-种基于FDM的快速原型机设计
3D打印技术之FDM完整版简介
【精唯信诚】3D打印技术之FDM完整版简介楼主作者简介：北京精唯信诚的工程师投稿，精唯信诚主要代理3D system的所有系列机器。
发展过程快速成型技术(Rapid Prototyping) 是20 世纪80 年代中后期发展起来的一项新型的造型RP 技术是将计算机辅助设计(CAD) 、计算机辅助制造(CAM) 、计算机数控技术(CNC) 、材料学结合起来的综合性造型技术。
RP 经过十多年的发展，已经形成了几种比较成熟的快速成型工艺立体造型( SL —Stereolithography) 、分层物体制造(LOM —Laminated Object Manufactur 选择性激光烧结(SLS —Selected Laser Sintering) 和熔融沉积造型( FDM —Fused Deposit Modeling)等。
这四种典型的快速成型工艺的基本原理都是一样的，但各种方法各有其特点。
FDM快速成型机的工艺原理快速成型机的加热喷头受计算机控制，根据水平分层数据作x - y 平面运动。
丝材机构送至喷头，经过加热、熔化，从喷头挤出粘结到工作台面，然后快速冷却并凝固。
每一层后，工作台下降一层的高度，再继续进行下一层的造型。
如此重复，直至完成整个实体的造型厚度根据喷头挤丝的直径大小确定。
FDM 工艺关键是保持熔融的成型材料刚好在凝固点之上，通常控制在比凝固点高1 ℃左右最常用的熔丝线材主要是ABS、人造橡胶、铸蜡和聚酯热塑性塑料等。
FDM 快速成型的过程包括:设计三维CAD 模型、CAD 模型的近似处理、对STL 文件进行分造型、后处理。
2.1 设计三维CAD 模型设计人员根据产品的要求，利用计算机辅助设计软件设计出三维CAD 模型。
常用的设计软Pro/ Engineering ， Solidworks ， MDT ， AutoCAD ，U G等。
2.2 三维CAD 模型的近似处理产品上有许多不规则的曲面，在加工前必须对模型的这些曲面进行近似处理。
快速成型技术的介绍
快速成型技术的介绍————3D打印技术的介绍及设计摘要：快速成型制造技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。
3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术；3D打印现在运用在生产生活的各个领域。
关键词：快速成型；3D打印1 快速成型制造技术1.1 简介快速原型制造技术，又叫快速成形技术，（简称RP技术）。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。
但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。
形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
1.2 产生背景随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈，产品的开发速度日益成为主要矛盾。
在这种情况下，西安交通大学机械学院，快速成型国家工程研究中心，教育部快速成型工程研究中心自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。
制造业为满足日益变化的用户需求，要求制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。
因此，产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。
从技术发展角度看，计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。
1.3 技术特点(1) 制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用；(2) 原型的复制性、互换性高；(3) 制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越；(4) 加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上；(5) 高度技术集成，可实现了设计制造一体化。
半固态成型基本理论熔融沉积制造大作业
半固态成型基本理论熔融沉积制造大作业研究生课程考试答题册考试课程近净成型工艺基础与新技术题目半固态成型基本理论目录前言 (4)1 熔融沉积制造工艺原理 (5)1.1快速成形技术基本原理 (5)1.2 FDM 的工艺原理 (5)2 熔融沉积制造系统简介 (5)2.1硬件系统 (6)2.2软件系统 (6)2.3供料系统 (6)3 熔融沉积制造系统设备简介 (7)4 FDM快速成型工艺过程 (9)4.1产品三维建模 (9)4.2三维模型分层处理 (10)4.3 FDM造型 (10)4.3.1 支撑制作 (10)4.3.2实体制作 (10)4.4 后处理 (10)5 FDM工艺过程影响因素 (11)5.1材料性能 (11)5.2喷头温度和成型室温度 (12)5.3挤出速度和填充速度 (12)5.4分层厚度 (12)5.5 延迟时间 (13)5.6扫描方式 (13)6 FDM工艺特点及应用 (13)英文文献一 (15)英文文献二 (17)近净成形现有技术及新进展 (20)➢橡胶等静压净成型技术(rubber isostatic pressing RIP) (20)➢溶液沉积制造技术(Liquid-Frozen Deposition Manufacturing L-FDM) (20)➢增塑粉末挤压成形(PEM) 21➢热静液挤压(Hot hydrostatic Extrusion) 22➢消失模铸造技术( LFC) 23•真空低压消失模铸造技术 (23)•压力消失模铸造技术 (23)•振动消失模铸造技术 (24)•消失模壳型铸造技术 (24)参考文献 (25)前言快速成型技术(Rapid Prototyping)是 20 世纪80年代中后期发展起来的一项新型的造型技术。
