基于3d打印技术的汽车前保险杠成型工艺开发

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新型3D打印技术在汽车零部件制造中的应用

新型3D打印技术在汽车零部件制造中的应用

新型3D打印技术在汽车零部件制造中的应用随着科技的不断发展,各行业都在不断地寻求创新和进步。

汽车行业作为现代工业的一个重要组成部分,对新技术的需求更是迫切。

近年来,随着3D打印技术的快速发展,越来越多的汽车行业从业者开始将其应用于汽车零部件的制造中,以期能够有效地增加产品的生产效率,降低成本并提高产品的质量,从而赢得市场竞争的优势。

在传统的汽车零部件生产过程中,需要完成多个环节,如设计、制模、铸造、加工等。

这些环节之间需要不断的协调和沟通,使得整个生产过程非常繁杂和耗时。

而3D打印技术可以将制造过程简化,将各种环节合并成为一个步骤,从而使生产过程更加高效和精确。

首先,3D打印技术可以直接从数字化的汽车零部件CAD模型中制造,无需传统制模和模具制造的过程。

这样的优势在于避免了制模所需的成本和时间浪费,同时也可以大大减少人工失误和变形的问题,从而提高了制造的精确度。

其次,3D打印技术可以根据需求很容易地进行定制,可以根据不同车型或特定的零部件进行生产。

而在传统的制造过程中,一旦制造了模具,即使车型或零部件的需求变化也无法适应,导致生产压力和浪费。

除此之外,3D打印技术还可以大大缩短产品从设计到生产投入市场的时间,特别是在新产品的开发过程中。

传统的汽车零部件生产需要经历长时间的设计、制造、测试、批量生产等多个环节,需要耗费巨大的时间和金钱。

但是,在3D打印技术的帮助下,这些过程可以很大程度上被简化,从而缩短产品的开发周期。

在使用3D打印技术的汽车工厂中,目前已经应用到一些零部件制造上,如喷油嘴、汽车灯、车桥传动轴、齿轮和方向盘等。

这些零部件都是针对特定车型的定制,并且都通过3D打印技术制造。

这些零部件的生产周期比传统的制造方式缩短近50%以上,并且还能够达到超高的机械性能标准。

此外,随着3D打印技术的进一步发展,未来汽车零部件的制造将变得更为精确和高效。

未来,将有越来越多的汽车零部件移植到3D打印技术中,并且随着新材料的开发,其机械性能将会迎来新的突破。

汽车保险杠产品设计开发

汽车保险杠产品设计开发

汽车保险杠产品设计开发摘要:针对某汽车保险杠产品的开发,利用moldflow软件对其潜在缺陷进行探测,并从产品设计、模具设计、注塑工艺等方面对潜在缺陷进行对策,以提高产品开发质量。

最终试模验证表明,潜在缺陷得到了有效规避,产品质量达到设计要求。

关键词:保险杠、moldflow、设计、缺陷1 前言汽车保险杠作为安全保护装置,同时也是车身外形的重要装饰件,它的外观品质和尺寸稳定性非常重要。

而作为一种大表面积、薄壁的复杂力学结构件和外观件,注塑模具设计、材料选择以及注射工艺参数等都会对最终制品品质产生很大的影响。

本文使用Moldflow软件,对产品成型进行模拟分析,对潜在风险制定预防措施,最终确定了模具设计方案及生产工艺。

2 产品设计产品外观如下图,尺寸为1915mm*729mm*550mm。

产品外观面设计图产品背面设计图3 模流分析3.1材料选择该保险杠选用材料规格为PP+EPDM-TD20,材料的主要参数性能见下表:材料PVT曲线图材料粘度曲线图3.2浇口设计浇口作为熔体流进型腔的最后通道,对熔体填充模式有着直接影响,很大程度上决定了熔体流动方向、距离以及是否平衡,其设计是否合理对注塑件成型后是否会产生翘曲、缩痕、熔接痕等缺陷有着直接影响。

