基于聚乳酸的熔融沉積成型系統(tǒng)研究.pdf

1、FDM(Fused Deposition Modeling)技術是快速成型技術集中的一員。基于PLA(Polylactic Acid)的FDM技術是將環(huán)保、可再生、可熱塑、適合機械加工、生物相容的聚乳酸(PLA)材料應用于熔融沉積成型。論文針對基于PLA的FDM成型系統(tǒng)涉及的成型材料、電子硬件、機械設計、交互界面和系統(tǒng)下位軟件設計等問題,完成了方案設計、實施,系統(tǒng)調試、優(yōu)化等工作。最終研發(fā)生產(chǎn)出了 PiBot V1.0P、PiBot V

2、1.0PS、PiBot PRUSA-i3三款產(chǎn)品,并提出了成型精度優(yōu)化方法,實現(xiàn)了高精度的成型。
　　在系統(tǒng)的電子硬件研究中采用了積木式開發(fā)方法,對系統(tǒng)電子硬件功能進行分割設計,最后拼接了系統(tǒng)硬件。在硬件的設計中充分的考慮了模擬與數(shù)字信號的干擾問題,并依據(jù)簡單易用的原則較合理的考慮了系統(tǒng)資源的分布。
　　在系統(tǒng)的機械開發(fā)上,則結合了現(xiàn)代3D設計技術和中國古代建筑思想,將榫卯式設計構架運用到了系統(tǒng),并通過現(xiàn)代3D設計軟件Aut

3、odesk Inventor完成了機械的虛擬裝配和仿真。從而驗證了機械設計的可行性,并極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　在系統(tǒng)的交互界面設計中,采用了 C＃語言作為開發(fā)載體。結合了圖形界面和語言描述兩大開發(fā)方法對系統(tǒng)中使用到的資源進行了整合打包,最終制作了一套完整的用戶界面軟件。該軟件成功的實現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的轉換和指令的處理功能,同時運用了OPENGL數(shù)據(jù)庫資源將3維設計模型和指令操作顯示出來,提供了更好的用戶體驗。
　　在系統(tǒng)

4、的下位固件編程中,采用了Arduino積木開發(fā)原理,并合理運用Arduino自帶的功能庫,將硬件資源和快速成型指令集功能結合在一起,簡單高效的完成了系統(tǒng)固件功能開發(fā)。
　　在系統(tǒng)的調試中,依據(jù)了現(xiàn)代的數(shù)據(jù)誤差分析處理方法對系統(tǒng)的測試結果進行了分析和處理,同時依據(jù)模糊控制理論對系統(tǒng)控制進行了優(yōu)化,最終達到了預定的成型效果。
　　通過完成上述工作,論文完成了基于PLA的FDM快速成型系統(tǒng)研究工作。實驗結果表明,該系統(tǒng)明顯改善了成