RP技术是将计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机数控技术(CNC)、材料学和激光结合起来的综合性造型技术。
RP经过十多年的发展 ,已经形成了几种比较成熟的快速成型工艺光固化立体造型(SL-Stereo lithography)、分层物体制造(LOM-Laminated Object Manufacturing)选择性激光烧结(SLS-Selected Laser Sintering)和熔融沉积造型(FDM-Fused Deposition Modeling)等。
FDM快速成型工艺
FDM快速成型技术摘要：随着RP行业的迅速发展，FDM快速成型技术在快速成型制造领域中的作用日趋重要，本文重点阐述了FDM快速成型技术的工作原理，工艺特点，应用领域及未来的发展趋势。
关键词：FDM快速成型工作原理工艺应用1. 引言目前，快速成型(Rapid Prototyping, RP)技术作为研究和开发新产品的有力手段已发展成为一项高新制造技术中的新兴产业。
RP由CAD模型直接驱动，快速地生产出复杂的三维实体样件或零件[1~2]。
RP技术从产生到现在已有10多年历史，并正以35%的年增长率发展着[3]。
熔融沉积快速成型（FDM）是继光固化快速成型和叠层实体快速成型工艺后的另一种应用比较广泛的快速成型工艺。
FDM技术将ABS，PC，PPSF以及其它热塑性材料挤压成为半熔融状态的细丝，由沉积在层层堆叠基础上的方式，从3D CAD资料直接建构原型。
该技术通常应用于塑型，装配，功能性测试以及概念设计。
此外，FDM技术可以应用于打样与快速制造。
该工艺方法以美国STRA TASYS公司开发的FDM制造系统应用最为广泛。
在2004年，STRATASYS 公司的FDM 快速成型机系列占全球市场48.5%。
北京航空工艺研究所现拥有一台多功能快速成型机，能完成LOM（叠层实体制造），FDM （熔融沉积制造）和SLS（选择性激光烧结）3种工艺，FDM制件精度可达 0.15mm。
2. FDM工作原理2.1 FDM快速成型的原理熔融沉积制造法(FDM)快速成型技术的软件系统由几何建模和信息处理组成。
（1）几何建模单元是设计人员借助三维软件，如Pro/E，UG等，来完成实体模型的构造，并以STL格式输出模型的几何信息。
（2）信息处理单元主要完成STL文件处理、截面层文件生成、填充计算，数控代码生成和对成形系统的控制。
如果根据STL文件判断出成形过程需要支撑的话，先由计算机设计出支撑结构并生成支撑，然后对STL格式文件分层切片，最后根据每一层的填充路径，将信息输给成形系统完成模型的成形。
快速原型技术
5.2 成形工艺过程
1. 成形参数选择
分层参数：零件加工方向、 分层厚度、扫描间距和扫描 方式。 成形烧结参数：扫描速度、 激光功率、预热温度、铺粉 参数等。
2. 原型制作
3. 后处理
刚刚成形的树脂原型密度和强度较低，需作强化处理，将液 体可固化树脂浸渗到烧结零件中，将其保温、固化，得到增 强的零件；
使用材料：塑料丝
1.3 快速原型技术的特点
成型速度快，可迅速响应市场； 产品制造过程几乎与零件的复杂程度无关； 产品的单价几乎与批量无关，特别适合于新产品开发和单件 小批量生产； 整个生产过程数字化、柔性化； 无切割、噪声和振动等，有利于环保； 与传统方法相结合，可实现快速铸造、快速模具制造、小批 量零件生产等功能，为传统制造方法注入新的活力。
采用SLA工艺制作RP原型， 然后翻制成硅橡胶模具，最 后进行低压注塑，得到所需 的10件操作手柄。产品开发 周期仅为传统方式的1/10， 费用仅为传统方式1/3。
Hale Waihona Puke 3.5 SLA工艺应用案例
4.3.5 SLA工艺应用案例
4 LOM工艺
LOM工艺方法和设 备于1991年问世，由于
该工艺大多使用纸为原
5.4 SLS工艺特点
SLS工艺缺点：
成形速度较慢； 成形精度和表面质量稍差，因此在成形要求精细结构和 清晰轮廓的制件时不及SLA工艺处理；
成形过程能量消耗高。
1.1 快速原型技术的基本原理
传统的零件加工过程是先制造毛坯，然后经切削加工，从毛 坯上去除多余的材料得到零件的形状和尺寸，这种方法统称 为材料去除制造。 快速原型技术彻底摆脱了传统的“去除”加工法，而基于“材 料逐层堆积”的制造理念，将复杂的三维加工分解为简单的材 料二维添加的组合，它能在CAD模型的直接驱动下，快速制造 任意复杂形状的三维实体，是一种全新的制造技术。其成型过 程为：
第五章-熔融沉积快速成型工艺
第二节 熔融沉积快速成型材料及设备
表5-2 FDM工艺成型材料的基本信息
材
料
适用的设备系统 可供选择的颜色
ABS
丙稀腈丁二烯 苯乙烯
FDM1650，FDM2000， FDM8000， FDMQuantum
白黑红绿蓝
ABSi 医学专用ABS FDM1650，FDM2000
黑白
E20
FDM1650，FDM2000
Stratasys公司的FDM技术在国际市场上所占比例最大。
图5-4 Stratasys公司的FDM-Quantum机型
尺寸：600mm×500mm×600mm
图5-5 Stratasys公司的FDM- Genisys Xs机型 图5-3 Stratasys公司于1993年开发出第一台
FDM1650机型
第二节 熔融沉积快速成型材料及设备
❖ 熔融沉积快速成型工艺对原型材料的要求：
材料的粘度 材料的粘度低、流动性好，阻力就小，有助于材料顺利挤出。材料的流动性差，需要很
大的送丝压力才能挤出，会增加喷头的启停响应时间，从而影响成型精度。 材料熔融温度
熔融温度低可以使材料在较低温度下挤出，有利于提高喷头和整个机械系统的寿命。可 以减少材料在挤出前后的温差，减少热应力，从而提高原型的精度。 材料的粘结性
ICW06 熔模铸造用 蜡
FDM1650，FDM2000
