基于水泥构件的3D打印控制系统的分析与设计
发布时间：2021-04-08 20:42
在工业4.0的大环境下,我国做出了“中国制造2025”计划并为此努力。我们的目标是要成为制造强国,为了达到这个目标,智能制造是必不可少的。在这样的条件下,不管是传统3D打印或是新兴的建筑3D打印,还是其他的智能数控制造,都在蓬勃发展。3D打印建筑就是根据所需的建筑物品模型,按照此模型预先设计好的程序,通过打印设备,使用建筑类原材料,自动智能打印出来的、符合建筑使用准标的并具有实用功能的建筑。3D打印建筑与传统建筑在外观上没有太大区别,但3D打印建筑可以节约人工、材料与工期,同时还具有很高的环保性,有着巨大的发展前景。本文主要分析设计了一种基于原材料挤出固化成型的3D打印设备。该设备的工作原理是,首先通过所需打印建筑物的CAD模型,直接通过逐点比较插补法编写PLC程序。之后将所编写的程序储存到作为设备控制系统的PLC中。当需要打印时,只需要调用PLC里对应的程序。而PLC会控制伺服驱动器,驱动伺服电机,伺服电机通过齿轮传动带动机械臂喷头在XYZ轴上运动。同时PLC发出信号,驱动送料电机带动螺旋杆开始送料,喷嘴电磁阀打开,开始按照插补算法编写的程序进行建筑物的打印建造。本文设备的喷嘴与料斗...
【文章来源】：齐鲁工业大学山东省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统框图
图 2.1 3D 打印基本原理图对三维模型近似模拟之后还要进行分层切片处理。3D 打印是一个堆积、分层叠加的过程，为达到处理的需要，三维模型必须要用很多的平行的、等间距的二维模型来进行拟合，这个拟合过程叫做分层切片处理。分的层越多，那么得到的产品的精度就越高，但同时加工生产的时间也就越长；分的层越少，得到的产品的精度就越底，然而加工生产的时间也就越短。对三维模型进行分层切片处理之后就要进行层片路径规划。根据我们所需要求进行 3D 打印的加工，先要把分层切片处理得到的层片信息数据转化成 3D 打印喷头的运行路径，这个过程叫做层片路径规划。为得到良好的打印物效果，我们要将层片数据信息化为具体的喷头的运行路径，并进行优化设计。最后对打印物进行处理与叠加。让设备按照我们预设好的喷嘴运行路径运行，喷出原材料，使原材料堆积，最终形成我们需要的产品。以上的方法是适用于所有的 3D 打印技术，经过上述细致的编程，误差都非常的小，精密度很高可以适用于精密仪器，甚至人体医用材料等等。本文是大型
图 2.2 3D 打印的特色造：与传统的建造不同，3D 打印利用电脑软件把产品转化成械设备将原材料加工制造成原产品。造：3D 打印技术是将实物通过电脑转化成层面信息，进一径，然后再层层打印、层层叠加。造：3D 打印是一种层层制造，通过堆叠形成最后产品的制造：与传统的减材制造的削切打磨不同，3D 打印是直接成逐层堆积的方式制造出来，不需要再次加工。造：建筑 3D 打印只需在电脑上设计出图纸就可以直接制3D 打印技术与传统建筑建造相比有着以下优点：效率高，且能够在各种环境与条件下建造各种各样的复杂 3D 打印使用计算机辅助设计，它的数据来源于软件模型具有更大的自由性和更高的精准性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]选择性激光烧结3D打印聚合物及其复合材料的研究进展[J]. 李志超,甘鑫鹏,费国霞,夏和生. 高分子材料科学与工程. 2017(10)
[2]3D打印生物材料的研究进展[J]. 毛旭艳,侯士峰. 济宁医学院学报. 2016(01)
[3]适应3D打印技术的聚合物材料研究进展[J]. 闵玉勤,王浩仁,黄伟,洪佳丽,张兴宏,杜滨阳. 粘接. 2016(01)
[4]3D打印技术在航天领域的应用[J]. 杨佳文. 国际太空. 2015(09)
[5]建筑3D打印数字建造技术研究应用综述[J]. 丁烈云,徐捷,覃亚伟. 土木工程与管理学报. 2015(03)
[6]3D打印建筑发展现状与前景[J]. 陈庆祥. 建筑. 2015(12)
[7]3D打印混凝土材料及混凝土建筑技术进展[J]. 张大旺,王栋民. 硅酸盐通报. 2015(06)
[8]混凝土3D打印技术研究现状探讨与分析[J]. 蒋佳宁,高育欣,吴雄,黄义雄. 混凝土. 2015(05)
[9]3D打印用高分子材料的研究与应用进展[J]. 张云波,乔雯钰,张鑫鑫,马芳,翟莲娜,顾哲明. 上海塑料. 2015(01)
[10]FDM 3D打印机及其适用材料分析[J]. 许向宏. 广东印刷. 2015(01)
