3D打印喷头的温度分析及控制策略研究

被引量 : 0次 | 上传用户:zsj_bj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
3D打印技术也称为快速成型,是一门新兴的技术。基于融熔挤制沉积成型(FDM)的3D打印技术发展迅速,具有成型材料广泛、成型设备要求低、操作简单、工作环境要求低等优点,其涉及到材料、机械、电子、软件等领域。喷头是基于FDM的3D打印的关键部件之一,其机械结构复杂,电机速度与温度稳定性是保证喷头吐丝连续均匀的关键。因此,喷头电机驱动与温度控制研究具有重要的意义。本文根据先前FDM喷头的缺陷,在传统FDM喷头的基础上,进行了机械结构优化,有效地解决了FDM喷头的打滑和堵塞问题,为了精确控制步进电机,本文对步进电机进行加减速控制,实现了5段S加减速曲线。建立了有限元分析模型,为温控参数提供了必要的依据,将Bang-Bang控制、PID控制和模糊控制有机结合,获得了温控控制的重要参数,设计了PC端管理软件,实现了数据的实时检测、处理和存储。本文一共分为四部分,第一章介绍了3D打印技术国内外研究和发展概况、应用领域、应用前景、关键技术;概述了FDM工作过程、机械结构和传统加工的差异性;阐述了3D打印在材料和设备方面的难题。FDM喷头在电机速度和温控方面要求较高,探讨了PID控制和模糊控制基本理论,指出了本文的重点。第二章主要介绍了3D打印技术的工作原理,对FDM喷头进行了机械结构设计,对机械结构优化后,使FDM喷头更加满足吐丝、温控和操作要求;计算出了挤出机构的驱动力,设计了FDM喷头的挤出机构的电机驱动电路,FDM喷头挤出的速度和吐丝稳定直接影响FDM喷头的成型质量,为了精确控制步进电机的速度,避免失步,采用了加减速控制,并对步进电机速度控制进行了实验测量,实现了5段S加减速控制。第三章针对FDM喷头建立初步的热分析有限元模型,确定有限元的初始条件、几何条件、物性和边界条件等,在SolidWorks环境下建立了热分析有限元仿真的模型,获得FDM喷头的温度分布,为后续的温度控制提供必要的依据。根据FDM喷头温控的要求,对PID控制和模糊控制的实现进行详细的分析。第四章搭建了FDM喷头温控测试的硬件平台,设计了温控实验的测试软件和PC界面,便于实时监控温度和调整参数,进行了PID温控和模糊温控对比实验。实验结果表明:在FDM喷头中,电机的启动速度为60r/min,电机最高运行速度为600r/min,采用5段S加减速控制实现步进电机起停控制,使步进电机得到了精确的控制,有效的避免了失步现象。在FDM喷头的模糊温控中,控制精度为2。C以内,超调量为3%,稳定时间为105s(PID温控中控制精度为1。C,超调量为10.95%,稳定时间为273s),模糊控制超调量小,稳定时间短,实现了对FDM喷头温度的稳定控制。
其他文献
目的 :评价 3种不同药物治疗抑郁症的经济效果。 方法 :对 115例抑郁症病人随机分组 ,分别用 3种不同的药物治疗 ,A组用氯米帕明 ,B组用氟西汀 ,C组用吗氯贝胺。运用药物经济
己内酰胺生产过程中的无机杂质——硫酸铵对离子交换工序影响较大,本工艺设置低投资的碱洗系统预先对粗己内酰胺水溶液进行碱洗,使其中大多数的无机杂质提前去除,离子交换运
中国传统养生观主要包括"三观",即天人合一的宇宙观、阴阳平衡的健康观、内外兼修的修养观,具体体现为"三养",即养身、养心与养气的和谐统一。只要具备"三观",坚持"三养",理
<正>《陈情表》自问世以来,获赞誉无数。为文中之真情感动者有之,如宋代赵与时在《宾退录》中说:"读诸葛孔明《出师表》而不堕泪者,其人必不忠;读李令伯《陈情表》而不堕泪者
对于没有识字能力的儿童来说,图画无疑是孩子们感受阅读乐趣的最好方法,国外引进的优秀绘本、名家学者对于阅读早教的推崇、出版商的大力开发以及家长对于孩子阅读的重视,都让儿
目的:通过中医药治疗血管性神经性头痛的临床研究,分析疗效,研讨头痛用风药的理论基础,剖析风药治疗头痛的配伍使用及在治疗头痛中的重要作用。阐述血管神经性头痛的病因病机和治
目的:探讨痛风中医证候流行病学分布规律、影响因素,通过动物实验进一步研究和揭示丹芍二地四妙饮治疗急性痛风性关节炎的疗效和作用机理。方法:1.遵循流行病学和循证医学的原
电动汽车电池管理系统(BMS)需要满足对电池荷电状态(SOC)进行准确地估算。为提高传统安时法估算SOC的精度,根据二阶RC等效电路模型,提出了双卡尔曼滤波(DKF)来完成对电池SOC
十八大报告明确指出:“以增强党性、提高素质为重点,加强和改进党员队伍教育管理,健全党员立足岗位的综合培养长效机制,推动广大党员发挥先锋模范作用。”要把党建设好,关键在