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《天津职业技术师范大学》 2017年
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底部扫描光固化3D打印机的研制

祝权  
【摘要】:3D打印技术几乎可以完成任意复杂形状的模型,凭借该优势使得它在生物医疗、航空航天、珠宝设计等制造领域发挥着至关重要的作用。光固化技术作为3D打印技术中的一种,具有技术发展成熟、精度较高等特点。当打印小尺寸零件时,采用顶部扫描的光固化打印机由于成型尺寸较大,存放于树脂槽中的树脂材料较多,存在更换原材料不方便,容易造成浪费等问题;而底部扫描的方式可以很好解决上述问题,但是目前国内市场上该类型打印机主要依靠国外进口,使用成本较高。所以本文研制底部扫描光固化打印机,在满足基本打印功能的同时,降低成本。本文的主要内容如下:1.分析并设计了光固化打印机的核心部分即激光扫描系统的光学系统;确定光学系统组成来指导打印机的机械结构布局设计;分析得到了激光束在扫描区域点坐标与X、Y振镜偏转角度之间的换算关系。2.分析立体光固化打印机的结构组成,确定采用底部扫描方式。然后设计打印机的机身结构、运动机构,并提出了一种简易的便于使用的打印平台结构。最后选择激光振镜系统部件并建模,购买铝件和连接件,采用拼接的方式完成打印机的组装。3.分析了打印机控制系统的硬件和软件部分,完成了核心控制系统、运动控制系统、激光振镜控制系统的硬件电路设计;软件部分利用VC++编程,采用MFC中的单文档模式编写上层软件,结合OpenGL进行图像处理,最终完成了上层交互软件、文件读取模块、文件显示模块、轨迹填充模块的设计。4.利用设计组装的打印机进行打印实验,实验模型采用拉伸试验的标准样件,打印完成后进行拉伸试验,测试其拉伸强度等力学性能,并将实验结果和标准参数进行对比分析,来验证打印模型是否符合要求,即打印机是否具备基本使用功能。实验结果表明,打印机符合预期要求。
【学位授予单位】:天津职业技术师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP334.8

【参考文献】
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