基于聚乳酸的熔融沉積成型系統(tǒng)研究.pdf

1、FDM(Fused Deposition Modeling)技術(shù)是快速成型技術(shù)集中的一員?；赑LA(Polylactic Acid)的FDM技術(shù)是將環(huán)保、可再生、可熱塑、適合機(jī)械加工、生物相容的聚乳酸(PLA)材料應(yīng)用于熔融沉積成型。論文針對基于PLA的FDM成型系統(tǒng)涉及的成型材料、電子硬件、機(jī)械設(shè)計(jì)、交互界面和系統(tǒng)下位軟件設(shè)計(jì)等問題,完成了方案設(shè)計(jì)、實(shí)施,系統(tǒng)調(diào)試、優(yōu)化等工作。最終研發(fā)生產(chǎn)出了 PiBot V1.0P、PiBot V

2、1.0PS、PiBot PRUSA-i3三款產(chǎn)品,并提出了成型精度優(yōu)化方法,實(shí)現(xiàn)了高精度的成型。
　　在系統(tǒng)的電子硬件研究中采用了積木式開發(fā)方法,對系統(tǒng)電子硬件功能進(jìn)行分割設(shè)計(jì),最后拼接了系統(tǒng)硬件。在硬件的設(shè)計(jì)中充分的考慮了模擬與數(shù)字信號的干擾問題,并依據(jù)簡單易用的原則較合理的考慮了系統(tǒng)資源的分布。
　　在系統(tǒng)的機(jī)械開發(fā)上,則結(jié)合了現(xiàn)代3D設(shè)計(jì)技術(shù)和中國古代建筑思想,將榫卯式設(shè)計(jì)構(gòu)架運(yùn)用到了系統(tǒng),并通過現(xiàn)代3D設(shè)計(jì)軟件Aut

3、odesk Inventor完成了機(jī)械的虛擬裝配和仿真。從而驗(yàn)證了機(jī)械設(shè)計(jì)的可行性,并極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　在系統(tǒng)的交互界面設(shè)計(jì)中,采用了 C＃語言作為開發(fā)載體。結(jié)合了圖形界面和語言描述兩大開發(fā)方法對系統(tǒng)中使用到的資源進(jìn)行了整合打包,最終制作了一套完整的用戶界面軟件。該軟件成功的實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和指令的處理功能,同時(shí)運(yùn)用了OPENGL數(shù)據(jù)庫資源將3維設(shè)計(jì)模型和指令操作顯示出來,提供了更好的用戶體驗(yàn)。
　　在系統(tǒng)

4、的下位固件編程中,采用了Arduino積木開發(fā)原理,并合理運(yùn)用Arduino自帶的功能庫,將硬件資源和快速成型指令集功能結(jié)合在一起,簡單高效的完成了系統(tǒng)固件功能開發(fā)。
　　在系統(tǒng)的調(diào)試中,依據(jù)了現(xiàn)代的數(shù)據(jù)誤差分析處理方法對系統(tǒng)的測試結(jié)果進(jìn)行了分析和處理,同時(shí)依據(jù)模糊控制理論對系統(tǒng)控制進(jìn)行了優(yōu)化,最終達(dá)到了預(yù)定的成型效果。
　　通過完成上述工作,論文完成了基于PLA的FDM快速成型系統(tǒng)研究工作。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)明顯改善了成