根据以往保险杠产品设计经验,浇口一般设计为5-7点顺序阀,此模具设计为5点顺序阀,分析以下两种布局方案:3.3成型分析两种方案下,设定相同的成型工艺,模具温度40℃,熔胶温度220℃,射胶时间7.7s,保压时间15s,V/P切换点为98%。

3.3.1压力分析通过分析下图,两种方案下,注塑压力变化基本一致,最大压力在正常注塑工艺范围内,成型过程实现不存在异常风险。

浇口压力变化曲线图3.3.2 温度分析通过分析下图,两种方案下,产品表面温度基本一致,在狗窝结构处出现明显温度下降,模具设计时需注意此处水路以及排气布局,保证胶料顺利填充。

产品表面温度变化图3.4缺陷分析3.4.1熔接痕通过分析下图,方案一由于浇口进胶后,直接流向孔位结构,因此熔接线较方案二明显。

前保险杠支撑件成形工艺及模具设计

前保险杠支撑件成形工艺及模具设计

前保险杠支撑件成形工艺及模具设计下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。

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开题报告《基于三维打印技术的汽车零部件设计与制造研究》

开题报告《基于三维打印技术的汽车零部件设计与制造研究》

开题报告《基于三维打印技术的汽车零部件设计与制造研究》一、研究背景随着汽车工业的快速发展,汽车零部件的设计与制造也日益受到重视。

传统的汽车零部件设计与制造方式存在着诸多问题,如生产周期长、成本高、定制化程度低等。

而三维打印技术作为一种新型的制造技术,具有快速、灵活、高效的特点,为汽车零部件的设计与制造提供了全新的思路和方法。

二、研究意义本研究旨在探讨基于三维打印技术的汽车零部件设计与制造方法,通过对三维打印技术在汽车行业中的应用进行深入研究,旨在提高汽车零部件的设计效率、降低制造成本、增强产品的个性化定制能力,推动汽车工业向智能化、柔性化方向发展。

