曲面共形3D打印系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、共形天線是附著于載體表面且與載體貼合的陣列天線，使用時需要將天線共形的安裝在固定形狀物體的表面上，從而形成非平面的共形天線陣。共形天線作為無線電子通訊設備中的新興產(chǎn)品，尤其在航空航天領(lǐng)域中的應用越來越廣泛。共形天線的高精度制造與微型化制造成為拓寬共形天線應用領(lǐng)域的關(guān)鍵之一?，F(xiàn)今工業(yè)上對于共形天線的制備較多采用的是印刷電子技術(shù)，但對于不同曲面上的共形天線結(jié)構(gòu)制造，印刷電子技術(shù)存在靈活性較低和實現(xiàn)精度有限的局限性。
　　基于上述背景，

2、搭建了曲面共形3D打印系統(tǒng)。系統(tǒng)以六自由度機械手作為機械運動本體，利用了機械手在工作空間運動的靈活性、較高的精度、可重復編程等優(yōu)點。系統(tǒng)以3D直寫技術(shù)作為工藝手段，結(jié)合了3D直寫技術(shù)響應快速靈敏、實現(xiàn)精度較高、線寬可選等特點。最后，系統(tǒng)以激光光學系統(tǒng)為實現(xiàn)途徑，在激光光斑的作用下快速將打印的納米銀材料中的有機物去除并將納米銀漿燒結(jié)成型，得到具備較好導電性能的銀線結(jié)構(gòu)。
　　構(gòu)建了CAD-CAM-PAC的數(shù)據(jù)鏈結(jié)構(gòu)，在 CAD中進行

3、曲面建模并進行共形結(jié)構(gòu)的軌跡規(guī)劃，然后在CAM中用加工的方法生成刀具軌跡，并輸出相應的刀位源文件和數(shù)控 G代碼，最后經(jīng)坐標變換和代碼轉(zhuǎn)換將數(shù)控代碼轉(zhuǎn)換成機械手的PAC語言。以離線編程的方式完成機械手的編程，在WINCAPS III軟件中進行仿真，確認仿真無誤后才完成了打印系統(tǒng)中對機械手運動路徑的規(guī)劃。
　　本文旨在得到較高精度的曲面共形天線結(jié)構(gòu)。對于影響打印精度的條件從兩方面進行了分析：一方面是對系統(tǒng)工藝參數(shù)的設定進行了分析，探究

4、了機械手速度設定大小和激光器功率對銀導線形貌和電阻率的影響；另一方面是對機械手插補控制方式的分析，使用直線插補和自由曲線插補兩種插補控制方式分別對機械手進行編程，并分析了兩種插補控制方式對應的打印精度。
　　實驗完成了不同曲面上較高精度的微小型共形天線結(jié)構(gòu)的打印制造，并對半球面雙螺旋天線結(jié)構(gòu)的一些參數(shù)進行了測試和分析。本文還完成了在曲面上對指定區(qū)域進行填充的實驗。實驗結(jié)果驗證了共形3D打印的制造方法是可行的，為共形天線的高精度制造