1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1、桌面级fdm 3d打印机的发展现状
近年来,随着个性化定制和快速原型开发的需求量上升,3d打印机得以快速发展[1-3]。其中尺寸一般在500mm3以下的桌面级3d打印机相对于大尺寸的工业级3d打印机,在科研、教育和实践中应用范围更广,普适性更好,多用于工业设计、教育、艺术创作、医疗、服饰等领域[4],但桌面级3d打印机的打印精度普遍低于工业级3d打印机。3d打印经历了30多年的发展,产生了多种打印技术,其中fdm(熔融沉积成型)3d打印技术因占有空间小,便于操作而被大众所喜欢,目前占有市场量最大,但fdm 3d打印的成型件精度只有0.1mm,而传统的加工制造精度可达0.001mm[5],打印准确性直接决定成品质量,而如何提高精度一直是它的难题,并在一定程度上限制了它的发展[6]。
据已有研究表明[7-8],打印机结构精度、打印温度、分层厚度、打印速度、材料特性等均会影响打印精度。桌面级fdm 3d打印机打印的材料一般为高分子材料,如:pla、abs、tpu等[9],打印材料的特性决定了打印机的参数设置,设置项包括:喷嘴温度、分层厚度、喷头移动速度等[10]。此外,桌面级fdm 3d打印机的最快打印速度、成型件的最小分层厚度还受打印机零部件性能的影响[11],因此,从机械设计角度可对其进行的优化通常为:提高打印机结构精度以提高打印质量,和控制打印环境温度以减小成型件变形。
2. 研究的基本内容与方案
2.1、研究(设计)的基本内容
本次设计要求完成桌面级fdm 3d打印机的机械部分设计并做优化改进设计,提高3d打印机的结构稳定性和成型质量。主要应包括:
1)首先确定3d打印机的运动方式,进而确定3d打印机的结构类型;
3. 研究计划与安排
第1~3周:完成开题报告和英文翻译;
第4~5周:完成总体技术方案设计及分析;
第6~8周:完成零件选型、机械结构设计与三维建模;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] turner, b.n.; strong, r.; gold, s.a. areview of melt extrusion additive manufacturing processes: i. process designand modeling. rapid prototyping. j. 2014, 20, 192–204.
[2] balletti, c.; ballarin, m.; guerra, f. 3dprinting: state of the art and future perspectives. j. cult. herit. 2017, 26,172–182.
[3] bingheng lu, dichen li, xiaoyong tian.development trends in additive manufacturing and 3d printing[j].engineering,2015,1(1).