三、研究内容三维打印技术概述:介绍三维打印技术的基本原理、发展历程和应用领域。

汽车零部件设计需求分析:分析当前汽车零部件设计中存在的问题和需求,探讨三维打印技术在满足这些需求上的优势。

基于三维打印技术的汽车零部件设计方法:探讨如何利用三维打印技术进行汽车零部件的设计,包括设计软件的选择、设计流程的优化等方面。

基于三维打印技术的汽车零部件制造工艺:研究利用三维打印技术进行汽车零部件制造的工艺流程,包括材料选择、工艺参数优化等内容。

案例分析与验证:选取具体的汽车零部件进行案例分析,并通过实验验证所提出的设计与制造方法的可行性和有效性。

四、研究方法本研究将采用文献调研、案例分析和实验验证相结合的方法,通过对相关文献资料的梳理和分析,结合实际案例进行深入探讨,并通过实验验证所提出方法的有效性。

五、预期成果通过本研究,预计可以得出基于三维打印技术的汽车零部件设计与制造方法,为汽车行业提供新颖且实用的解决方案,推动汽车工业向智能化、柔性化方向迈进。

以上是本开题报告《基于三维打印技术的汽车零部件设计与制造研究》的内容概要,希望能够得到您的支持和指导。

感谢您抽出宝贵时间阅读!。

汽车保险杠加工工艺

汽车保险杠加工工艺

汽车保险杠加工工艺汽车保险杠是汽车外部的重要部件之一,它不仅起到保护车身和乘客的作用,还是车辆外观设计的重要组成部分。

汽车保险杠的加工工艺对于保险杠的质量和使用寿命具有重要影响。

汽车保险杠的加工工艺需要从材料选择开始。

常用的汽车保险杠材料包括塑料和金属,如ABS塑料、聚丙烯、聚氨酯等。

根据不同的要求和用途,选择合适的材料非常重要。

对于金属保险杠,需要进行金属材料的切削、锻造、冲压等工艺,以确保保险杠的强度和耐用性。

汽车保险杠的加工工艺还需要注重产品的设计和模具制造。

保险杠的设计要考虑到外观美观、结构合理、安装方便等因素。

设计师通常使用CAD软件进行保险杠的三维建模和设计,然后根据设计图纸制作模具。

模具制造需要考虑到材料的选择、尺寸的精确控制、模具的加工工艺等方面,以确保模具的质量和精度。

接下来是保险杠的成型工艺。

常见的成型工艺有注塑成型、挤出成型和压力成型等。

注塑成型是将熔化的塑料材料注入模具中,经冷却后得到保险杠成型件。

挤出成型是将塑料料柱经过加热和压力挤出模具,形成保险杠的截面形状。

压力成型是将热塑性材料放入模具中,在高压下形成保险杠的形状。

这些成型工艺需要控制温度、压力和时间等参数,以确保保险杠的质量和外观。

接下来是保险杠的表面处理工艺。

常见的表面处理工艺有喷涂、镀铬和贴膜等。

喷涂是将颜料喷涂在保险杠表面,形成均匀的涂层。

镀铬是将保险杠表面电镀一层铬,增加保险杠的光泽和耐腐蚀性。

贴膜是将保险杠表面贴上保护膜,以防止划伤和腐蚀。

这些表面处理工艺需要控制涂层的均匀性、附着力和耐久性等,以确保保险杠的使用寿命和外观质量。

最后是保险杠的装配工艺。

保险杠通常需要与车身进行装配,这涉及到螺栓的安装、密封垫的使用、连接件的选择等。

装配工艺需要保证保险杠与车身的匹配度和稳固性,以确保保险杠在使用过程中不会脱落或松动。

汽车保险杠的加工工艺涉及材料选择、设计和模具制造、成型工艺、表面处理工艺和装配工艺等多个环节。

3D打印技术在汽车零部件制造中的应用

3D打印技术在汽车零部件制造中的应用

3D打印技术在汽车零部件制造中的应用近年来,随着科技的不断发展,3D打印技术得到了广泛的应用,特别是在汽车制造行业中。

3D打印技术是一种以数字模型为基础,通过逐层堆叠材料的方法来快速制造物体的技术。

与传统的制造方法相比,3D打印技术具有许多优势,被广泛应用于汽车零部件制造中。

首先,3D打印技术能够实现高度定制化的生产。

传统的生产方式需要专门设计、制造模具,对于小批量或个性化需要的产品生产效率非常低。

而使用3D打印技术,只需根据CAD模型进行设计调整,并通过3D打印机即可直接制造出产品。

这使得汽车制造商能够根据不同需求,灵活调整产品的尺寸、形状和性能,满足消费者个性化需求。

其次,3D打印技术能够实现复杂结构的制造。

在传统制造过程中,特别是对于复杂结构的零部件制造,需要进行多道工序的加工和组合,费时费力。

而使用3D打印技术,利用逐层堆叠的方式,可以直接将复杂的结构一次性打印出来,大大提高了生产效率。

例如,一些空气动力学复杂的汽车零部件,如汽车空调出风口和车身外观零件,使用3D打印技术可以轻松制造出来,不仅节约了制造成本,还提高了产品的质量和性能。

