3D打印機(jī)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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3D打印是一種直接數(shù)字化制造技術(shù)，是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。每一層的打印過(guò)程分為兩步，首先在需要成型的區(qū)域?yàn)⒁粚犹厥饽z水，膠水液滴本身很小，且不易擴(kuò)散，然后是噴灑一層均勻的粉末。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實(shí)體模型將會(huì)被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用，加工過(guò)程僅需確定所需塑料、樹(shù)脂、金屬等物料，材料耗費(fèi)僅相當(dāng)于傳統(tǒng)制造的十分之一，而誤差可輕易控制到0.1mm之內(nèi)。它無(wú)需生產(chǎn)線，亦可制造那些常規(guī)方法無(wú)法生產(chǎn)的奇形怪狀的零件。三維打印的設(shè)計(jì)過(guò)程是：先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。分步驟描述如下：1、 三維建模通過(guò)goSCAN之類(lèi)的專(zhuān)業(yè)3D掃描儀或是Kinect之類(lèi)的 DIY掃描設(shè)備獲取對(duì)象的三維數(shù)據(jù)，并且以數(shù)字化方式生成二維模型。也可以使用Blender、SketchUp、AutoCAD等二維建模軟件從零開(kāi)始建立三維數(shù)字化模型，或是直接使用其他人已做好的3D模型。2、分層切割由于描述方式的差異，3D打印機(jī)并不能直接操作3D模型。當(dāng)3D模型輸入到電腦中以后，需要通過(guò)打印機(jī)配備的專(zhuān)業(yè)軟件來(lái)進(jìn)一步處理，即將模型切分成一層層的薄片，每個(gè)薄片的厚度由噴涂材料的屬性和打印機(jī)的規(guī)格決定。3、打印噴涂由打印機(jī)將打印耗材逐層噴涂或熔結(jié)到二維空間中，根據(jù)工作原理的不同，有多種實(shí)現(xiàn)方式。比較流行的做法是先噴一層膠水，然后在上面撒一層粉末，如此反復(fù)；或是通過(guò)高能激光融化合金材料，一層一層地熔結(jié)成模型。整個(gè)過(guò)程根據(jù)模型大小、復(fù)雜程度、打印材質(zhì)和工藝耗時(shí)幾分鐘到數(shù)天不等。4、后期處理模型打印完成后一般都會(huì)有毛刺或是粗糙的截面。這時(shí)需要對(duì)模型進(jìn)行后期加工，如固化處理、剝離、修整、上色等等，才能最終完成所需要的模型的制作。3、3D打印機(jī)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 在國(guó)外經(jīng)過(guò)十多年的探索和發(fā)展，3D打印技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，美國(guó)加州大學(xué)最新開(kāi)發(fā)的“輪廓工藝”技術(shù)，在美國(guó)航天局的出資贊助下，可以在24小時(shí)以?xún)?nèi)打印一棟兩層樓的房子。澳洲一家石墨礦公司和一家3D打印公司合作已經(jīng)可以用石墨烯打印電池，充放電速度比普通電池快1000倍。3D打印技術(shù)也已經(jīng)到發(fā)展到生物打印，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的3D生物打印技術(shù)團(tuán)隊(duì)利用肋骨的軟骨組織打印出新的耳朵。在國(guó)內(nèi)，多所高校開(kāi)展了3D打印技術(shù)的自主研發(fā)。根據(jù)美國(guó)3D打印機(jī)行業(yè)研究機(jī)構(gòu)WohlersAssociates公布的權(quán)威報(bào)告指出，中國(guó)華東科技大學(xué)已經(jīng)獲得多項(xiàng)3D打印機(jī)研究成果，另外清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等眾多大學(xué)也取得一些研發(fā)成果。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了3D打印機(jī)的整機(jī)生產(chǎn)和銷(xiāo)售，浙江湘湖已經(jīng)逐漸建立起了3D小鎮(zhèn)，整個(gè)3D產(chǎn)業(yè)園區(qū)為3D打印企業(yè)提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，抱團(tuán)發(fā)展。3D打印技術(shù)作為制造業(yè)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，我國(guó)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空、航天等軍事領(lǐng)域和大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造，我國(guó)的3D打印技術(shù)也正在蓬勃發(fā)展。4、3D打印相關(guān)軟件 Blender、SketchUp、AutoCAD 在3D打印的制作過(guò)程中，用到軟件的方面應(yīng)該是在3D打印的三維模型設(shè)計(jì)上（不包括其余過(guò)程中的常用的操作軟件）。模型的設(shè)計(jì)可以說(shuō)是整個(gè)3D打印過(guò)程的核心部分，是3D打印產(chǎn)品的根本。在此介紹幾種建立三維數(shù)字化模型的建模軟件。Blender：Blender是一個(gè)開(kāi)源的多平臺(tái)輕量級(jí)全能三維動(dòng)畫(huà)制作軟件，提供從建模，動(dòng)畫(huà)，材質(zhì)，渲染，到音頻處理，視頻剪輯的一系列動(dòng)畫(huà)短片制作解決方案。blender以python為內(nèi)建腳本，支持yafaray渲染器，同時(shí)還內(nèi)建游戲引擎。