激光选区熔化3D打印设备结构设计研究

论文摘要

近年来,激光选区熔化3D打印技术,即增材制造技术的出现不断带动着我国机械行业的发展与进步,更是加工制造领域的突破与创新。该项技术不仅能够直接应用于零部件的加工处理,而且整个加工工艺周期较短,从而能够快速地实现较复杂零部件的工艺流程。同时也为加工制造作业配备以及工件物流的调度安排等诸多操作流程提供了便利,这样不仅能够大大地节省我国的人力,物力以及财力,更能使我国制造业拥有质的飞跃和进步。目前,随着3D打印以及数字化生产制造技术的迅速发展,激光技术已引起了越来越多的制造业研究者的高度关注,并逐渐地被投放到相关加工行业或制造领域来进行技术的检测与应用分析。相比传统材料加工切削技术,激光选区熔化3D打印不仅代表着增材制造技术的重大革新,还是数字化技术应用的全新体现。所以,该技术在材料加工、设计制造、创新应用以及产品研发等诸多领域都发挥着不可代替的作用。本文基于3D打印技术的研究与分析,设计出了一套高精度金属粉末激光熔化选区3D打印设备。主要设计内容是:首先,依据相关技术要求与参数,设计金属粉末激光选区熔化3D打印设备的整体方案构架。其次,通过研究该设备机构及腔体等重要组成部分的工作原理,进一步分析其主要结构的稳定性等重要特性。最后,根据所拟定设计方案,并结合力、速度及加速度等关键参数进行具体零部件的选型设计。激光选区熔化3D打印设备其结构设计,不仅符合举升机构和工作内腔的设计要求,而且其重复定位精度高且密封性好。同时,该设备的投入使用也较大程度地节约了整个作业成本以及降低作业耗时,其加工质量也有了显著的改善。所以,激光选区熔化3D打印设备在机械行业的加工制造与应用领域更具有研究意义与价值。

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摘要

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第1章绪论

1.1 选题背景

1.2 激光选区熔化3D打印设备的发展与研究状况

1.3 论文的主要工作及意义

第2章金属粉末激光熔化3D打印设备的方案设计

2.1 金属粉末激光选区熔化3D打印设备技术要求

2.2 整体结构功能的方案设计

2.2.1 粉末收集系统

2.2.2 激光发射装置

2.2.3 光学振镜系统

2.2.4 电气控制系统

2.2.5 刮粉落粉机构

2.2.6 一体化整体成型腔

2.2.7 精密Z轴举升系统

2.2.8 惰性气体保护工作腔体设计

2.2.9 成型腔结构设计

2.3 工作原理

2.4 设备整机模块化与集成化

2.5 本章小结

第3章 3D打印设备精密Z轴举升机构设计计算

3.1 直线导轨的选型

3.2 滚珠丝杠的选型

3.3 电机的参数选型计算

3.4 结构强度和稳定性分析

3.4.1 一体化整体成型腔的有限元分析

3.4.2 精密Z轴举升机构的有限元分析

3.5 本章小结

第4章激光选区熔化3D打印设备应用及成果

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 朱天光

导师: 丁茹

关键词: 打印,金属粉末,举升机构,工作内腔

来源: 沈阳理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,计算机硬件技术

单位: 沈阳理工大学

分类号: TN24;TP334.8

DOI: 10.27323/d.cnki.gsgyc.2019.000019

总页数: 63

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