此外,3D打印技术还能够实现轻量化设计。

在汽车制造中,轻量化设计是一个非常重要的方面,能够减少汽车的整车重量,提高燃油经济性和行驶性能。

使用传统制造方法,为了实现轻量化设计需要以牺牲零部件的强度和刚度为代价。

而运用3D打印技术,可以通过优化结构设计,合理分配材料,实现形状复杂但性能优良的轻量化零部件制造。

这不仅使得汽车更加节能环保,还提高了行车的安全性。

最后,3D打印技术在汽车制造上还有助于减少资源浪费。

在传统制造方法中,由于需要制造模具,常常会产生大量的废料。

而使用3D 打印技术,只需要将设计好的模型输入到打印机中,就能直接制造出产品,不再需要使用额外的模具或工具。

这不仅减少了材料的浪费,还减少了生产过程中所产生的废物,节约了资源。

综上所述,3D打印技术在汽车零部件制造中的应用为汽车制造带来了巨大的变革。

汽车零件生产中的D打印技术的应用

汽车零件生产中的D打印技术的应用

汽车零件生产中的D打印技术的应用汽车行业,从源头生产到终端销售,有着复杂而漫长的链条。

其中,汽车零部件生产是至关重要的一环。

传统的汽车零部件生产对资源的消耗大,而且在产品开发和设计方面需要花费大量的人力和物力。

近年来,三维打印技术在汽车零部件的生产中得到了越来越广泛的应用。

本文将从三维打印技术的原理与特点,三维打印技术在汽车零部件生产中的应用以及三维打印技术的发展趋势三个方面来分析和解读。

一、三维打印技术的原理与特点三维打印(3D Printing),又名增材制造,是一种通过逐层叠加物质的方式,根据三维模型数据制造实体的技术。

这项技术的主要优点在通过逐层制造的方式,可以代替了传统的模具制作,减少了生产时间和成本,增强了设计与制造的灵动性和多样性。

二、三维打印技术在汽车零部件生产中的应用目前,三维打印技术在汽车零部件生产中的应用主要集中在原型制造、复杂部件生产以及个性化定制等领域。

1.原型制造:三维打印技术以其快速、高效、减少材料损耗的特点,已经被汽车制造商广泛用于汽车零部件的原型制造。

通过三维打印技术,设计师可以在很短的时间内打造出车辆零部件的实体模型进行演示或测试,极大地提升了设计效率和效果。

2.复杂部件生产:传统的生产方式在面对一些需要进行复杂加工的零部件时往往会显得力不从心。

而三维打印技术通过其逐层叠加、无需模具的特性,可以实现对这些零部件的高精度、高效率的制造。

3.个性化定制:在汽车市场朝向个性化发展的趋势下,三维打印技术能够满足消费者对于汽车零部件个性化定制的需求。

通过此技术,消费者可以按照自己的预期和需求,将个性化的元素添加到零部件设计中,使汽车更加符合自身的审美和习惯。

三、三维打印技术的发展趋势未来,随着三维打印技术的不断进步和成熟,其在汽车零部件生产中的应用将会越来越广泛。

实现从单纯的原型制造到实际生产的转变,使得量产汽车部件也能通过三维打印技术完成,这不仅可以大大降低生产成本,也可以实现更高的生产效率。

3D打印技术在汽车零部件生产中的应用

3D打印技术在汽车零部件生产中的应用

3D打印技术在汽车零部件生产中的应用一、引言随着一系列技术的不断发展,3D打印技术的出现为汽车工业的零部件生产带来了革命性变化。

3D打印技术既提高了生产效率,又降低了成本,为汽车工业的发展打下了坚实基础。

本文将从3D打印技术的基本原理、3D打印技术在汽车零部件生产中的应用以及未来发展方向三个方面对3D打印技术在汽车零部件生产中的应用进行探讨。

二、3D打印技术的基本原理3D打印技术基本原理是一种通过将数字文件转化成物理对象的生产方法。

根据3D打印的不同材料,3D打印技术主要分为以下几种:1、激光烧结:通过激光将材料烧结在一起形成物体。

2、熔融沉积:通过加热熔化材料,然后将熔化后的材料通过喷头喷射出来,一层一层堆积成为一个物体。

3、光固化:使用紫外线或其他光源让液态或半液态的材料固化成为固体。

通过这些3D打印技术,可以生产出复杂形状、精密度高的零部件,且生产速度比传统加工方式更快、更灵活。

三、3D打印技术在汽车零部件生产中的应用3D打印技术在汽车零部件生产中有着广泛的应用。

以下列举几个具体的案例:1、车灯3D打印技术可以生产出各种形状的车灯壳体,这些3D打印的车灯壳体不仅具有高度精密度,而且可以根据需求进行个性化定制,不受传统注塑方式的限制。

