1）工作原理

　　絲狀成型材料和支撐材料由供絲機(jī)構(gòu)送至各自對應(yīng)的噴頭泪缨，并在噴頭中加熱至熔融態(tài)近迁，另外加熱噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下按照相關(guān)截面輪廓的信息作X-Y平面運(yùn)動(dòng)代嗤，同時(shí)擠壓并控制液體流量，使粘稠液體均勻地鋪撤在斷面層上炕淮。這樣成型材料和支撐材料就被選擇性地涂彼在工作臺上拆火，快速冷卻后形成截面輪廓，一層成型完成后涂圆，噴頭上升一截面層的高度再進(jìn)行下一層的涂覆如此循環(huán)渺广，最終形成三維產(chǎn)品。

　　2）系統(tǒng)組成

　　以清華大學(xué)推出的 MEM--250 為例說明血洞。該制造系統(tǒng)主要包括硬件系統(tǒng)湃鳖、軟件系統(tǒng)供料系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)由兩部分組成僻携，一部分是以機(jī)械運(yùn)動(dòng)承載加工為主狮最，另一部分以電氣運(yùn)動(dòng)控制和溫度控制為主。

　　機(jī)械系統(tǒng)

　　MEM--250 機(jī)械系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)疹返、噴頭泌祥、成型室、材料室、控制室和電源室等單元放暇。其機(jī)械系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)溶绢，各個(gè)單元相互獨(dú)立。如運(yùn)動(dòng)單元只完成掃描和升降動(dòng)作打吱，而且整機(jī)運(yùn)動(dòng)精度只決定于運(yùn)動(dòng)單元的精度劫扶，與其他單元無關(guān)。因此每個(gè)單元可以根據(jù)其功能需求采用不同的設(shè)計(jì)锭吨。運(yùn)動(dòng)單元和噴頭單元對精度要求較高蠢莺，其部件的選用及零件的加工都要特別考慮。電源室和控制室需要具有防止干擾和抗干擾功能零如，應(yīng)采用屏蔽措施躏将。

　　基于PC總線的運(yùn)動(dòng)控制卡能實(shí)現(xiàn)直線、圓弧插補(bǔ)和多軸聯(lián)動(dòng)考蕾。PC總線的噴頭控制卡用于完成噴頭的出絲控制祸憋，具有超前和滯后動(dòng)作補(bǔ)償功能。噴頭控制卡與運(yùn)動(dòng)控制卡能夠協(xié)同工作肖卧，通過運(yùn)動(dòng)控制卡的協(xié)同信號控制噴頭的啟停和轉(zhuǎn)向蚯窥。

　　制造系統(tǒng)配備了三套獨(dú)立的溫度控制器，分別檢測與控制成型噴嘴喜命、支撐噴嘴和成型室的溫度沟沙。為了適應(yīng)對控制長時(shí)間連續(xù)工作下高可靠性的要求河劝，整個(gè)控制系統(tǒng)采用了多微處理機(jī)二級分布式集散控制結(jié)構(gòu)壁榕，各個(gè)控制單元具有故障診斷和自修復(fù)功能，使故障的影響局部化赎瞎。由于采用了PC總線和插板式結(jié)構(gòu)燕紊，使系統(tǒng)具有組態(tài)靈活、擴(kuò)展容量大癣吝、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)荔寞。

　　該系統(tǒng)關(guān)鍵部件是噴頭，這里以上海富力奇公司推出的TSJ系列快速成型機(jī)為例介紹了一下噴頭的結(jié)構(gòu)体涡。噴頭內(nèi)的螺桿與送絲機(jī)構(gòu)用可沿R方向旋轉(zhuǎn)的同一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)超瞧，當(dāng)外部計(jì)算機(jī)發(fā)出指令后，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿轰窥，同時(shí)迈竖，又通過同步齒形帶傳動(dòng)與送料輥將塑料絲送入成型頭，在噴頭中影其，由于電熱棒的作用脖煮，絲料呈熔融狀態(tài)，并在螺桿的推擠下，通過銅質(zhì)噴嘴涂覆在工作臺上蜀骗。

　　3）軟件系統(tǒng)

　　統(tǒng)軟件系統(tǒng)包括幾何建模和信息處理兩部分悦追。幾何建模單元是由設(shè)計(jì)人員借助CAD 軟件，如 Pro-E限寞、AutoCAD 等構(gòu)造產(chǎn)品的實(shí)體模型或由三維測量儀（ CT忍啸、MRI 等）獲取的數(shù)據(jù)重構(gòu)產(chǎn)品的實(shí)體模型。最后以 STL 格式輸出原型的幾何信息昆烁。

　　信息處理單元由 STL 文件處理吊骤、工藝處理、數(shù)控静尼、圖形顯示等模塊組成白粉，分別完成 STL 文件錯(cuò)誤數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與修復(fù)、層片文件生成鼠渺、填充線計(jì)算鸭巴、數(shù)控代碼生成和對成型機(jī)的控制。其中拦盹，工藝處理模塊根據(jù) STL 文件判斷制件成型過程中是否需要支撐鹃祖，如需要?jiǎng)t進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后對 STL 分層處理普舆。最后根據(jù)每一層的填充路徑設(shè)計(jì)與計(jì)算恬口，并以 CLI 格式輸出產(chǎn)生分層 CLI 文件。信息系統(tǒng)是在 Pentinm 微機(jī)上用 VisualC ++開發(fā)的速痹，系統(tǒng)界面采用窗口裂蝉、菜單、對話框等方式輸人輸出信息锦镶，使用十分方便虑庇。

　　4）供料系統(tǒng)

　　MEM--250 制造系統(tǒng)要求成型材料及支撐材料為直徑 2mm的絲材，并且具有低的凝固收縮率偶屯、陡的粘度溫度曲線和一定的強(qiáng)度光丢、硬度、柔韌性冶习。一般的塑料镰掐、蠟等熱塑性材料經(jīng)適當(dāng)改性后都可以使用。目前已成功開發(fā)了多種顏色的精密鑄造用蠟絲琐幔、 ABS 材料絲炸诚。

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