【正文】 定律：“進給系統(tǒng)所需力矩 T = 系統(tǒng)傳動慣量 J 角加出指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時間越長，系統(tǒng)反應(yīng)越慢。如果α變化，則系統(tǒng)反應(yīng)將忽快忽慢，影響加工精度。由于馬達選定后最大輸出 T值不變，如果希望α的變化小，則 J應(yīng)該盡量小。 傳動慣量對伺服系統(tǒng)的精度，穩(wěn)定性，動態(tài)響應(yīng)都有影響。慣量大，系統(tǒng)的機械常數(shù)大，響應(yīng)慢，會使系統(tǒng)的固有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振，因而限制了 14 伺服帶寬，影響了伺服精度和響應(yīng)速度，慣量的適當(dāng)增大只有在改善低速爬行時有利，因此，機械設(shè)計時在不影響系統(tǒng)剛度的條件下，應(yīng)盡量減小慣量。 通常負載的慣量不要大于電機慣量的 5倍，最大不要超過 10 倍。 對于功率 P=2π *nT/60 對旋轉(zhuǎn)運動的物體來說，轉(zhuǎn)矩和慣量的關(guān)系正如直線運動物體的受力和質(zhì)量的關(guān)系。 打印速度的初步估計 每打一個，計劃在 Y軸方向移動 10次，使寬度達到 361mm頭走完 1 個幅面的時間 T，計劃彩印周期 T秒，暫時忽略 10 次 Y 方向移動時間，有： 電機一轉(zhuǎn)對應(yīng)絲桿 1轉(zhuǎn)對應(yīng) 10個導(dǎo)程共 4mm， 360mm 需要電機轉(zhuǎn) 90r，最高轉(zhuǎn)速時，電機每秒轉(zhuǎn) 50r，對應(yīng)時間為 。則 10 個來回大約 18 秒， x軸方向10 次加減速，對應(yīng)總時間 6s。走完一個幅面，需要大概 24 秒，加上其余誤 差時間， 30 秒就可以完成一個幅面， T=30s，基本實現(xiàn) 1分鐘打印 2 頁的要求 【 7】 。 求電機勻加速需要時間。 電機 300ms，表示靜止加速到額定轉(zhuǎn)速的時間，角加速度為 α =50*2π /=1047rad/s2 M=Ma+Mf Ma=(Im+It)α Mf=μ WS/2πηι 式中 Ma—— 電機啟動加速力矩； Jm， Jt—— 電機自身慣量與負載慣量（ kg m3）； Mf—— 導(dǎo)軌摩擦折算至電機的轉(zhuǎn)矩（ N m） μ —— 摩擦系數(shù)，取 ； η —— 傳遞機械效率，在此取 。 滾動螺旋傳動 的傳動效率取 ；滾動球軸承傳動效率為 ；齒輪的傳動效率為 ；總傳動效率為： η =***= 導(dǎo)軌磨擦折算至電機側(cè)的轉(zhuǎn)矩： Mf=*6*(2π **1)=*104 需要的輸出力矩為 : T=Jα +Mf=(*103+*104)*1047+*104= 出力力矩 T=，小于最大出力力矩 = ，滿足要求。 5 傳感器 溫度傳感器對比 15 度傳感器的接觸式特別適合 1200℃以下、熱容大、無腐蝕性對象的連續(xù)在線測溫，并且接觸式測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠、維護方便、價格低廉， 16 由上面兩個表分析，非接觸時的對于 1000 攝氏度以下誤差較大，應(yīng)該采用接觸式的溫度傳感器。其中，熱敏電阻的銅的溫度測量范圍在 50~150℃，精度在%~%之間，標準化程度高，精度及靈敏度均較好，對于本設(shè)計來講銅更加適合作為溫度傳感器。 機械位置傳感器 支持直線運動的傳動方式主要就是螺桿，和 皮帶兩種，螺桿的精度比皮帶高，載荷也大，但速度低一些。三維打印機的打印頭基本不受力，對載荷沒有要求，打印機的運動特點時，在水平兩個方向上速度越快越好，在垂直方向上精度越高 17 越好，速度無所謂（打完一層才動一次）。因此打印機的傳動設(shè)計一般都是在水平方向使用皮帶（同步帶 ),垂直方向用螺桿。 壓力傳感器 18 壓力傳感器用于檢測兩個噴頭分別對應(yīng)的三原色顏料用量和粘劑的用量，還有固體粉末當(dāng)使用情況檢測。但物量不夠的時候，反饋，提醒用戶加入顏料、粘劑或粉末。對應(yīng)以上表格，可以采用電位器來做測量，且能 達到比較高的精度。 