3D打印工艺参数管理系统关键技术研究

发布时间：2020-06-06 19:41

【摘要】：3D打印技术与传统去除材料的加工技术不同,它通过材料的层层叠加来构建实体。3D打印技术综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学等许多先进技术,广泛应用于消费电子业、航空航天和汽车制造等领域。随着制造业信息化的发展,越来越多的企业使用计算机辅助制造和计算机辅助工艺工具。作为3D打印领域的计算机辅助工艺工具,3D打印工艺参数管理系统可以帮助工艺设计人员及时查询和使用企业已有的相关工艺参数,提高工艺设计过程中工艺参数的重用率。本文对3D打印工艺参数管理系统的关键技术进行了研究,主要内容如下:(1)分析了3D打印工艺参数管理系统的功能需求和性能需求,确定了系统的工作流程和总体框架,并根据系统开发过程对系统的架构进一步分层设计,为后续的系统详细设计提供了指导性依据。(2)使用UML语言对3D打印工艺参数管理系统进行静态结构和动态行为建模。对系统的使用人员进行用例分析,建立了用例图;明确了系统中的对象类、属性和类与类之间的关系,建立了系统的类图;使用状态图分析了系统的核心对象工艺参数的完整生命周期;使用活动图分析了3D打印工艺参数管理系统中的主要活动;使用时序图分析了系统对象间复杂的信息交换活动;最后,设计了系统的功能结构、用户权限和数据库。(3)使用实例推理技术,研究了3D打印工艺参数查询方法。对3D打印零件信息和工艺过程进行了建模;使用最近邻法作为实例检索算法,对3D打印零件信息和工艺过程的特征属性进行了权重赋值,针对不同的特征属性值采用不同的相似度计算方法,通过计算实例间的综合相似度实现系统的工艺参数查询功能。(4)确定了3D打印工艺参数管理系统的开发运行环境,使用HTML语言、ASP.NET控件、CSS样式表编写网页,使用C#语言编写程序,使用SQL语言对数据库进行操作,完成3D打印工艺参数管理系统的开发和功能的验证。
【图文】：

原理图,工艺成型,原理图

3D 打印技术的分类及工艺特点3D 打印技术经过多年的发展，已经融入到制造业和日常生活中，并研究为成熟的工艺：(1) 选择性激光烧结成型SLS 工艺的成型过程如下：在加工前，在工作室内充满氦气以防止粉末的，并升高工作室的温度，使温度保持在材料和黏结剂的混合粉末的熔点以平台上铺一层很薄的粉末，二氧化碳激光器发射出的激光束在计算机的控定的速度与能量密度按照分层截面的二维数据信息扫描烧结，相应位置的高，达到熔点，自身熔化，并与上一层粉末结合，烧结成一定厚度的固体烧结的部分仍然是松散的粉末，这些未经烧结的粉末可以对零件空腔和悬作用，所以 SLS 工艺无需设计单独的支撑结构。当一层的烧结完成后，工个截面层高度，铺粉辊筒重新铺上一层粉末，继续扫描烧结。如此循环，成所有平面。加工完成后，，零件需要在工作室内放置足够长的时间，防止的降解和减少零件本身的热收缩变形。SLS 工艺的成型原理如图 2-3 所示

原理图,工艺成型,原理图

2 3D 打印工艺参数管理系统总体框架设计工艺的制造工艺简单、柔性化程度高、成本低、材料利用率高、成型结构。但是，目前 SLS 工艺制作过程耗能较大，成型的零件表面发异味，有的制造过程需要搭配比较复杂的辅助工艺。体光固化成型工艺是世界上出现时间最早、应用最广泛、技术最成熟的3D打印技现了商品化。它的成型过程如下：在液槽中盛满液态光敏树脂，计出的紫外激光束沿零件信息扫描，被扫描区域的树脂形成薄层。每后，未被激光扫描的地方仍是液态光敏树脂。工作台下移一层厚脂表面上重新涂敷一层新的液态光敏树脂，刮板将树脂液面刮平一层的扫描加工，新固化的一层树脂会牢固地黏结在前一层上，固化整个零件，在排净零件上的多余树脂并去除支撑后，可获得三工艺的原理如图 2-4 所示。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.73

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