高效多功能衣架设计及3D打印制作开题报告

1. 研究目的与意义

随着时代和科技的发展，3D打印技术广泛的应用于制造业、建筑、医学，几乎每一个领域。3D打印是快速成型技术的一种，它是一种运用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，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。逐层打印的方法为设计者提供了更多的自由度以及高效率。它不同于传统方法的是它不需要制备模具，这样可以节省大量的成本和时间。目前有几种3D打印方法，如熔融沉积成型（FDM），分层实体成型技术（LOM），立体光固化成型技术（SLA），选择性激光烧结工艺（SLS），三维印刷工艺（3DP）等。FDM是熔融沉积成型工艺，通过加热和挤出热塑性长丝逐层构建零件。采用FDM工艺制作具有悬空结构的工件原型时需要有支撑结构的支持，为了节省材料成本和提高成型的效率，新型的FDM设备会采用了双喷头的设计，一个喷头负责挤出成型材料，另外一个喷头负责挤出支撑材料。在SLS工艺中，蜡，树脂或塑料粉末作为一层，然后用激光束扫描燃烧粉末并将其与底部一起烧结层。梁的轨迹由铸件或零件的截面轮廓控制。LOM是一种根据零件的部分切割很多张薄膜堆叠起来的方法，它所采用的的原料价格便宜，因此制作成本极为低廉，适用于大尺寸工件的成型，成型过程无需设置支撑结构，多余的材料也容易提出，精度也十分的理想，但是由于LOM技术成型材料的利用率不高，材料浪费颇为严重。SLA以光敏树脂作为材料，在计算机的控制下紫外激光将对液态的光敏树脂进行扫描从而让其逐层凝固成型，尽管SLA成型精度高但成型尺寸有比较大的限制，所以并不适合制作体积较大的零件，同时制造过程中需要有支撑结构的存在。SLA的材料比较昂贵，并且具有一定的气味需要妥善的保管。SLS工艺使用的是粉末状材料，激光器在计算机的控制下对粉末进行扫描照射来实现材料的烧结粘合，材料层层堆积从而实现成型。SLS工艺支持多种材料，成型过程中也不需要支撑结构，不会过多浪费材料，但SLS设备和材料价格仍旧比较昂贵，工作环境的要求也比较高。3DP的工作原理类似于喷墨打印机，是形式上最为贴合“3D打印”概念的成型技术之一。3DP工艺与SLS工艺同样都是采用粉末状的材料例如陶瓷、金属、塑料，但不同的是，3DP使用的粉末并不是通过激光烧结粘合在一起的，而是通过喷头喷射粘合剂将工件截面“打印”出来并一层层堆积成型的。3DP技术成型速度非常快，适用于制造结构复杂的工件，也适用于制作符合材料或非均匀材质材料的零件。本次课题所制作的模型采用SLA工艺制作。

而本课题制作的多功能衣架，是在现代生活中对于置物空间的巨大需求下产生的，它能够合理的利用衣柜中的纵向空间，增加储物量，在变形后又能将衣物分离开充分接触空气和阳光，使衣物干燥柔软。它不仅可以节约成本，而且可以满足人们对于储物空间的需求，提高生活质量。

2. 研究内容和预期目标

1.充分研究3d打印技术的发展和应用，针对3d打印的几种方法，辨别几种方法的不同点与共同点，分析它们的优缺点。结合现有的技术畅想未来3d打印的发展。

2.绘制多功能衣架的ug图纸，并针对实用功能进行创新改造。

3.利用3d打印技术的sla工艺制作出多功能衣架的零部件，组装成为完整的模型，使之具备变形的功能性。

3. 研究的方法与步骤

1.1 选题背景

目前3d打印技术在生活生产中的应用实例，对比传统方法，它具有什么优点与特点

1.1.13d打印技术的发展史

4. 参考文献

[1]卢秉恒，李涤尘.机械制造与自动化，2013，增材制造（3d打印）技术发展.

[2]王忠宏，李扬帆，张曼茵.经济纵横，2013，中国3d打印产业的现状及发展思路.

[3]高长银.ug nx10基础教程，2018.

5. 计划与进度安排

（1）1.5-1.10 确定选题

（2）2.1-3.1 收集相关资料

（3）3.2-3.10 撰写开题报告