(shù)為 則。擠出機構(gòu)是實現(xiàn)熔絲沉積成形的關(guān)鍵部件，在機械運動控制的精密控制下，從原材料的棒 料形態(tài)轉(zhuǎn)換到堆積路徑單元的形態(tài)，層層堆積粘結(jié)形成三維實體。 2)將原料絲材送入加熱腔，稱為原料絲材送進(jìn)功能，簡稱送絲功能。 6)對擠出熔融態(tài)物料進(jìn)行定徑，變?yōu)闈M足要求的更細(xì)小直徑的絲材以進(jìn)行堆積，簡稱定徑功能。出絲推力近似等 于送絲驅(qū)動力，送絲功能和擠出功能是等效的。一方面減少熱量損失，減少能源消耗，另一方面減少高溫對其它部件的影響。 5)結(jié)構(gòu)合理易于安裝和拆卸，并可方便地與系統(tǒng)其他部件集成。然后通過噴嘴打印到工作臺上，在 X、 Y 軸的聯(lián)合運動作用下實現(xiàn)工件的一層一層疊加，漸漸把所需零件加工出來。因此整個擠出裝置的主要部件為：導(dǎo)入嘴、步進(jìn)電機、兩個滾輪、一對齒輪組、頂板、以及支撐端板。 大齒輪齒數(shù)為 682?Z 則分度圓直徑分別為： mmd 171? 和 mmd 682 ? 按齒根彎曲強度設(shè)計 （ 1）計算載荷系數(shù) ?????? ?? FFvA kkkkk （ 43） （ 2）查取齒形系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 ?SaF ?FaY ?SaF (3) 由下圖 ： 圖 調(diào)制處理鋼 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 3901 ?? ，大齒輪的彎曲疲勞強度極限MPaFE 4102 ?? （ 4）由于在前一頁中已經(jīng)查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNk 、 ?FNk （ 5）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) s= ∴ ? ? M P aM P ask FEFHF 5 3 9 ???? ?? （ 44） ∴ ? ? M P aF ?? ； （ 45） （ 6）計算大、小齒輪的 ? ?FSaFaYY? 并加以比較 ? ? 11 ???F SaFa YY ? （ 46） ? ? 0 1 6 3 22 ???F SaFa YY ? （ 47） 小齒輪的數(shù)值大，則用小齒輪的數(shù)值進(jìn)行計算。根據(jù)上表，取 A0=103，于是 （ 413） （ 414） （ 415） 27 軸的結(jié)構(gòu) 設(shè)計 擬定擠出機構(gòu)軸上的零件的裝配方案選用下圖 ： 圖 1. Ⅰ Ⅱ的直徑為與其配合軸承的直徑，為了滿足最小直徑要求，于是選內(nèi)徑為10mm，外徑為 19mm的 SKF深溝球軸承，尺寸系列為 00， 0級公差， 0級游隙。 Ⅵ Ⅶ的直徑為標(biāo)準(zhǔn)值Φ 10， SKF深溝球軸承型號為 61800，長度為軸承套、大齒輪、墊片和螺母的厚度之和，所以最小尺寸為 LⅤ Ⅵ = =(6+6+3+)mm=，取整，則得 LⅤ Ⅵ =25mm。 擠出機構(gòu)流道口設(shè)計 根據(jù)熔絲沉積成形 FDM的基本工藝原理，原料絲材直徑為 0D ，然而噴嘴流道的直徑是比 0D 小的 2D 孔，因此擠出頭中的熔體流動管道包含 如下兩個基本組成部分：直徑分別為 1D (略大于絲材直徑 0D )和 2D 的等截面圓形管道和由 1D 到 2D 的錐形過渡圓管道 。另外，流道中局部可能存在的紊流會對流體產(chǎn)生附加阻力來說非常小，在此將其忽略不計，即可認(rèn)為，與上式計算的壓力差相應(yīng)的阻力即為流道對絲材送進(jìn)的全部阻力。 (2)在擠出頭流道直徑依次縮小的情況下，各段長度對應(yīng)的比例系數(shù)為：1::2 DD KK 。 c)基本參數(shù)如下：參考剪切速率 s/10?? 時，參考粘度 20 / msKN ??? ；恒定剪切速 率下粘度的溫度系數(shù) Cb ?? / ，冪指數(shù) n=1/3，熔體密度 3/1050 mkg?? 。因為這 個驅(qū)動力為計算的理論值，進(jìn)行了一些近似和忽略，所以在利用這個值作參考選擇電機和設(shè)計送絲結(jié)構(gòu)時應(yīng)該適當(dāng)放大。 本系統(tǒng)所采用的絲材為 ABS材料， ABS是一種非結(jié)晶型 (無定形 )聚合物。 圖 [29] 我認(rèn)為，導(dǎo)致流涎的原因主要為在停止送絲后，由于余熱的存在，熱膨脹使得處于粘彈態(tài)絲材被迫壓出； 解決方案 從根本上說，解決入口溢料問題的關(guān)鍵是減少入口處絲材的受熱，同時保證一定的溫度梯度。這種結(jié)構(gòu)減少了絲材在流道內(nèi)的受熱長度，減小高溫段的體積，從而減小處于高彈態(tài)的材料，達(dá)到減小流涎量的目的。因此，我們應(yīng)該在噴頭上加入風(fēng)扇和散熱片。 also to be considered is the time required for changing the part as well as for auxiliary operations in line with the priority of a short cycle time. 2 Pressing Machine Requirements 36 One manufacturing cycle, which corresponds to one stroke of the press goes through three stages: loading,forming and removing the part. Instead of the loading and removal stages we often find feeding the sheet, especially in sheer cutting. For this, the press ram must have a minimum height for a certain time. During the forming perio。