博士论文
[1]智能控制系统理论应用于数控设备的若干关键问题研究[D]. 史旭光.华南理工大学 2009
[2]数控系统的插补算法及加减速控制方法研究[D]. 赵巍.天津大学 2004
硕士论文
[1]高速高精度NURBS插补算法研究及其插补器实现[D]. 易志福.合肥工业大学 2017
[2]一种基于挤出固化的建筑3D打印装置设计及验证[D]. 车海潮.华中科技大学 2015
[3]基于快速成型的三维模型数据处理技术研究[D]. 张培.河南科技大学 2013
本文编号：3126240
【文章来源】：齐鲁工业大学山东省
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统框图
图 2.1 3D 打印基本原理图对三维模型近似模拟之后还要进行分层切片处理。3D 打印是一个堆积、分层叠加的过程，为达到处理的需要，三维模型必须要用很多的平行的、等间距的二维模型来进行拟合，这个拟合过程叫做分层切片处理。分的层越多，那么得到的产品的精度就越高，但同时加工生产的时间也就越长；分的层越少，得到的产品的精度就越底，然而加工生产的时间也就越短。对三维模型进行分层切片处理之后就要进行层片路径规划。根据我们所需要求进行 3D 打印的加工，先要把分层切片处理得到的层片信息数据转化成 3D 打印喷头的运行路径，这个过程叫做层片路径规划。为得到良好的打印物效果，我们要将层片数据信息化为具体的喷头的运行路径，并进行优化设计。最后对打印物进行处理与叠加。让设备按照我们预设好的喷嘴运行路径运行，喷出原材料，使原材料堆积，最终形成我们需要的产品。以上的方法是适用于所有的 3D 打印技术，经过上述细致的编程，误差都非常的小，精密度很高可以适用于精密仪器，甚至人体医用材料等等。本文是大型
图 2.2 3D 打印的特色造：与传统的建造不同，3D 打印利用电脑软件把产品转化成械设备将原材料加工制造成原产品。造：3D 打印技术是将实物通过电脑转化成层面信息，进一径，然后再层层打印、层层叠加。造：3D 打印是一种层层制造，通过堆叠形成最后产品的制造：与传统的减材制造的削切打磨不同，3D 打印是直接成逐层堆积的方式制造出来，不需要再次加工。造：建筑 3D 打印只需在电脑上设计出图纸就可以直接制3D 打印技术与传统建筑建造相比有着以下优点：效率高，且能够在各种环境与条件下建造各种各样的复杂 3D 打印使用计算机辅助设计，它的数据来源于软件模型具有更大的自由性和更高的精准性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]选择性激光烧结3D打印聚合物及其复合材料的研究进展[J]. 李志超,甘鑫鹏,费国霞,夏和生. 高分子材料科学与工程. 2017(10)
[2]3D打印生物材料的研究进展[J]. 毛旭艳,侯士峰. 济宁医学院学报. 2016(01)
[3]适应3D打印技术的聚合物材料研究进展[J]. 闵玉勤,王浩仁,黄伟,洪佳丽,张兴宏,杜滨阳. 粘接. 2016(01)
[4]3D打印技术在航天领域的应用[J]. 杨佳文. 国际太空. 2015(09)
[5]建筑3D打印数字建造技术研究应用综述[J]. 丁烈云,徐捷,覃亚伟. 土木工程与管理学报. 2015(03)
[6]3D打印建筑发展现状与前景[J]. 陈庆祥. 建筑. 2015(12)
[7]3D打印混凝土材料及混凝土建筑技术进展[J]. 张大旺,王栋民. 硅酸盐通报. 2015(06)
[8]混凝土3D打印技术研究现状探讨与分析[J]. 蒋佳宁,高育欣,吴雄,黄义雄. 混凝土. 2015(05)
[9]3D打印用高分子材料的研究与应用进展[J]. 张云波,乔雯钰,张鑫鑫,马芳,翟莲娜,顾哲明. 上海塑料. 2015(01)
[10]FDM 3D打印机及其适用材料分析[J]. 许向宏. 广东印刷. 2015(01)
博士论文
[1]智能控制系统理论应用于数控设备的若干关键问题研究[D]. 史旭光.华南理工大学 2009
[2]数控系统的插补算法及加减速控制方法研究[D]. 赵巍.天津大学 2004
硕士论文
[1]高速高精度NURBS插补算法研究及其插补器实现[D]. 易志福.合肥工业大学 2017
[2]一种基于挤出固化的建筑3D打印装置设计及验证[D]. 车海潮.华中科技大学 2015
[3]基于快速成型的三维模型数据处理技术研究[D]. 张培.河南科技大学 2013
本文编号：3126240
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