2、发动机零部件3D打印技术还可以用来生产高质量的发动机零部件,例如汽缸盖、机油滤清器等。

这种零部件制造方式的优点在于可靠性高、材料质量好、生产成本低,从而使得汽车零部件更加高效耐用。

3、车身结构件3D打印技术可用于生产车身结构件,如轮毂、座椅框架和车门把手等,可以根据客户要求定制不同的形状和材料。

这样的生产方式可以节省很多成本,同时可以更快地生产出所需的零件。

四、未来的发展方向未来,3D打印技术在汽车零部件生产中将会有很多的发展。

以下是未来发展的一些趋势:1、生产速度的提升3D打印技术可以快速生产零部件,而且制造成本相对较低。

未来,随着3D打印技术的进一步发展,生产速度将会得到进一步提升。

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机械工程学院毕业设计题目:基于3d打印技术的汽车前保险杠成型工艺开发专业:车辆工程班级:姓名:学号:指导教师:日期:2016年5月28日目录绪论 (2)1 3D打印机机型设计要求 (5)2 3D打印机设计 (6)2.1Delta 型打印机工作原理 (6)2.2确认3D打印机整体尺寸 (7)2.3Rostock运动机构设计 (8)2.3.1确定连杆长度最值 (8)2.3.2连杆的强度校核 (9)2.4传动方案设计 (9)2.5挤出机构设计 (10)2.5.1挤出机装置选择 (10)2.5.2挤出喷头选择 (11)2.6电机的选择 (12)2.7传感器的选择 (13)2.7.1温度传感器 (13)2.7.2机械位置传感器 (14)3 运动学仿真 (14)3.1Delta 型3D打印机结构设计的相关技术指标 (14)3.2三维模型预处理 (15)3.3 数学建模 (17)3.4 打印机工作空间的验证 (18)4 制作保险杠三维图 (18)4.1 制作三维图 (18)4.2 转换成stl格式 (19)5 打印保险杠成品 (19)5.1将文件进行切片处理 (19)5.2修改切片参数 (20)5.3 生成GCODE文件 (21)5.4 打印过程检查 (23)5.5 打印完后处理 (23)总结: (24)参考文献 (24)英文翻译 (24)附图 (25)基于3d打印技术的汽车前保险杠成型工艺开发摘要:20世纪80年代,3d打印技术得到快速的发展,对传统行业产生了冲击性影响。

本文即是基于3d打印技术应用于汽车零部件上,对汽车前保险杠的成型工艺进行研究。

利用碳纤维的材料特性,对汽车保险杠的结构进行优化设计,为以后的汽车零部件的快速生产及生产验证提供可能性。

同时利用catia软件对汽车前保险杠进行了造型设计。

关键词:3d打印技术汽车保险杠碳纤维绪论快速成形技术或快速原型技术简称3D打印技术(3D printing),又称三维打印技术,通过计算机辅助软件(CAD、PRO/E等)或者计算机动画软件(3Dmax、犀牛等)建立3维模型,采用分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来实现3D实体成型。

3D打印技术最突出的优点是不需要机械加工或模具,就能直接从计算机数据中生成任何形状的物体,从而极大地缩短产品的研制时间,提高生产率和降低生产成本。

3D打印技术已经广泛应用于航天、航海、国防、医疗、建筑等各个领域一3D打印技术原理3D打印技术目前可分为四类:熔融沉积快速成型(Fused Deposition Modeling,FDM)、光固化成型(Stereolithigraphy Apparatus,SLA)、三维粉末粘接(3DP)、选择性激光烧结(Selecting Laser Sintering,SLS)。

