基于STM32的微喷射成形3D打印设备控制系统设计研究

发布时间：2021-06-02 23:05

　　微喷射成形技术具有环境适应性强、成形速度快、运行成本低等优点。在成形设备中,喷头作为微喷射成形3D打印设备的核心部件,其喷射模式的控制方式复杂,控制系统的研发成本较高。现有的商用打印设备的喷头精确度高,技术比较成熟。因此,本课题充分利用商用压电式喷头的优势,针对微喷射成形3D打印设备,研发基于STM32的微喷射成形控制系统。基于设备整体结构分析,确立对应的电控、温控及喷射装置方案。通过X、Y、Z轴方向运动特性分析,发现当喷头装置以较快的恒定速度在Y轴步进时,启停产生的震动较大,直接影响打印样品的成形质量。基于此,本课题设计采用梯形曲线加减速算法实现对喷头装置运动的步进控制,以此减小震动造成的成形偏差。控制系统的硬件电路部分以芯片STM32F103VBT6为控制核心,对硬件电路进行功能模块化设计,再对相应的功能模块进行底层程序开发。喷头控制模块有编码器状态的检测与反馈程序、进纸打印程序;运动模块则是以梯形曲线加减速算法程序控制Y轴喷头的步进运动,成形台Z轴的升降以及铺粉运动;温度调节模块通过检测程序测得实际温度,并借助于PID温度控制算法实现对粘结剂的温度智能调控。本系统通过USART串... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

设备工作流程图

图 1-2 样品成形流程图点为一种快速成形技术提高了企业的贵的激光系统来增加设备的制造成射成形技术与传统的成形加工工艺对应模具的工作，很大程度上提高选种类多。只需要把材料制造成相料限制较小。微喷射成形技术的原理所决定，不

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文为 0.1 mm。该公司推出的型号为 ProJet 260C 的打印设备，可以打印出 4 色基本色彩，该快速成形设备色彩呈现效果突出。图 1-3 为 ProJet 260C 设备的实物图，该公司如今作为 3D 打印领域的领先者，在汽车、医疗、航空、教育、消费品等行业的发展越来越快。ExOne 公司（之前叫 ProMetal）在制造金属零件方面做的比较好，通过一种主要成分是 thermosetting 高分子的粘结剂进行粘结，粘合成形制品。最初 ExOne 公司制造的大部分是不锈钢产品。对现在来说，材料的运用更加广泛，金属的种类也更丰富（如镍合金 Inconel）。该公司的 M-Flex 设备，其精度可达到 63.5/60.0/100μm（X/Y/Z 方向），打印的速度每层 30~60 秒，每层厚度约为 100um，打印的体积比较大。此外，以色列的 Objet 公司[22-23]和 Stratasys 公司[22-23]、德国的 Voxeljet 公司等也在微喷射成形装备领域占有一定地位。


本文编号：3210919