熔丝沉积成形填充路径优化及其软件研究

发布时间：2020-07-15 00:47

【摘要】：熔丝沉积(Fused Deposition Modeling ,FDM)快速成型是快速成型技术中一种典型的成型方法,熔丝沉积快速成型法涉及到机械、数控、高分子材料和计算机等技术。FDM 设备不需要使用激光器,具有成本低的优点,适应国内企业现状,因此,研究和开发熔丝沉积快速成型设备具有重要的意义。历经两年的开发和研究,华中科技大学快速制造中心FDM 快速成型设备的总体构架已经基本确立,但仍不完善。为了解决这个问题,在研制快速成型(Rapid Prototyping,RP)系列设备的基础上,根据FDM 系统具体的制造工艺特点,采用先进编程技术,完善FDM 系统制造软件,并运用该软件进行实验与调试工作。完善后的制造软件拥有强大的分层制造功能,提供友好的用户界面,并能实时反馈制造信息。在研究过程中,主要进行以下几个方面的工作:采用二分查找的方法融合动态数组的概念,完成了制造过程中实时读取填充路径的数据文件; 以多线程和双缓冲的机制为思路,使用队列顺序存储结构,实现了制造过程中上层控制软件对下层发送指令; 设计在非窗口模式下的定时器,并使用了顺序存储队列实时查询并显示加工状态; 以“货郎问题”为解决思路,根据FDM 的填充路径构造哈密尔顿图,采用相对距离优化法和逐步选点法,实现熔丝挤出快速成型系统的填充路径优化。使用制造模块对FDM 系统进行加工调试,调试表明此模块能够很好的制造产品,整个FDM 系统的机械装置的运动精度和喷头设计结构能够满足加工需求,FDM 软件系统路径扫描符合设计需求。采用优化算法优化后的路径空行程距离减少,系统加工产品的效率提高。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH16
【图文】：

路径图,路径,实体,截面

图 2.1 未优化前的填充路径如图 2.1 所示的一个截面上的实体填充路径，存在着 ab、cd、ef、gh、ij、kl、mn、op、qr、st、uv、wx 等多条填充路径。喷头填充路径时,从一条路径切换到另一条路径需要一定的时间，尽可能减少这种时间消耗，就要保证空行程距离尽可能的短。根据填充路径建立数学模型，先将同一种类型环上所有的路径终始点连接起来，形成一个完全图。该完全图上各个顶点是填充路径的终始点，各条边有一个权值，代表实际位置中各个点的相对距离，在同一条路径上两点（终始点）之间的权值设为 0，不同路径上各点之间的实际距离作为他们之间的权值。这样就从路径优化问题中抽象出了哈密尔顿图。要求出最优的填充路径，即求在这样一个完全图中，存在着一个路径，这个路径经过各个点有且仅有一次，使得这个路径各边的权值之和为最小。2.5 提出算法和建立流程图在这个路径优化问题抽象出来的哈密尔顿图中，求哈密尔顿路径[34]，设计两种算

对话框,对话框,操作设备,所有制

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【引证文献】