因此噴頭機構(gòu)整體裝配效果如圖 ： 圖 噴頭機構(gòu)整體裝配效果圖 熱障塊 管式加熱器 導(dǎo)熱塊 螺釘墊片 噴嘴 33 參 考 文 獻(xiàn) [1] . Lewis, . Grat son, Materials Today 7 (2020) 32. [2] 王雪瑩 . 3D打印技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及前景分析 [J] . 中國高新技術(shù)企，20200910張劍峰，張建華，趙劍峰，沈以赴，花國然，黃因慧 . 激光快速成形制造技術(shù)的應(yīng)用研究進(jìn)展 [J] . 航空制造技術(shù)， 20200715 [3] 張愛英，王連才，劉厚利，魏宏亮，馮增國 . 基于快速成型技術(shù)的組織工程支架制備進(jìn)展 [J] . 化工進(jìn)展， 20200330 [4] Kathy Lu *, William T. Reynolds 1, 3DP process for fine mesh structure printing, Powder Technology 187 (2020) 11– 18 [5] 孫勇，王秀峰 . 快速原型制造 技術(shù)在陶瓷制件上的研究進(jìn)展 [N] . 陜西科技大學(xué)學(xué)報， 20201025 [6] 陳步慶，林柳蘭，陸齊，胡慶夕 . 三維打印技術(shù)及系統(tǒng)研究 [J] . 機電一體化，20200720 [7] 王葵，譚威 . 快速成型技術(shù)及發(fā)展 [N] . 科技創(chuàng)新導(dǎo)報， 20200321 [8] 劉厚才，莫健華，劉海濤 . 三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用 [J] . 機械科學(xué) 與技術(shù)， 20200915 [9] 汪洋，葉春生，黃樹槐 . 熔融沉積成型材料的研究與應(yīng)用進(jìn)展 [J] . 塑料工業(yè)，20201130 [10] 張會 . ZPrinter310系統(tǒng) XY執(zhí)行機構(gòu)中的 Y軸設(shè)計 [J] . 機械管理開發(fā)，20200615 [11] 張昌明 . 三維打印機 ZPrinter310系統(tǒng) Z向升降臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計 [J] . 機械管理開發(fā)， 20200815 [12] 劉海濤 . 光固化三維打印成形材料的研究與應(yīng)用 [D] . 華中科技大學(xué)，20200511 [13] 林靜 . 數(shù)字光處理投影系統(tǒng) [D] . 大連理工大學(xué)， 20200526 [14] 蔣瑋，徐志祥，趙福令 . 直接金屬激光燒結(jié)成形的機理及實驗研究 [J] . 中國機械工程， 20200815 [15] 任乃飛，張福周，王輝，邢志杰 . 金屬粉末選擇性激光燒結(jié)技術(shù)研究進(jìn)展 [J] . 機械設(shè)計與制造， 20200208 [16] 楊俊杰，鄧海兵 . 熔融擠壓快速成形支撐參數(shù)的研究 [J] . 機械設(shè)計與制造 20201108 [17] 羅晉 . 熔融沉積成型控制系統(tǒng)的研究 [D] . 華中科技大學(xué)， 20200401 34 [18] 紀(jì)良波 . 熔融沉積成型有限元模擬與工藝優(yōu)化研究 [D] . 南昌大學(xué)，20200601 [19] 陳明 . 熔絲沉積快速成形的控制及軟件系統(tǒng)的研究 [D] . 華中科技大學(xué)， 20200401 [20] 朱利松，葉春生，黃樹槐 . FDM快速成形系統(tǒng)的控制系統(tǒng)研究 [J] . 機床與液壓 2020， (1)： 2829 [21] 門東升 . 熔融擠壓快速成形機噴頭的研究 [D] .北京化工大學(xué)， 2020 [22] 吳良偉 . CAD模型驅(qū)動高聚物熔融擠壓快速成形技術(shù)研究 [D] . 清華大學(xué)， 1998 [23] 吳任東 . 高速熔融擠壓成形工藝及設(shè)備研究 [D] . 清華大學(xué)， 2020 [24] 黃小毛 . 熔絲沉積成形若干關(guān)鍵技術(shù)研究 [D] . 華中科技大學(xué)， 20200601 [25] 濮良貴，紀(jì)名剛 . 機械設(shè)計 [M] . 高等教育出版社， 202005 35 附錄 翻譯 附錄一 :英文文獻(xiàn)原文 Optimized Kinematics of Mechanical Presses with Noncircular Gears E. Dodge ( l ) , M. Hinderance Received on January 8, 1997 Abstract： The quality of parts manufactured using metal formin