基于木粉的快速成型机理及实验装置研究

论文摘要

快速成型制造技术是制造业发展的一个重要方向，也是当前各大学、研究机构和企业竞相开发的前沿制造技术。在这一领域美国一直处于领先地位，而欧洲国家、日本和中国也取得了丰硕的成果。目前，快速成型技术成本相对较高，主要应用在一些大企业，因此，研究的热点问题主要集中在降低成本、开发新型能源、新型材料和新的成型工艺与方法上，以加快快速成型技术的推广。在这种形势下，研究出一种低成本实用型的快速成型技术，来降低使用成本是本课题研究的目标。本课题设计研发的快速成型技术，采用木粉与添加剂的混合粉末作为主要原材料，与目前其它快速成型技术相比，成本更低，更环保，更易降解，采取适当的工艺使其具有适当的强度，可以在某些场合替代现有的塑料和树脂模型，作为概念原型、功能测试的原型、模具和功能零件使用。此外，由于其具有木材的某些特性，还能用在一些特定的场合，满足一些特殊用户的需要，例如复杂造型的木雕工艺品，原来只能手工加工，用此方法可以实现快速自动加工。本文进行了混合粉末成型试验和相应成型机的机械设计。混合粉末成型试验部分以混合粉末成型为核心，用试验的方法确定出混合粉末快速成型的工艺，给出了胶黏剂的选择和配比；详细分析了混合粉末成型试验过程中遇到的问题，并在成型机设计中改进；进行了混合粉末快速成型机的机械设计，进行了快速成型机的原理图、结构图、零件图设计；阐述了快速成型机的设计过程、零件的选择等具体问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 快速成型技术的支撑技术及分类
• 1.1.1 快速成型技术的支撑技术
• 1.1.2 快速成型技术分类及快速原型材料
• 1.1.3 快速成型技术的主要方法
• 1.2 快速成型技术的特点
• 1.2.1 快速成型技术与传统机械加工相比的优越性
• 1.2.2 快速成型技术的应用
• 1.3 快速成型技术的研究现状和发展趋势
• 1.3.1 国内研究现状
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.3.3 发展趋势
• 1.4 项目研究背景和意义
• 1.4.1 研究背景
• 1.4.2 研究意义
• 2 基于木粉的快速成型技术设计思想
• 2.1 课题可行性论证
• 2.2 基于木粉快速原型制造的总体设计思想
• 2.2.1 成型方法的选择
• 2.2.2 成型材料的选择
• 2.2.3 成型思想的选择
• 2.3 基于木粉的快速成型研究特点
• 2.3.1 研究的主要内容
• 2.3.2 基于木粉分层喷胶快速成型原理
• 2.3.3 基于木粉快速成型设备的功能
• 2.4 本章小结
• 3 基于木粉的成型工艺研究
• 3.1 基于木粉快速成型原料及工艺流程
• 3.1.1 木粉表面改性处理
• 3.1.2 胶粘剂
• 3.1.3 基于木粉的快速成型技术的工艺流程
• 3.2 混合粉末的粒度及粒度分布
• 3.3 粉层的密度
• 3.3.1 粉层在不同位置的密度差异
• 3.3.2 影响粉层密度的因素
• 3.3.3 分层处理
• 3.3.4 阶梯效应
• 3.3.5 包容问题
• 3.4 成型原件的热变形
• 3.5 成型原件的后处理
• 3.6 本章小结
• 4 机械系统设计
• 4.1 机械系统总体设计
• 4.1.1 机械系统的组成
• 4.1.2 机械系统的运动
• 4.2 喷射头设计
• 4.2.1 喷射头的运动
• 4.2.2 喷射头的工作参数
• 4.3 铺粉机构及运动
• 4.3.1 铺粉机构的组成
• 4.3.2 铺粉机构的运动
• 4.3.3 铺粉滚筒的运动分析
• 4.3.4 供粉和铺粉机构的顺序动作
• 4.3.5 铺粉运动参数
• 4.4 机架设计
• 4.5 粉末进给装置设计
• 4.5.1 粉末进给时应满足的基本要求
• 4.5.2 粉末进给装置的结构设计
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