可机加工蜡 FDM1650，FDM2000
造型材料
Genisys Modeler
所有颜色
N/A N/A N/A
备
注
耐用的无毒塑料
被食品及药物管理 局认可的、耐用的 且无毒的塑料
人造橡胶材料，与 封铅、轴衬、水龙 带和软管等使用的 材料相似
FDM快速成型工艺
FDM快速成型技术摘要：随着RP行业的迅速发展，FDM快速成型技术在快速成型制造领域中的作用日趋重要，本文重点阐述了FDM快速成型技术的工作原理，工艺特点，应用领域及未来的发展趋势。
关键词：FDM快速成型工作原理工艺应用1. 引言目前，快速成型(Rapid Prototyping, RP)技术作为研究和开发新产品的有力手段已发展成为一项高新制造技术中的新兴产业。
RP由CAD模型直接驱动，快速地生产出复杂的三维实体样件或零件[1~2]。
RP技术从产生到现在已有10多年历史，并正以35%的年增长率发展着[3]。
熔融沉积快速成型（FDM）是继光固化快速成型和叠层实体快速成型工艺后的另一种应用比较广泛的快速成型工艺。
FDM技术将ABS，PC，PPSF以及其它热塑性材料挤压成为半熔融状态的细丝，由沉积在层层堆叠基础上的方式，从 3D CAD资料直接建构原型。
该技术通常应用于塑型，装配，功能性测试以及概念设计。
此外，FDM技术可以应用于打样与快速制造。
该工艺方法以美国STRATASYS公司开发的FDM制造系统应用最为广泛。
在2004年，STRATASYS 公司的 FDM 快速成型机系列占全球市场 48.5%。
北京航空工艺研究所现拥有一台多功能快速成型机，能完成LOM（叠层实体制造），FDM（熔融沉积制造）和SLS（选择性激光烧结）3种工艺，FDM制件精度可达0.15mm。
2. FDM工作原理2.1 FDM快速成型的原理熔融沉积制造法(FDM)快速成型技术的软件系统由几何建模和信息处理组成。
（1）几何建模单元是设计人员借助三维软件，如Pro/E，UG等，来完成实体模型的构造，并以STL格式输出模型的几何信息。
（2）信息处理单元主要完成STL文件处理、截面层文件生成、填充计算，数控代码生成和对成形系统的控制。
如果根据STL文件判断出成形过程需要支撑的话，先由计算机设计出支撑结构并生成支撑，然后对STL格式文件分层切片，最后根据每一层的填充路径，将信息输给成形系统完成模型的成形。
《航天返回与遥感》第40卷(2019)总目次
I 《航天返回与遥感》第40卷（2019）总目次第1期升力体再入飞行器离轨制动方案及优化研究 ··························· 左光, 陈鑫, 侯砚泽, 吴文瑞 (1) 高空零压气球上升过程的运动特性研究 ············································· 廖俊, 袁俊杰, 蒋祎, 杨泽川, 李珺, 卢智勇, 吴春晖, 王宁 (11) 基于FPGA的星上影像正射纠正 ···························· 张荣庭, 周国清, 周祥, 刘德全, 黄景金 (20) 基于改进型重复控制的光程扫描控制系统设计 ················ 郭兰杰, 王浩, 王淳, 马文坡, 林喆 (32) 基于月球观测的“高分四号”卫星相机在轨MTF测试 ·············· 吴同舟, 王浩, 周峰, 李晓曼 (41) 亚微米像元器件在空间应用中的光学系统设计 ························································ 胡嘉宁, 王小勇, 阮宁娟, 刘晓林, 庄绪霞, 李妥妥 (50) 五棱镜垂直度误差对转向角的影响分析 ·········································· 温中凯, 雷文平, 黄颖 (59) “高分三号”卫星图像干涉测量试验 ···································· 余博, 李如仁, 陈振炜, 张过 (66) “高分四号”卫星正射校正精度分析 ···································· 马冯, 孙旭, 高连如, 付晨罡 (74) 基于改进的切比雪夫多项式轨道的SAR影像正射纠正 ································································· 周国清, 贺朝双, 岳涛, 沈俊, 黄煜, 李晓柱 (83) 应急遥感影像信息快速提取方法探讨 ························································ 刘嘉, 廖小露 (93) 一种面向对象的机场跑道变化检测方法 ····················································· 张艺明, 肖文 (102) 旋转森林算法在GF-2卫星影像土地利用分类中的应用·············· 彭力恒, 刘凯, 朱远辉, 柳林 (112) 第2期平流层飞行器技术的最新发展 ··················································· 王彦广, 王伟志, 黄灿林 (1) 充气式进入减速技术的发展 ······························································· 黄伟, 曹旭, 张章 (14) 再入返回器极端热载荷预测方法 ············································· 张思宇, 余莉, 曹旭, 张章 (25) 气动热作用下的充气式减速器性能研究 ······································· 王帅, 余莉, 张章, 曹旭 (33) 骨架充气压力对自充式气囊缓冲性能影响研究 ····················· 李博, 竺梅芳, 牛国永, 刘兴华 (43)II孙嘉, 黄伟, 卢齐跃 (51) 临近空间飞行器滑橇式起落架缓冲特性分析 ···································· 璘多点平衡支撑在空间大口径反射镜上的应用 ························ 张博文, 王小勇, 郭崇岭, 刘湃 (60) 一种航天相机微纳镜头的实现方法 ································· 安书兵, 练敏隆, 唐绍凡, 李瀛搏 (69) 基于行数据扫描的星空多目标星点提取方法 ··························· 李寅龙, 何海燕, 张凤, 李婧 (79) 一种新的连续面形变形镜的解耦控制方法 ······················································ 刘成, 于飞, 丁琳, 宋莉, 黄刚, 郝中洋, 李超, 林喆 (89) ULE®叠层反射镜二维等效建模方法研究 ················································· 丁锴铖, 连华东 (99) GF-6卫星WFV数据在林地类型监测中的应用潜力 ··································································· 刘晋阳, 辛存林, 武红敢, 曾庆伟, 史京京 (107) 第3期前沿光学技术的新发展 ·················································································· 金国藩 (1) 航天火工装置点火输出压力散差的精细化控制 ··························· 成琦, 王帅, 胡建举, 杨叶 (5) 小天体探测器着陆附着技术研究 ················································ 王立武, 戈嗣诚, 蒋万松 (14) 减速伞收口状态气动特性仿真与试验研究 ··········· 王奇, 王立武, 张章, 吴卓, 雷江利, 孙希昀 (24) 大口径光学组件重力翻转测试方法验证及应用 ······· 周于鸣, 杨秋实, 孟晓辉, 刘志远, 王向东 (33) 面向航天应用的高可靠性FPGA动态局部重构 ············· 于志成, 庄树峰, 刘涛, 王洋, 杨秉新 (40) FTS干涉信号延时补偿算法的仿真分析··········································· 翟茂林, 李涛, 张玉贵 (47) 静止轨道闪电光学探测的光谱选择及影响分析 ·········· 鲍书龙, 陈强, 张志清, 汤天瑾, 赵学敏 (57) 空间光学遥感器反射镜组件中环氧胶的选用 ···································· 周小华, 邢辉, 杨居奎 (65) 大气色散对航空双谱段高分辨率斜视成像影响 ·················· 张绪国, 尚志鸣, 张跃东, 曹桂丽 (73) 基于扩展卡尔曼滤波的星敏感器在轨几何标定 ··················· 李响, 谢俊峰, 莫凡, 朱红, 金杰 (82) “委遥二号”卫星长波红外通道在轨辐射定标 ··························································· 刘莉, 陈林, 徐寒列, 胡秀清, 张正慧, 汪红强 (94) 岫岩偏岭矿区植被修复生态环境监测评估 ·············· 周斌, 李雨鸿, 李辑, 李晶, 王婷, 刘东明 (103) 基于本征图像分解的高光谱图像空谱联合分类 ········································· 任智伟, 吴玲达 (111)III 第4期大型航天器无控再入气动稳定性分析 ······································· 徐艺哲, 万千, 左光, 石泳 (1) 空间重复锁紧技术综述 ················ 杨泽川, 罗汝斌, 廖鹤, 廖俊, 罗世彬, 蒋祎, 袁俊杰, 王宁 (10) 降落伞收口绳载荷计算方法研究 ··········································· 王立武, 雷江利, 吴卓, 包进进 (22) 面向降落伞稳态CFD计算的网格生成方法研究 ··············· 靳宏宇, 吴壮志, 王奇, 贾贺, 荣伟 (30) 环路热管在低温真空环境下的控温性能试验研究 ············· 高腾, 杨涛, 鲁盼, 赵石磊, 赵振明 (38) 基于FPGA的探测器制冷控制系统优化设计 ············································ 谢妮慧, 郝中洋 (48) 开环虚拟振动试验方法在航天遥感器上的应用研究 ································· 郭崇岭, 张博文, 赵野 (57) 垂直装调用大口径自准直反射镜系统研究 ·········································· 陈宗, 范龙飞, 李斌, 陆玉婷, 王昀, 李凌, 陈佳夷, 王向东 (67) 一种高精度半角反射镜指向机构的设计与实现 ···································· 李晓, 于婷婷, 王淳 (76) 基于FFT算法的激光有源非稳腔光场分布数值计算方法 ············································· 罗萍萍, 桑思晗, 史文宗, 杨超, 颜凡江, 李梦龙, 蒙裴贝 (86) 光学遥感图像目标检测技术综述 ························· 李晓斌, 江碧涛, 杨渊博, 傅雨泽, 岳文振 (95) 基于非负最小二乘法的全色与高光谱图像融合 ······························ 郝红勋, 何红艳, 张炳先 (105) 顾及光行差改正的遥感卫星成像模型及验证 ····················· 