【正文】 定律：“進(jìn)給系統(tǒng)所需力矩 T = 系統(tǒng)傳動(dòng)慣量 J 角加出指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時(shí)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(dá)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(dòng)慣量對(duì)伺服系統(tǒng)的精度，穩(wěn)定性，動(dòng)態(tài)響應(yīng)都有影響。慣量大，系統(tǒng)的機(jī)械常數(shù)大，響應(yīng)慢，會(huì)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(shí)有利，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)在不影響系統(tǒng)剛度的條件下，應(yīng)盡量減小慣量。 通常負(fù)載的慣量不要大于電機(jī)慣量的 5倍，最大不要超過 10 倍。 對(duì)于功率 P=2π *nT/60 對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的物體來說，轉(zhuǎn)矩和慣量的關(guān)系正如直線運(yùn)動(dòng)物體的受力和質(zhì)量的關(guān)系。 打印速度的初步估計(jì) 每打一個(gè)，計(jì)劃在 Y軸方向移動(dòng) 10次，使寬度達(dá)到 361mm頭走完 1 個(gè)幅面的時(shí)間 T，計(jì)劃彩印周期 T秒，暫時(shí)忽略 10 次 Y 方向移動(dòng)時(shí)間，有： 電機(jī)一轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)絲桿 1轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng) 10個(gè)導(dǎo)程共 4mm， 360mm 需要電機(jī)轉(zhuǎn) 90r，最高轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)每秒轉(zhuǎn) 50r，對(duì)應(yīng)時(shí)間為 。則 10 個(gè)來回大約 18 秒， x軸方向10 次加減速，對(duì)應(yīng)總時(shí)間 6s。走完一個(gè)幅面，需要大概 24 秒，加上其余誤 差時(shí)間， 30 秒就可以完成一個(gè)幅面， T=30s，基本實(shí)現(xiàn) 1分鐘打印 2 頁的要求 【 7】 。 求電機(jī)勻加速需要時(shí)間。 電機(jī) 300ms，表示靜止加速到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)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(jī)啟動(dòng)加速力矩； Jm， Jt—— 電機(jī)自身慣量與負(fù)載慣量（ kg m3）； Mf—— 導(dǎo)軌摩擦折算至電機(jī)的轉(zhuǎn)矩（ N m） μ —— 摩擦系數(shù)，取 ； η —— 傳遞機(jī)械效率，在此取 。 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng) 的傳動(dòng)效率取 ；滾動(dòng)球軸承傳動(dòng)效率為 ；齒輪的傳動(dòng)效率為 ；總傳動(dòng)效率為： η =***= 導(dǎo)軌磨擦折算至電機(jī)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(duì)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(duì)象的連續(xù)在線測(cè)溫，并且接觸式測(cè)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉， 16 由上面兩個(gè)表分析，非接觸時(shí)的對(duì)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(cè)量范圍在 50~150℃，精度在%~%之間，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，精度及靈敏度均較好，對(duì)于本設(shè)計(jì)來講銅更加適合作為溫度傳感器。 機(jī)械位置傳感器 支持直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)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(jī)的打印頭基本不受力，對(duì)載荷沒有要求，打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)時(shí)，在水平兩個(gè)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(dòng)一次）。因此打印機(jī)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)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(cè)兩個(gè)噴頭分別對(duì)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(cè)。但物量不夠的時(shí)候，反饋，提醒用戶加入顏料、粘劑或粉末。對(duì)應(yīng)以上表格，可以采用電位器來做測(cè)量，且能 達(dá)到比較高的精度。 19 6 3D 打印機(jī)的優(yōu)點(diǎn)及面臨問題 3D 打印機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 3D 打印技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 3D 打印技術(shù)是并行工程中進(jìn)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(jì)和模具生產(chǎn)同步進(jìn)行，從而提高企業(yè)研發(fā)效率，縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，極大降低了新品開發(fā)的成本及風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)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(xiàng)技術(shù) ,使得設(shè)計(jì)制造一體化的概念完美實(shí)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(shí)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(shí)準(zhǔn)確的完成造型 ,不再需要再借助外部設(shè)備進(jìn)行修復(fù)。 到目前為止，各類 3D 打印機(jī)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(duì)材料的機(jī)械性能需求。 與傳統(tǒng)機(jī)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(jì)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(jì)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(kuò)大，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到模具設(shè)計(jì)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(jī)本身的售價(jià)偏高，不過隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，一臺(tái)普通 3D打印機(jī)的成本有望比 1985 年的激光打印機(jī)還要低。生物 3D 打印機(jī)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?yàn)槿魏未蛴〕鰜淼钠鞴倩蛏眢w組織都需要同身體的血管相連，而這可能非常難于實(shí)現(xiàn) ，一旦克服了這個(gè)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(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。 當(dāng)然，要實(shí)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(hù)： 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(shí)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(chǎng)上快速推出新產(chǎn)品 。因此，競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)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(huì)變得很容易復(fù)制和傳播，當(dāng)然盜版也會(huì)變得更加猖獗。 當(dāng)一個(gè)新玩具的草圖或一雙鞋的設(shè)計(jì)方案在網(wǎng)上流傳時(shí)，其知識(shí)產(chǎn)權(quán)的擁有者會(huì)失去更多。因此人們?cè)谥R(shí)產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域進(jìn)行的斗爭會(huì)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(yán)謹(jǐn)還是更加寬松的法規(guī)還有待驗(yàn)證。 稅務(wù)問題：過去稅務(wù)局海關(guān)對(duì)交易征稅都是基于商品的價(jià)值。如果將來貨物的制造模式 都是通過購買 3D 打印機(jī)和耗材，從網(wǎng)上下載設(shè)計(jì)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(fèi)稅轉(zhuǎn)向個(gè)人所得稅和營業(yè)稅。 參考文獻(xiàn) ［ 1］許廷濤． 3D 打印技術(shù) ——— 產(chǎn)品設(shè)計(jì)新思維［ J］．電腦與電信， 2021,9 :57． ［ 2］古麗萍． 蓄勢(shì)待發(fā)的 3D打印機(jī)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(jī)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(jī)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(bào)，2021,21(3):7880. 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[8]胡發(fā)宗，趙毅，等 .《三維立體打印機(jī)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(shí)光即將畫上一個(gè)句號(hào)?；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(jī)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(shí)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(shí)是榮幸之極。在這四年的時(shí)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(lì)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(duì)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(fèi)了大量心血。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識(shí)、獨(dú)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(duì)我二十多年來辛勤的養(yǎng)育之恩，正是你們的支持和鼓勵(lì)，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(xiàn)，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(lì)，因?yàn)槟銈兪刮业拇髮W(xué)生活充滿 了感動(dòng)。因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)，此次畢業(yè)論文才會(huì)順利完成。 感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)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(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示真誠的感謝，謝謝。