【正文】 姜云飛 2014年6月15日20。 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。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)。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。老師對(duì)本選題十分重視。首先,我要感謝我的導(dǎo)師宋洪軍老師。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。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?；赝^去，仿佛昨日。 [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(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2007,27(9):2326.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(yíng)業(yè)稅。因此人們?cè)谥R(shí)產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域進(jìn)行的斗爭(zhēng)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。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。 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 。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 。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)?！?D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。 　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。 　,使得設(shè)計(jì)制造一體化的概念完美實(shí)現(xiàn)。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。 壓力傳感器 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)。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越好，速度無所謂（打完一層才動(dòng)一次）。其中，熱敏電阻的銅的溫度測(cè)量范圍在50~150℃，%~%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。溫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(jiǎn)單、體積小、可靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉，并且可以可方便地組成多路集中測(cè)量與控制系統(tǒng)。5 傳感器 溫度傳感器對(duì)比184。出力力矩T=，小于最大出力力矩=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:180。；；；總傳動(dòng)效率為：η=***==180。η——傳遞機(jī)械效率。m）m3）；α=50*2π/=1047rad/s2M=Ma+MfMa=(Im+It)αMf=μWS/2πηι式中Ma——電機(jī)啟動(dòng)加速力矩；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。 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=對(duì)此，計(jì)算噴頭走完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：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。如果α變化，則系統(tǒng)反應(yīng)將忽快忽慢，影響加工精度。角加速度a角”。系統(tǒng)傳動(dòng)慣量J根據(jù)牛頓第二定律：“進(jìn)給系統(tǒng)所需力矩T當(dāng)θ為90度角時(shí)，對(duì)應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩，稱最大同步轉(zhuǎn)矩。Fy和Fs分別是轉(zhuǎn)子、定子的磁勢(shì)或磁密；p為極對(duì)數(shù)。(同性相斥，異性相吸)兩個(gè)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算PMSM定子轉(zhuǎn)組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的機(jī)理與感應(yīng)電機(jī)是相同的。轉(zhuǎn)子上貼有磁性體，一般有兩對(duì)以上的磁極。PMSM主要由定子、轉(zhuǎn)子及測(cè)量轉(zhuǎn)子位置的傳感器構(gòu)成。在同樣體積下，交流電動(dòng)機(jī)輸出功率可比直流電動(dòng)機(jī)提高10﹪～70﹪，此外，交流電動(dòng)機(jī)的容量可比直流電動(dòng)機(jī)造得大，達(dá)到更高的電壓和轉(zhuǎn)速。最高速度受到限制，也使應(yīng)用環(huán)境受到限制，而且直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，所用鋼鐵材料消耗大，制造成本高。 伺服電機(jī)可以考慮直流和交流兩種【6】：但直流電動(dòng)機(jī)都存在一些固有的缺點(diǎn)，如電刷和換向器易磨損，需經(jīng)常維護(hù)。