按需式喷墨打印沉积系统的研制

发布时间：2017-04-25 15:52

  本文关键词：按需式喷墨打印沉积系统的研制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液滴喷射技术是一种新型的成型技术,近年来,由液滴喷射技术发展而来的多种微滴相关技术在许多领域都取得了较为瞩目的成果。均匀液滴喷射沉积制造技术是从20世纪90年代提出的一种由液滴喷射技术原理发展而来的新型的快速成型技术。目前,按照液滴喷射的实现方式的不同可以将均匀液滴喷射分为连续式喷射和按需式喷射。按需式喷射由于具有微滴形态可调、沉积位置精度高等优点而逐渐引起研究人员的重视。本文针对按需式喷墨打印沉积的需求,建立了一套完整的按需式喷墨打印沉积系统,并以面阵列凸点打印为例对所建立的按需式喷墨打印沉积系统进行了验证。首先进行了总体方案的分析和设计,确定了采用“PC+数据采集卡+压电陶瓷”的方式进行液滴驱动系统的开发,采用“PC+采集相机+频闪光源”的方式进行在线监测系统的开发,采用“PC+运动控制卡+伺服电机”的方式进行运动系统的设计开发,并采用Lab VIEW作为整个按需式喷墨打印沉积系统的软件开发平台。其次分别进行了喷射系统和运动系统的研制和开发。在喷射系统的研制开发中进行了喷射装置的研制、基于采样点电压输出的方式开发了压电陶瓷和频闪光源驱动程序、基于图像处理和检测的方式进行了在线监测系统的开发,并对喷射驱动系统和在线监测系统进行了整合,完成了完整的喷射系统的开发。在运动系统的研制开发中进行了三轴运动沉积平台的搭建、采用基于蚁群算法思想的路径规划算法对加工路径进行规划以便提高整个系统的工作效率、对电机控制系统进行了编写,完成了完整的运动控制系统的开发。最后,通过一系列的实验,对建立的按需式喷墨打印沉积系统进行了验证。
【关键词】：均匀液滴喷射 快速成型 路径规划 在线监测 图像处理
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH16
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题的来源及研究的背景和意义9-11
• 1.1.1 课题的来源9
• 1.1.2 课题研究的背景和意义9-11
• 1.2 按需式喷射打印系统及其相关理论的发展现状11-14
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.2.3 国内外研究现状简析14
• 1.3 本文的主要研究内容14-15
• 第2章 按需式喷墨打印沉积系统总体方案设计15-25
• 2.1 按需式喷墨打印沉积系统的设计需求分析15
• 2.2 喷射系统方案的设计15-20
• 2.2.1 按需式喷墨打印沉积系统的工作原理15-17
• 2.2.2 液滴驱动系统方案的分析17-18
• 2.2.3 在线监测系统方案的分析18-20
• 2.3 运动系统方案的设计20-22
• 2.3.1 上位控制技术分析21-22
• 2.3.2 执行机构技术分析22
• 2.3.3 基本方案的确定22
• 2.4 开发平台的选择22-23
• 2.5 按需式喷墨打印沉积系统总体结构的确定23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 按需式喷墨打印沉积系统的喷射系统设计25-40
• 3.1 喷射系统的硬件设计25-31
• 3.1.1 喷射装置的研制25-28
• 3.1.2 液滴驱动系统的硬件选用28-30
• 3.1.3 在线监测系统及温控系统的硬件选用30-31
• 3.1.4 喷射装置的装配31
• 3.2 喷射驱动系统的软件设计31-33
• 3.2.1 压电陶瓷驱动系统开发31-32
• 3.2.2 LED驱动系统开发32
• 3.2.3 喷射驱动系统的整合32-33
• 3.3 在线监测系统的软件设计33-37
• 3.3.1 图像采集系统的开发34
• 3.3.2 图像处理系统的开发34-35
• 3.3.3 图像检测系统的开发35-37
• 3.3.4 在线监测系统的整合37
• 3.4 喷射系统程序整合37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 按需式喷墨打印沉积系统的运动系统设计40-58
• 4.1 运动系统的硬件设计40-43
• 4.1.1 三轴运动平台的搭建40-42
• 4.1.2 运动控制卡及电机选型42-43
• 4.2 运动路径规划的实现43-49
• 4.2.1 运动路径规划问题的分析43-44
• 4.2.2 蚁群算法原理44
• 4.2.3 运动路径规划算法的实现44-48
• 4.2.4 运动路径规划算法的正确性验证48-49
• 4.3 运动控制系统的软件设计49-52
• 4.3.1 坐标与脉冲量的计算49-50
• 4.3.2 电机控制程序的编写50-52
• 4.4 运动控制系统程序整合52-53
• 4.5 运动平台精度的测量与分析53-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第5章 基于面阵列凸点打印的喷墨打印沉积系统的验证58-65
• 5.1 喷射打印沉积系统的喷射过程及分析58-62
• 5.2 喷射打印沉积系统在线监测系统的验证62-63
• 5.3 面阵列凸点打印实验结果及分析63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 结论65-66
• 参考文献66-70
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果70-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 谢丹;张鸿海;舒霞云;肖峻峰;曹澍;;气动膜片式多材料微液滴按需喷射技术研究[J];中国科学:技术科学;2010年07期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 朱天柱;压电式喷射三维打印成型系统开发与实验研究[D];华中科技大学;2012年

  本文关键词：按需式喷墨打印沉积系统的研制，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：326541