完整集成的創(chuàng)作套件，提供了全面的3D創(chuàng)作工具，包括建模（modeling）、uv映射（uv-mapping）、貼圖（texturing）、索鏈關(guān)連（rigging）、蒙皮（skinning）、動(dòng)畫(huà)（animation）、粒子（particle）和其它系統(tǒng)的模擬、腳本控制（scripting）、渲染（rendering）、合成（compositing）、后期處理（post-production）和游戲制作；SketchUp：Google Sketchup是一套直接面向設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作過(guò)程的設(shè)計(jì)工具，其創(chuàng)作過(guò)程不僅能夠充分表達(dá)設(shè)計(jì)師的思想而且完全滿足與客戶即時(shí)交流的需要，它使得設(shè)計(jì)師可以直接在電腦上進(jìn)行十分直觀的構(gòu)思，是三維建筑設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作的優(yōu)秀工具。googleSketchUp軟件同3dmax等3維制作軟件同樣，有豐富的模型資源，在設(shè)計(jì)中可以直接調(diào)用、插入、復(fù)制等進(jìn)行編輯任務(wù)。AutoCAD：AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美國(guó)Autodesk公司首次于1982年開(kāi)發(fā)的自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)。現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面，通過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開(kāi)發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。AutoCAD具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計(jì)算機(jī)和工作站上運(yùn)行。5、3D打印技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)5.1、優(yōu)點(diǎn)一是最直接的好處就是節(jié)省材料，不用剔 除邊角料，提高材料利用率，通過(guò)摒棄生產(chǎn)線而降低了 成本；二是能做到很高的精度和復(fù)雜程度，除了可以表 現(xiàn)出外形曲線上的設(shè)計(jì)；三是不再需要傳統(tǒng)的刀具、夾 具和機(jī)床或任何模具，就能直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中生 成任何形狀的零件；四是它可以自動(dòng)、快速、直接和精 確地將計(jì)算機(jī)中的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為模型，甚至直接制造零件 或模具，從而有效的縮短產(chǎn)品研發(fā)周期；五是3D打印 能在數(shù)小時(shí)內(nèi)成形，它讓設(shè)計(jì)人員和開(kāi)發(fā)人員實(shí)現(xiàn)了從 平面圖到實(shí)體的飛躍；六是它能打印出組裝好的產(chǎn)品， 因此它大大降低了組裝成本，它甚至可以挑戰(zhàn)大規(guī)模生 產(chǎn)方式。5.2、缺點(diǎn)任何一個(gè)產(chǎn)品都應(yīng)該具有功能性，而如今 由于受材料等因素限制，通過(guò)3D打印制造出來(lái)的產(chǎn)品 在實(shí)用性上要打一個(gè)問(wèn)號(hào)。強(qiáng)度問(wèn)題：房子、車(chē)子固 然能“打印”出來(lái)，但是否能抵擋得住風(fēng)雨，是否能在 路上順利跑起來(lái)？精度問(wèn)題：由于分層制造存在 “臺(tái)階效應(yīng)”，每個(gè)層次雖然很薄，但在一定微觀尺度 下，仍會(huì)形成具有一定厚度的一級(jí)級(jí)“臺(tái)階”，如果需 要制造的對(duì)象表面是圓弧形，那么就會(huì)造成精度上的偏 差；材料的局限性：目前供3D打印機(jī)使用的材料非 常有限，無(wú)外乎石膏、無(wú)機(jī)粉料、光敏樹(shù)脂、塑料等。 能夠應(yīng)用于3D打印的材料還是很單一，以塑料為主， 并且打印機(jī)對(duì)單一材料也非常挑剔。參考文獻(xiàn)1 孫曉林. 3D打印技術(shù)的應(yīng)用J.2013-07-13.2 劉紅光,楊倩,劉桂鋒,劉瓊. 國(guó)內(nèi)外3D打印快速成型技術(shù)的專(zhuān)利情報(bào)分析.J2013-06.3 王忠宏,李揚(yáng)帆,張曼茵.中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展思路.J2013-01-044 李青.3D打印一種新興的學(xué)習(xí)技術(shù).C2013-05-155 LamC;MoXScaffolddevelopmentusing3Dprintingwithastarch-basedpolymer2002(C20) 6 RoweCWMultimechanismoraldosageformsfabricatedbythreedimensionalprinting外文期刊2000(01) 7 許廷濤3D打印技術(shù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)新思維J電腦與電信，2012,9 :5-78 古麗萍 蓄勢(shì)待發(fā)的3D打印機(jī)及其發(fā)展J 數(shù)碼印刷2011,10 :64-679 蔡恩澤3D打印顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)J 中國(guó)中小企業(yè)，2012,11 :46-4710 劉厚才,莫健華,等.三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用 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