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FDM快速成形机的结构设计及优化研究

作　者: 杨明
导　师: 叶春生
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: FDM 结构设计机床设计有限元分析
分类号: TH16
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 117次
引　用: 2次
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内容摘要

快速成形技术是二十世纪八十年代后期发展起来的一项先进制造技术,该技术发展到今天,已经趋于成熟和完善,它的应用领域几乎覆盖了制造领域的各个行业。然而熔融沉积成形(FDM)工艺作为快速成形技术的一种,具有运行成本低、制件可打磨性好、设备轻巧、环保等优点。鉴于FDM工艺如此广泛的应用和众多优点,自主开发出一套成熟的FDM快速成形设备,并朝着商品化的方向发展,一定有很大的发展潜力。本文主要针对FDM快速成形设备的机械系统结构设计和优化进行了全面的深入研究。首先,通过对国内外传统FDM设备结构上的比较分析,提出一套完整的结构设计方案,利用三维实体设计软件UG对结构设计方案中的各主要零部件进行参数化设计和虚拟装配,得到整机机械系统的完整三维模型。然后,运用有限元的分析方法,对整机机械系统的安全性和稳定性进行验证,同时对机械结构加以优化和改进。当机械系统的各项性能指标均满足设计需求后,便开始投入样机的实际生产。目前本课题的研究已经取得了阶段性成果,第一台实验样机已经调试完成,在对其制件过程的工艺性进行相关的深入研究。本论文的研究方法具有一定的工程实用价值,对于同类大型结构的设计和结构优化改造项目有十分重要的借鉴作用。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-14
  1.1 快速成形技术的起源及发展  7-8
  1.2 先进的快速成形技术  8-9
  1.3 快速成形技术的特点  9
  1.4 快速成形技术的应用及展望  9-11
  1.5 国内外FDM 技术研究进展  11-12
  1.6 FDM 技术原理及特点  12-13
  1.7 本课题研究的目的和意义  13-14
2 机械系统总体方案拟定及关键技术分析  14-24
  2.1 传统FDM 设备机械结构分析  14-20
  2.2 机械传动结构设计方案  20-21
  2.3 三轴运动方式设计方案  21-22
  2.4 加热挤出头设计方案  22-23
  2.5 本章小结  23-24
3 机械系统设计  24-36
  3.1 机械结构总体设计  24-25
  3.2 主运动系统设计  25-32
  3.3 机身结构设计  32-34
  3.4 机械系统装配总图  34
  3.5 本章小结  34-36
4 FDM 快速成形机机械系统三维建模和虚拟装配  36-41
  4.1 现代CAD 技术概述  36
  4.2 FDM 零部件的三维建模  36-38
  4.3 整机的虚拟装配  38-39
  4.4 样机生产  39-40
  4.5 本章小结  40-41
5 FDM 快速成形机基座结构有限元分析及优化改进  41-48
  5.1 有限元分析原理  41-42
  5.2 基座结构有限元分析  42-45
  5.3 基座结构优化改进及分析  45-47
  5.4 本章小结  47-48
6 全文总结  48-50
  6.1 工作总结  48
  6.2 研究成果  48-49
  6.3 进一步工作  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-53

FDM快速成形机的结构设计及优化研究

内容摘要

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