张宏伟, 张炳先, 侯作勋, 彭呈祥 (112) 复杂山区ASTER GDEM2高程精度验证 ············································ 胡勇, 马泽忠, 黄健 (122) 第5期计算成像——全光视觉信息的设计获取 ·················································· 赵巨峰, 崔光茫 (1)武 (15) 美军气象卫星的应用与管理 ······························································· 刘韬, 王丹, 珺航天器可重复使用热防护技术研究进展与应用 ········································· 周印佳, 张志贤 (27) 基于主动排气气囊的着陆缓冲控制系统FPGA设计 ··························································· 孙希昀, 王立武, 张章, 刘靖雷, 邓黎, 雷江利 (41) CCD连续转移下图像串扰问题的研究····················申才立, 梁楠, 李鑫, 龚敬, 韩志学, 董龙 (50) 随机振动引起空间反射镜面形退化的机理研究 ·········· 孔富家, 白绍竣, 陈祥, 刘义良, 乔玉莉 (58) 一种调焦机构运动方向与光轴平行性测试方法 ····················· 魏鑫, 何鸿涛, 王建永, 穆生博 (67)IV星载TDI光机扫描相机偏流角建模 ···································· 王浩, 郭兰杰, 晋利兵, 赵艳华 (75) 星载光子探测激光雷达指向调整机构的理论分析 ····················· 张晨阳, 王春辉, 战蓝, 齐明 (84) 基于RFM模型的叠掩区域定位方法······································ 程前, 王华斌, 汪韬阳, 李玉 (95) 基于双树复小波分解的云量时间序列模型预测 ······· 白云博, 欧阳斯达, 杨朦朦, 夏学齐, 王婷 (106) 物方反投影下的星载多光谱相机内视场虚拟线阵拼接···················王怀, 莫凡, 李奇峻, 王鄂 (118) 第6期半刚性机械展开式气动减速技术机构与热防护研究 ································································ 张鹏, 苏南, 赵铄, 桂蜀旺, 毛科铸, 侯向阳 (1) 基于大气模型误差特性的“天宫一号”再入预报 ····················· 张炜, 王秀红, 崔文, 游经纬 (11) 深空探测器防热承力一体化大底结构研究 ··································· 黄文宣, 邱慧, 刘峰, 张萃 (19) 超声速透气降落伞系统的气动干扰数值模拟研究 ············· 贾贺, 姜璐璐, 薛晓鹏, 荣伟, 王奇 (26) RNN在降落伞开伞特性研究中的应用 ················································ 姜添, 戈嗣诚, 李健 (35) 基于主动光学的大型空间相机像质校正仿真············· 赵号, 苏云, 张丽莎, 李博, 粘伟, 张博文 (44)空间红外推扫成像系统探测器光学拼接方法 ············································ 邱民朴, 马文坡 (51)基于不同成核层的碳化硅基底反射镜特性研究 ··························································何世昆, 白云立, 周于鸣, 张继友, 黄巧林, 王利 (59)红外甚高光谱分辨率探测仪反演系统的设计与实现 ··························································罗琪, 李小英, 程天海, 张兴赢, 葛曙乐, 张玉贵 (67)“巴遥一号”卫星双相机在轨绝对辐射定标及精度分析 ········································· 李岩, 陈洪耀, 方舟, 李龙飞, 陈元伟, 胡永力, 汪红强, 汪松 (77)基于滑坡区域颜色特征模型的SVM遥感检测························ 陈善静, 康青, 沈志强, 周若冲 (89)基于U-net的“高分五号”卫星高光谱图像土地类型分类 ························································ 孙晓敏, 郑利娟, 吴军, 陈前, 徐崇斌, 马杨, 陈震 (99)基于深度学习特征提取的遥感影像配准 ·················································· 许东丽, 胡忠正 (107)（卷终）VSpacecraft Recovery & Remote SensingVol. 