四类打印技术的详细介绍如下1.1熔融沉积快速成型在3D打印技术中,FDM机的使用是最常用的,机械结构也是最简单,设计是最容易的,制造成本和材料成本同样也是最低的,FDM技术的优点于成本廉价,制造简单,缺点是打印的材料的局限性较多,同时由于出料结构比较简单,难以精确控制出料形态与成型效果,由于温度对于FDM成型效果影响同样也非常大,在桌面级FDM3D打印机通常都会缺乏恒温设备,因此基于FDM的3D打印机的成品精度通常为0.2mm-0.3mm,少数高端机型能够支持0.1mm层厚,但由于受温度影响非常大,成品效果还是不够稳定。

FDM机示意图如下图0.1 FDM结构示意图1.2光固化成型光固化技术是在3D打印技术中最先发展起来的一种快速成型制造工艺,同样也是目前研究的最透彻、生产制造技术最成熟的、应用也为最广泛的快速成型技术之一。

光固化技术,主要使用各种光敏树脂为材料,通过紫外光或者其他光源照射凝固成型,逐层实现光固化,最终得到完整的产品。

光固化成型示意图如下图0.2光固化成型示意图1.3粉末粘接技术三维粉末粘接的原料采用的是各种粉末材料,比如塑料粉末、陶瓷粉末、金属粉末等粉末类原料,粉末粘接技术工作原理是,先在底部平台上铺一层粉末,然后通过喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域中,让材料粉末自行粘接,形成零件截面,然后在截面平台上不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程,一层一层叠加,获得最终打印出来的零件图0.3 3DP工艺原理1.4选择性激光烧结SLS的原理是利用粉末材料在激光照射下烧结,控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉末上扫描,与3DP不同的是,它首先铺一层粉末材料,将材料预热到接近熔化点,再使用激光在该层截面上扫描,使粉末温度升到熔化点,然后烧结形成粘接物,最后进行层层截面的烧结,,直至完成整个模型成型。

图0.4 SLS原理示意图二.碳纤维材料成型碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。

它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

碳纤维"外柔内刚",质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁的,而且兼具耐腐蚀、高模量的特性,在国防和民用方面都是非常重要材料。

它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。

碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好。

良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等图0.5 奥迪A6全新碳纤维改造在3d打印技术中,材料的选择对成型工艺技术产生了至关重要的作用。

市场上流通的常见碳纤维分为两类,一类是纯碳纤维,此类材料打印出来的成品优点是具有高强度性,抗腐蚀性等一些碳纤维材料的专属特性,缺点是成型工艺难度较高,对温度及喷嘴的要求极高。

第二类即是20%的碳纤维材料,这种材料打印出来的成品优点是成型工艺的条件没有那么苛刻,缺点是成品的性能上与纯正的碳纤维还是具有一定的差距。

0.6 3d打印新型碳纤维复合材料0.7 3d打印碳纤维样品1 3D打印机机型设计要求Delta 型 3D 打印机是3d打印分类中的重要的一部,由于其占地少,速度快等特点,被现在的打印公司广泛的应用,采用并联式运动机构的作用是牵引喷头。

为了使表面精度高,我们就要限制各个方向的自由度,为了达到这个要求,为其运动机构有两种设计方案,一种是工业并联机械手臂如图1.1所示,另外一种是rostock运动结构如图1.2所示。

与2维打印机相比,3D 打印机增加了 Z 轴的运动,可打印出来立体的实物。

而喷头要精准稳定地做 X、Y、Z 方向的运动,它必须要有精确平稳的轨道承载,能否在这三方向是上自由地运动是我对其结构研究的重要部分,而Delta 型3D打印机要求的是在最小的空间里实现三个运动方向运动范围的最大化图1.1 工业并联机械手臂图1.2 rostock 运动结构工业用并联机械手臂的结构如图1.1所示,机架的三条边通过完全独立的相同运动链分别连接到动平台上,每个运动链中有一个由四个胡克铰和杆件组成的平行四边形闭环,此闭环和主动臂相连,驱动杆和机架间通过转动副连接。

