基于3D打印技术的机构创新设计
实验名称:
基于3D打印技术的机构创新设计 项目研究的意义:
3D打印即快速成型技术,它是一种以数字模型文件为基础,运用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。所谓3D打印机与普通打印机工作原理基本相同,只是打印材料有些不同,日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品,打印材料是墨水和纸张,而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料。打印机与电脑连接后,打印机通过读取文件中的横截面信息,用实实在在的打印材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体,把计算机上的蓝图变成实物。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。
3D打印技术是典型机电一体化设备,集机械设计、伺服控制、电子信息、控制方法、软件开发、传感器等技术于一体,同时3D打印技术动作复杂,模块化、可重构,可组线,运用灵活,通过对3D打印的实践教学达到了解3D打印机的功能,目前3D
打印的发展状况,以及增材制造的方式方法。同时通过组装3D打印机锻炼动手操作能力,激发创新创造能力。
实验室所提供的桌面式3D打印设备不仅丰富学生的专业知识,提供学生的专业技能,使学生掌握3D打印在工业企业的应用和集成技术,同时大幅度提升学校的核心竞争力,对锻炼和建设教学科研人才,培养学生创新能力和动手实践能力都具有重要的意义。
项目研究的内容:
1、利用计算机完成机构的创新设计,包括二维设计和三维设计。
2、完成设计机构上所有非标零件的3d打印,标准件自行购买。
3、并且完成机构的装配、调试。 4、整理实验报告。 实验原理及方法:
基本原理:熔融成型FDM(Fused Deposition Modeling)是目前桌面级3D打印机最常使用的技术。
熔融挤出成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性材料,如蜡、ABS、PC、尼龙等,以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动,同时将熔化的材料挤出,材料迅速固化,并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层上
堆积而成,上一层对当前层起到定位和支撑的作用。每层厚度在0.025-0.762mm,一层一层慢慢叠加,最后形成零件。 FDM工艺之关键是保持半流动成形材料刚好在凝固点之上,也就是对温度的控制较为重要。FDM喷头受水平分层数据控制,当它沿着XY方向移动,半流动融丝材料从FDM喷头挤压出来,很快凝固,形成精确的层。
方法:首先对目前增材制造技术学习和认识;其次了解实验室提供的打印机的结构,并进行简单的组装;学习打印过程,包括切片处理,参数设置,打印操作等。 实验设备:
实验室现有的STD-1型3D打印机,台式电脑,PLA材料 面向对象:
该实验面向机械学院各专业大三、大四学生