19 6 3D 打印機的優(yōu)點及面臨問題 3D 打印機的優(yōu)點 3D 打印技術(shù)主要有以下優(yōu)點： 3D 打印技術(shù)是并行工程中進行復(fù)雜原型或者零件制造的有效手段，能使產(chǎn)品設(shè)計和模具生產(chǎn)同步進行，從而提高企業(yè)研發(fā)效率，縮短產(chǎn)品設(shè)計周期，極大降低了新品開發(fā)的成本及風(fēng)險，對于外形尺寸較小特異形的產(chǎn)品尤其適用 [8]。 工材料工程等多項技術(shù) ,使得設(shè)計制造一體化的概念完美實現(xiàn)。 再現(xiàn)三維效果 經(jīng)過快速成型制造完成的零部件 ,完全真實的再現(xiàn)三維造型 ,無論外表面的異形曲面 ,還是內(nèi)腔的異形孔都可以真實準確的完成造型 ,不再需要再借助外部設(shè)備進行修復(fù)。 到目前為止，各類 3D 打印機設(shè)備上所使用的材料種類有很多樹脂，尼龍，塑料，石蠟紙以及金屬或陶瓷的粉末，能滿足絕大多數(shù)產(chǎn)品對材料的機械性能需求。 與傳統(tǒng)機械加工方式比較，開發(fā)成本上節(jié)約 10 倍以上，同樣快速成型技術(shù)縮短了企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)周期，使的在新品開發(fā)過程中出現(xiàn)反復(fù)修改設(shè)計方案的問題大大減少 ，也消除了修改模具的問題，創(chuàng)造的經(jīng)濟效益十分明顯。 3D 打印技術(shù)經(jīng)過這些年來的發(fā)展，在技術(shù)上已形成了一套體系，同樣可應(yīng)用的行業(yè)也逐漸擴大，從產(chǎn)品設(shè)計到模具設(shè)計與制造材料工程醫(yī)學(xué)研究文化藝術(shù)建筑工程等等都逐漸的使用 3D 打印技術(shù)，使得 3D 打印技術(shù)有著廣闊的前景。 3D 打印技術(shù)面臨的問題 現(xiàn)在 3D 打印技術(shù)的精度約為 ， 而且 3D 打印機本身的售價偏高，不過隨著技術(shù)的進步和成本的降低，一臺普通 3D打印機的成本有望比 1985 年的激光打印機還要低。生物 3D 打印機也面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中之 一是其打印出的器官如何與身體其他器官尤其是大的組織更好地結(jié)合，因為任何打印出來的器官或身體組織都需要同身體的血管相連，而這可能非常難于實現(xiàn) ，一旦克服了這個技術(shù)障礙，在未來幾十年內(nèi)生物打印技術(shù)將成為一項標準技術(shù)。 當(dāng)然，要實現(xiàn) 3D打印技術(shù)的大規(guī)模使用還有不少挑戰(zhàn)， 首先是打印材料，它根據(jù)打印商品的不同，需要各種特殊種類的金屬塑料以及陶瓷等成本比較高 。 產(chǎn)權(quán)保護： 3D 打印技術(shù)的意義不僅在于改變資本和工作的分配模式，而且也在于它能改變知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)則 。該技術(shù)的出現(xiàn)使制造業(yè)的成功不再取決于生 20 產(chǎn)規(guī)模而取決于創(chuàng)意 。 然而單靠創(chuàng)意也不夠，模仿者和創(chuàng)新者都能輕而易舉地在市場上快速推出新產(chǎn)品 。因此，競爭優(yōu)勢可能將前所未有地變得比以前更短。 一旦物品能用數(shù)字文件來描述，它們就會變得很容易復(fù)制和傳播，當(dāng)然盜版也會變得更加猖獗。 當(dāng)一個新玩具的草圖或一雙鞋的設(shè)計方案在網(wǎng)上流傳時，其知識產(chǎn)權(quán)的擁有者會失去更多。因此人們在知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域進行的斗爭會更加激烈，并且隨著開源軟件新的非商業(yè)模式的出現(xiàn)， 3D 打印技術(shù)需要比目前更加嚴謹還是更加寬松的法規(guī)還有待驗證。 稅務(wù)問題：過去稅務(wù)局海關(guān)對交易征稅都是基于商品的價值。