三组平行四边形的应用使动平台始终保持水平,消除了动平台之间的转动自由度从而保留了空间的平动自由度。

由空间机构学理论可知由空间机构学理论可知对于一般的空间机构,其自由度数目 F 均可利用公式计算获得gF = 6(n - g-1) + ∑ fii=1i n ——运动杆数目g ——运动副数f i ——运动副 i 具有的自由度数g在该空间机构中转动副有1个自由度,胡克铰有2个自由度,以 n=8,g=9, ∑ f i = 15 ,将以i =1上数据代入公式(1-1)得gF = 6(n - g -1) + ∑ f = 6(8 - 9 -1) +15 = 3 i =1 由此并联机械臂连接副的关系可知,每条支链约束动平台都有两个转动自由度,任意两个 支链就可限制三个转动自由度,所以本结构形式的并联机械手共有三个平动自由度,分别为沿 XYZ 向的平移自由度,因此可以用在3D 打印机上。

方案二:含 rostock 运动机构如图1.2所示,由图可知该机构由三个平行四边形闭环组 成,通过平行四边形闭环把立柱同动平台相连接起来。

和工业用并联机械手臂相类似,三个平行四边形闭环消除了该机构的3个转动自由度,该机构也有3个平动自由度, 因此可以用在上3D 打印机上。

两种方案对比如表1表1 运动结构方案对比结构 控制复杂程度 喷头运动平稳性 功能实现难以程度 商业化程度方案一 复杂 较难差 较难 几乎没有 方案二 简单较易 好 较易 较成熟 综合考虑两个方案的各个方面,本设计选择方案二2 3D 打印机设计2.1Delta 型打印机工作原理含 rostock 运动机构的 Delta 型 3D 打印机的实物如图2.1所示,3D 打印机的整体框 架是一个由直径12mm 的不锈钢搭建的三棱柱,三棱柱的三根侧棱为滑轨,依靠不锈钢侧棱的加工精度保证滑轨的垂直度与刚度。

图 2.1 Delta 型 3D 打印机的实物图导轨的上方安装有三台步进电机如图2.2所示,步进电机通过同步带轮带动滑块上的同步带运动,从而将电机的旋转运动转变为滑块的直线运动,并带动滑块在导轨上上下滑进如图2.3 所示。

滑块依靠连杆与打印机的喷头相连,当滑块在上下运动时,依靠连杆的刚度完成对喷头的牵引作用,实现对打印头位置的控制。

打印所需的原料通过一根聚乙烯管从打印机的上方送入,送入条料所需的动力由一个步进电机提供。

工作平面位于打印机的底层,打印机整体采用了开放框架,方便打印机平台的调平以及打印机的扩展和维护。

辅助系统和检测系统直接安装在打印机的框架之上实现对打印过程的在线监测。

图2.2 步进电机的安装位置图 2.3 同步带的传动2.2 确认3D打印机整体尺寸设计原始成形尺寸:直径 200mm,高度 300mm。

整体尺寸计算模型图如图2.4所示,等边∆JHG 为圆 P 的外切圆,其中GK⊥HJ, |PQ|=|PK|=|PL|=100mm , JQ⊥GH ,HL⊥GJ, 可得:|HG|=|GJ|=|HJ|=2|HK|=2|PK| tan 60° =346.41mm,所以正三棱柱底边边长的最小值346.41mm。

正三棱柱的底边边长取 400mm,高度值取 800mm。

图 2.4 整体尺寸计算模型图2.3Rostock运动机构设计2.3.1确定连杆长度最值Rostock运动机构中6根连杆长度是相同的。

确定连杆的最小长度值。

保持打印机的正三棱柱的外形尺寸不变,当 rostock运动机构中的6根杆共面时其处于极限位置时,连杆的长度取得最值,此时 rostock运动机构的简化模型如图2.5。

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