40 (2019)ContentsNo.1Deorbit Study of General Scheme & Optimized Design of Lifting Reentry Vehicle ································································ ZUO Guang, CHEN Xin, HOU Yanze, WU Wenrui (1) Motion Characteristics of Zero-pressure Balloon in Ascending Process·· LIAO Jun, YUAN Junjie, JIAGN Yi, YANG Zechuan, LI Jun, LU Zhiyong, WU Chunhui, WANG Ning (11) Ortho-rectification for Remote Sensing Image Using FPGA ··························· ZHANG Rongting, ZHOU Guoqing, ZHOU Xiang, LIU Dequan, HUANG Jingjin (20) Optical Path Scanning Control System Based on Modified Repetitive Control ················································· GUO Lanjie, WANG Hao, WANG Chun, MA Wenpo, LIN Zhe (32) The Lunar Trail of GF-4 Satellite and On-orbit Knife-edge Measurements of MTF ······························································ W U Tongzhou, WANG Hao, ZHOU Feng, LI Xiaoman (41) Study on Submicron Pixel Size Detector Applied in the Space Optical System Design ················ HU Jianing, WANG Xiaoyong, RUAN Ningjuan, LIU Xiaolin, ZHUANG Xuxia, LI Tuotuo (50) Impact Analysis of the Perpendicular Error of Pentaprism on the Steering Angle ······································································ WEN Zhongkai, LEI Wenping, HUANG Ying (59) Image Interferometry Experiment of GF-3 Satellite ·································································· YU Bo, LI Ruren, CHEN Zhenwei, ZHANG Guo (66) Research on Orthorectification Accuracy of GF-4 Satellite Image ............................................................................................. MA Feng, SUN Xu, GAO Lianru, FU Chengang (74) Orthorectification of SAR Image Based on Improved Chebyshev Polynomials Orbit Model ··························· ZHOU Guoqing, HE Chaoshuang, YUE Tao, SHEN Jun, HUANG Yu, LI Xiaozhu (83) Discussion on Rapid Extraction Method of Emergency Remote Sensing Image Information ·································································································· LIU Jia, LIAO Xiaolu (93) An Object-oriented Method for Airport Runway Change Detection ................... ZHANG Yiming, XIAO Wen (102) GF-2 Satellite Imagery Application in Land Use Classification Based on Rotation Forest Algorithm ··································································· P ENG Liheng, LIU Kai, ZHU Yuanhui, LIU Lin (112)No.2The Latest Development of Stratospheric Aerocraft Technology ······························································WANG Yanguang,WANG Weizhi, HUANG Canlin (1) The Development of Inflatable Entry Decelerator Technology ...... HUANG Wei, CAO Xu, ZHANG Zhang (14) Prediction Method for Extreme Thermal Load of Reentry Capsule ································································· ZHANG Siyu, YU Li, CAO Xu, ZHANG Zhang (25)VIStudy on the Performance of Inflatable Decelerator with Aerodynamic Heating ·································································· W