薄壁类零件3D打印位置优化技术研究

发布时间：2024-02-20 22:42

　　3D打印技术的兴起促进了制造业的发展,广泛的应用领域促使其核心技术的研究成为科研热点。其中光固化3D打印技术应用于薄壁类零件模型制造时,常因3D打印模型位置摆放不定而造成支撑添加不合理,去除支撑时,残留划痕影响表面质量,并且打印位置摆放不同,造成分层方向不同,导致工件在打印成型后出现不同程度的台阶效应,会影响零件表面质量。针对以上问题,本课题提出一种薄壁类零件的3D打印位置优化选择策略。由于薄壁类零件特征信息未知,为确保薄壁类零件模型原型的数据可靠性,便于后续优化研究,本课题首选运用逆向工程思想,选用点云采集技术和点云处理技术,获取多个薄壁工件精确表征点云数据;通过模型重构与分析技术,设计出尺寸和表征数据均满足工件要求的STL模型。其次,开展对打印位置变化的待支撑面积和支撑体积与空间转角的关系的研究,创建优化算法,并应用MATLAB实现编程和分析求解。经过研究随3D打印位置变化的前处理软件自动添加支撑体积,和本算法计算分析的支撑体积变化,证明本文算法可准确预测支撑体积变化趋势,并确定最优解。进行台阶效应仿真分析,构建等层厚3D打印仿真模型。通过制造明显台阶效应,对比不同打印位置成型的仿...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的结构与研究内容
    1.4 本章小结
2 3D打印中非金属薄壁件的原型制作策略
    2.1 点云数据获取
        2.1.1 扫描工具
        2.1.2 点云数据获取方法与技巧
    2.2 模型重构
        2.2.1 数据处理
        2.2.2 工件CAD模型重构
        2.2.3 三维检测分析
    2.3 原型输出文件格式选择
    2.4 本章小结
3 薄壁零件在打印平台打印位置的优化
    3.1 基于STL零件模型打印位置的优化
        3.1.1 目标函数1的确定
        3.1.2 目标函数2的确定
    3.2 优化算法的实现
    3.3 优化结果分析与求解
    3.4 台阶效应仿真分析
    3.5 本章小结
4 样件试制与优化结果检测
    4.1 样件试制
        4.1.1 光敏树脂材料的选择
        4.1.2 3D打印设备参数的设置
        4.1.3 打印前预处理
        4.1.4 薄壁件成型试制
    4.2 优化结果检测
        4.2.1 成品的表面粗糙度检测
        4.2.2 尺寸检测
    4.3 本章小结
5 工程实例应用
    5.1 实例应用一
    5.2 实例应用二
    5.3 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
致谢
参考文献
个人简介



本文编号：3904628