摘要
近些年，由于工业生产的迅猛进步，3D打印工艺凭借着高效地使用资源、缩短制作时间并降低费用等优势，已经在诸如航空航天、医学和车辆等行业中得到普遍运用。然而，当前阶段，金属3D打印技术的完善程度仍不足以达到现有的商业要求，所以对制品的物理性质的研究成为了当下3D打印科技的主要关注点。为实现金属成型件力学性能的提升，本文基于选择性激光烧结原理，主要进行了3D打印机装置的结构和传动方案设计，确定了以滚珠丝杠和成型平台相结合的活塞式成型缸进给方案，同时提出以移动料斗式送粉，刮刀和铺粉辊相结合的铺送粉装置设计方案。并对设备中的滚珠丝杠副、直线导轨副、驱动电机等主要部件进行选型计算校核。最后，对本次设计的金属3D打印设备进行了成本定额概算说明。
关键词：3D打印装置结构设计定额概算
Abstract
The rapid growth of the manufacturing industry has seen 3D printing technology become increasingly popular in aerospace, medical, automobile and other industries due to its high material utilization, short production cycle, and low cost.The current market demand for metal parts cannot be met due to the lack of mechanical properties in 3D printing technology;thus, research into these features remains a priority. To enhance the mechanical characteristics of metal components through selective laser sintering(SLS), this paper has conducted structural design and transmission mechanism plan studies on 3D printers. The ball screw and mobile platform have been designed as the mainly transmission parts in the transmission mechanism plan. Also, this paper proposed the design of the paving powder device that combines mobile hopper type powder feeding, scraper and powder roller. Finally, the cost estimate for the metal 3D printing device is given.
Key words: 3D printing device; Structure design; Cost estimates
目录
摘要I
Abstract II
第1章绪论1
1.1研究目的和意义1
1.2选择性激光烧结技术概述1
1.3国内外研究现状2
1.3.1国外研究现状2
1.3.2国内研究现状3
1.4研究的主要内容4
第2章总体设计及控制方案5
2.1总体设计5
2.1.1总体机架结构5
2.1.2激光源和扫描系统6
2.1.3铺送粉系统7
2.2控制系统方案选择8
2.2.1控制需求8
2.2.2控制设计9
2.3本章小结11
第3章成型缸进给装置设计12
3.1成型缸方案设计及论证12
3.2传动系统参数计算14
3.2.1传动比和步距角14
3.2.2滚珠丝杠副的计算及选型14
3.2.3转动惯量和负载转矩18
3.2.4步进电机选型及校核19
3.3运动部件校核20
3.3.1连接杆强度校核20
3.3.2螺栓强度校核21
3.4本章小结21
第4章铺粉装置设计22
4.1铺粉装置结构设计22
4.1.1铺粉辊设计22
4.1.2铺粉料斗设计23
4.1.3刮板的设计24
4.2铺粉装置驱动设计25
4.2.1直线电机的选型计算25
4.2.2直线导轨副选型27
4.2.3铺粉辊电机及驱动选择28
4.3本章小结28
第5章定额概算及防护29
5.1成本定额概算29
5.1.1设备定额概算说明29
5.1.2主要材料费用29
5.2设备安全运行及环境问题治理32
5.2.1火灾风险32
5.2.2粉末吸入接触33
5.2.3设备安装运行的可持续性33
5.3本章小结34
结论35
参考文献36
致谢37