如果將來貨物的制造模式 都是通過購買 3D 打印機和耗材，從網(wǎng)上下載設(shè)計文件，自行打印出所需的物品，那么傳統(tǒng)的征稅模式將難以為繼 ，未來的稅基將很可能從增值稅消費稅轉(zhuǎn)向個人所得稅和營業(yè)稅。 參考文獻 ［ 1］許廷濤． 3D 打印技術(shù) ——— 產(chǎn)品設(shè)計新思維［ J］．電腦與電信， 2021,9 :57． ［ 2］古麗萍． 蓄勢待發(fā)的 3D打印機及其發(fā)展［ J］． 數(shù)碼印刷． 2021,10 :6467． ［ 3］蔡恩澤． 3D 打印顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)［ J］． 中國中小企業(yè)， 2021,11 :4647． [4] 劉厚才，莫健華 ,等 .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)， 2021，9:1214． [5] 陳步慶，林柳蘭，等．三維打印技術(shù)及系統(tǒng)研究 [J]．機電一體化， 2021，（ 4） :3132 [6] 楊小玲，周天瑞 .《三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用》，浙江科技學(xué)院學(xué)報，2021,21(3):7880. [7]劉厚才，莫健華，等 .《三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用》，機械科學(xué)與技術(shù)，2021,27(9):2326. [8]胡發(fā)宗，趙毅，等 .《三維立體打印機的成形技術(shù)》，上海交通大學(xué) ,2021(8):1618. 21 致 謝 光陰荏苒，美好的大學(xué)時光即將畫上一個句號?；赝^去，仿佛昨日。孜孜不倦的老師，善良可愛的同學(xué)，美麗幽靜的校園，一直陪伴著我，見證了我的成長。 畢業(yè)論文暫告收尾，這也意味著我在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機械與電子工程學(xué)院的四年學(xué)習(xí)生活既將結(jié)束?；厥准韧?，自己一生最寶貴的時光能于這樣的校園之中，能在眾多學(xué)富五車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實是榮幸之極。在這四年的時間里，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。 首先 ,我要感謝我的導(dǎo)師宋洪軍老師。論文是在 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。老師對本選題十分重視。提綱、完成初稿、修改完善到最后的定稿都一一過問，花費了大量心血。導(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識、獨特的學(xué)術(shù)思維、一絲不茍的工作作風(fēng)、熱情待人的品質(zhì)，使我滿懷敬意。 其次，我要感謝我的父母對我二十多年來辛勤的養(yǎng)育之恩，正是你們的支持和鼓勵，才使我順利地完成學(xué)業(yè)；正是你們的關(guān)心和默默的奉獻，給我創(chuàng)造了優(yōu)越的條件，使我在學(xué)習(xí)的道路上樂觀向上、勇往直前。 然后，我還要十分感謝四年來與我朝夕相處的老師與同學(xué)們，感謝老師與同學(xué)們四年來的關(guān)心和鼓勵，因為你們使我的大學(xué)生活充滿 了感動。因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)論文才會順利完成。 感謝所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著的作者。感謝我的母校 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)。 最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示真誠的感謝，謝謝。