ANG Shuai, YU Li, ZHANG Zhang, CAO Xu(33) Research of the Influence of Inflatable Frame Pressure on Ambient Inflated Airbag Cushioning Performance ······························································ LI Bo, ZHU Meifang, NIU Guoyong, LIU Xinghua (43) Study on Drop Dynamics of Ski Landing Gear for Near Space Aircraft ··············································································· SUN Jialin, HUANG Wei, LU Qiyue (51) Whiffle-tree Support of a Large Aperture Space-based Mirror ················································· ZHANG Bowen, WANG Xiaoyong, GUO Chongling, LIU Pai (60) A Design Method of Aerospace Camera Micro-nano Lens ······················································· AN Shubing, LIAN Minlong, TANG Shaofan, LI Yingbo (69) Space Multi-target Star Extraction Algorithm Based on Line Data Scanning ··································································· LI Yinlong, HE Haiyan, ZHANG Feng, LI Jing (79) A New Decoupling Control Method for the Deformable Mirror with Continuous Surface Shape ········· LIU Cheng, YU Fei, DING Lin, SONG Li, HUANG Gang, HAO Zhongyang, LI Chao, LIN Zhe (89) 2D Equivalent Modeling Method for ULE® Stacked-core Mirrors ····················································································DING Kaicheng, LIAN Huadong (99) Potential Application of GF-6 WFV Data in Forest Types Monitoring ······································ LIU Jinyang, XIN Cunlin, WU Honggan, ZENG Qingwei, SHI Jingjing (107)No.3The New Development of Optical Technology ························································· JIN Guofan (1) High Precision Control of Ignition Output and Transmission of Space Pyrotechnic Device ································································· C HENG Qi, WANG Shuai, HU Jianju, YANG Ye (5) Research on Lander Adhering and Recovery Technology for Asteroid Exploration ······································································ WANG Liwu, GE Sicheng, JIANG Wansong(14) Numerical Simulation and Experimental Study on Aerodynamic Characteristics of Reefed Decelerating Parachute ······························ WANG Qi, WANG Liwu, ZHANG Zhang, WU Zhuo, LEI Jiangli, SUN Xiyun (24) Verification and Application of Gravity Flip Test Method for Large Aperture Optical Components ························ ZHOU Yuming, YANG Qiushi, MENG Xiaohui, LIU Zhiyuan, WANG Xiangdong (33) High Reliability FPGA Dynamic Partial Reconfiguration for Aerospace Application ·································· YU Zhicheng, ZHUANG Shufeng, LIU Tao, WANG