雖然采用功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的開環(huán)伺服系統(tǒng)曾經(jīng)在90年代的所謂經(jīng)濟(jì)型數(shù)控領(lǐng)域獲得廣泛使用，但是迅速被交流伺服所取代?？刂破鞯墓δ苁峭瓿伤欧到y(tǒng)的閉環(huán)控制，包括力矩、速度和位置等。伺服有速度控制和位置控制模式。雙排式排列方式，使得走完一個(gè)幅面的時(shí)間相對(duì)于單排式減半，利于打印速度的提高。此外，通過上位機(jī)的脈沖能力的估算，對(duì)比實(shí)現(xiàn)的可能性，得知我們方案的合理性。80000=6553600/200000=。CDV：電子齒輪比的分子是電機(jī)編碼器反饋脈沖。對(duì)應(yīng)6000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，則上位機(jī)脈沖能力80000r/s，電子齒輪比不變.則機(jī)械精度對(duì)應(yīng)設(shè)定機(jī)械精度：，對(duì)應(yīng)的脈沖當(dāng)量: 按360dpi的分辨率來考慮，,又打印噴頭為雙排的，所以，打印噴頭周期移動(dòng)距離d=*2=，噴墨一次，噴粘劑一次，兩個(gè)噴頭噴出同步； 此類電機(jī)最高轉(zhuǎn)速一般是3000r/min上下，取3000為參考研究這是一個(gè)小慣量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)啟動(dòng)，加速，制動(dòng)的性能好，反應(yīng)快，比較理想。 可見，Jt很小——主要由兩個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量來決定，從而對(duì)電機(jī)的功率輸出要求不苛刻，在功率不高情況下，可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速。而且選用絲杠的密度（類于鐵）；M圓柱體質(zhì)量；圓柱體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=1/8MD2W——工作臺(tái)重量，工作臺(tái)輕，取6kg；Z2——齒輪2Z1——齒輪lJt=Z1+1/i2[Z2+JS+JW]()++=選用長(zhǎng)度L=，公稱直徑D=12mm,公稱導(dǎo)程mmPh40【5】=。滾珠絲杠由于運(yùn)動(dòng)效率高、發(fā)熱小、所以可實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給(運(yùn)動(dòng))。 4)無側(cè)隙、剛性高滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動(dòng),所以啟動(dòng)力矩極小,不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。滾珠絲杠副是用日本制造的世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對(duì)溫度與過去的滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩達(dá)到1/3以下,即達(dá)到同樣運(yùn)動(dòng)結(jié)果所需的動(dòng)力為使用滾動(dòng)絲杠副的1/3。 1)與滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩為1/33 機(jī)械結(jié)構(gòu) 傳動(dòng)方式的選擇 直線導(dǎo)軌可分為：滾輪直線導(dǎo)軌和滾珠直線導(dǎo)軌兩種，前者速度快精度稍低，后者速度慢精度較高。這就要求液化器溫度必須保持穩(wěn) 定。液化器中使用電熱絲提供熱量使料絲熔融。 在采用熔絲擠出方式的工藝原理時(shí),就是借助液化器中未熔絲材的活塞作用,將熔融材料擠出噴嘴,出絲推力近似等于送絲驅(qū)動(dòng)力,所以在此特定的工藝原理中,送絲功能和基礎(chǔ)功能是等效的。5) 出絲速度匹配與出絲起?？刂乒δ?出絲速度可控,能根據(jù)掃描速度進(jìn)行調(diào)整,實(shí)現(xiàn)互相匹配。3) 流道功能:提供熔融態(tài)材料穩(wěn)定流動(dòng)的通道。成型工藝對(duì)噴頭系統(tǒng)的功能要求可以分解為以下幾點(diǎn):1) 供應(yīng)功能:將料絲從絲筒上拉出,提供成型材料。 噴頭移動(dòng)及噴出量調(diào)節(jié)的設(shè)計(jì) 噴頭系統(tǒng)的功能要求 熔融擠出系統(tǒng)對(duì)噴頭系統(tǒng)的基本要求 是:將成型料絲送人液化器中,在其中及時(shí)而充分地熔化,由固態(tài)變 為熔融態(tài),然后再進(jìn)一步從更小直徑的噴嘴中以極細(xì)絲狀擠出,按掃描路徑堆積成型。(3) 控制回路方框圖如下：設(shè)置的空氣溫度→單片機(jī)→D/A轉(zhuǎn)換器→加熱電路→當(dāng)前溫度→溫度傳感器→A/D轉(zhuǎn)換器→單片機(jī) x y z三方向控制電機(jī)的設(shè)計(jì)采用化繁為簡(jiǎn)的思路,將三維打印轉(zhuǎn)化為二維進(jìn)而轉(zhuǎn)化為一維 打印。 設(shè)計(jì)思路概述ABS/PLA耗材熔點(diǎn)為230℃左右,分解溫度260℃以上,故其通常成型溫度在250℃以下。既要由較低的熔點(diǎn),也要有較好的粘滯性,同時(shí)也需要快速成型。完成 模型的打印之后,還需要后期的材料回收工作。 總體框架的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)概述系統(tǒng)由輸人設(shè)備制定部分參數(shù),從存儲(chǔ)設(shè)備或者直接從