車身3D打印軌跡優(yōu)化研究.pdf

1、隨著“中國制造2025”等國家政策措施對(duì)發(fā)展增材制造技術(shù)的扶持以及3D打印技術(shù)可以帶來的巨大利益驅(qū)使，國內(nèi)眾多科研機(jī)構(gòu)加大了對(duì)這一制造技術(shù)的資金和人才投入。隨著研究的不斷深入和市場的積極開拓，增材制造技術(shù)飛速發(fā)展、日臻完善，已走出實(shí)驗(yàn)室并在汽車、航空航天、工業(yè)設(shè)備、生物醫(yī)藥工程、食品加工、微納制造等眾多領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。《中國制造2025》的出臺(tái)加速了中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，也使得越來越多的制造企業(yè)開始將目光投向“3D打印”這一戰(zhàn)略性

2、新興產(chǎn)業(yè)。因其加工制造靈活性強(qiáng)、無需開發(fā)設(shè)計(jì)模具等特點(diǎn)，在汽車工業(yè)方面主要應(yīng)用于設(shè)計(jì)開發(fā)領(lǐng)域和零部件制造領(lǐng)域。汽車是一個(gè)大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，3D打印的加工效率問題決定其更適合于個(gè)性化、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)。如何提高3D打印加工效率也成為了一個(gè)亟待解決的重要技術(shù)問題。
　　本文研究對(duì)象是FDM工藝中Zigzag填充掃描加工軌跡優(yōu)化問題，優(yōu)化目標(biāo)是提高3D打印加工效率。首先建立了3D打印的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的約束下，研究了3D打印

3、的最優(yōu)填充掃描方向問題。通過實(shí)例驗(yàn)證了填充掃描速度、填充掃描加速度、填充掃描線寬度是最優(yōu)填充掃描方向的影響因素。為了解決掃描線連接處步進(jìn)電機(jī)多次啟停的問題，采用貝塞爾曲線優(yōu)化了掃描線的連接方式，改變了填充掃描線連接處的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，引入樣條曲線插補(bǔ)的原理，并采用龍格庫塔算法求解插補(bǔ)參數(shù)，從而計(jì)算曲線連接處的加工時(shí)間。對(duì)于復(fù)雜平面輪廓的填充掃描，本文提出了一種區(qū)域分割算法，可將平面輪廓分割成若干個(gè)可以連續(xù)加工的子區(qū)域。該算法減少了噴頭跨越內(nèi)