Yang, YANG Bingxin(40) Time-delay Compensation Simulation and Analysis of Interference Signal Based on FTS Technology ·············································································· ZHAI Maolin, LI Tao, ZHANG Yugui (47) Spectral Band Selection and Influence Analysis for Lightning Optical Detection for the Geostationary Meteorological Satellite ····························· B AO Shulong, CHEN Qiang, ZHANG Zhiqing, TANG Tianjin, ZHAO Xuemin (57) Epoxy Selection for Reflect Mirror Assembly in Space Remote Sensor ········································································· ZHOU Xiaohua, XING Hui, YANG Jukui (65) Influence of Atmospheric Chromatic Dispersion on Aerial Dual-band High Resolution Standoff Imaging ············································ ZHANG Xuguo, SHANG Zhiming, ZHANG Yuedong, CAO Guili(73) On-orbit Geometric Calibration of Star Tracker Based on EKF ···························································· L I Xiang, XIE Junfeng, MO Fan, ZHU Hong, JIN Jie (82) On-orbit Radiometric Calibration in Long Wave Infrared Band of VRSS-2 Satellite ······················ LIU Li, CHEN Lin, XU Hanlie, HU Xiuqing, ZHANG Zhenghui, WANG Hongqiang(94) Monitoring and Assessment of Vegetation Restoration Ecology Environment in Xiuyan Pianling-mining Area ··········································· Z HOU Bin, LI Yuhong, LI Ji, LI Jing, WANG Ting, LIU Dongming (103)。
FDM介绍
由于符合前述三维打印技术“低成本、易操作、办公友好”等众多特点，RP领域权威报告Wohlers Report将熔丝沉积成形（Fused Deposit Modeling，FDM）技术也归并到三维打印成形技术的范畴。美国Stratasys公司和国内清华大学北京殷华激光快速成形及模具技术有限公司等主要的FDM系统提供商也纷纷将桌面化的FDM设备归并到三维打印成形里，进行广告宣传以更好的推广普及这种技术。本文沿用这种提法，根据使用材料的不同，将主流3DP成形技术分为光固化型三维打印成形、粘接材料型三维打印成形和熔丝沉积型三维打印成形三种。下面先概述现有几种主要的三维打印成形技术的工作原理、技术特点及研究现状，然后总结出三维打印成形技术今后的发展趋势。
快速成形技术是20世纪80年代中后期发展起来的一项新兴的先进制造技术，被认为是近20年制造技术领域的一次重大突破，对制造业的发展有着十分重大而深远的影响。快速成形技术从诞生以来，以极大的技术优势（极大的削减了产品的研发时间和成本）一直保持着迅速发展的势头，先后出现了一批成熟的商品化产品，产品实际应用的成果显著。当前人们开始不仅仅满足于原型制作的需求，而是对个性化、小批量制件的直接快速制造。人们渴望将自己设计的三维产品模型在办公室甚至在家中就能够迅速的制造出来，并且立即直接使用。每个会使用三维造型软件的人（而不仅仅是有着强大公司财力背景支持的设计师）都渴望手中能有一台快速制造设备。这就像每一个会用电脑的人利用打印机将自己编辑的的概念最早由美国麻省理工学院(MIT)的Scans E.M.和Cima M.J.等人于1992年提出。基于液滴喷射成形技术，三维打印的单层打印成形过程类似于喷墨打印过程，在数字信号的驱动下，打印头工作腔内的液态材料在瞬间射流形成液滴，以一定的频率和速度从喷嘴喷出，并喷射到指定位置，逐层堆积，形成三维实体制件 。
基于FDM的3D打印技术研究现状与发展趋势
基于FDM的3D打印技术研究现状与发展趋势一、本文概述随着科技的不断发展，3D打印技术已成为制造业领域的一项革命性技术。
其中，基于熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling，简称FDM）的3D打印技术，因其设备成本相对较低、材料种类丰富、操作简便等优点，受到了广泛关注。
本文旨在全面概述FDM 3D打印技术的研究现状，分析其在不同领域的应用，并探讨其未来的发展趋势。
我们将回顾FDM 3D打印技术的基本原理和发展历程，了解其从概念提出到实际应用的发展历程。
接着，我们将重点分析当前FDM 3D 打印技术的研究热点，包括新型材料的开发、打印精度和速度的提升、以及打印过程中关键技术的优化等。
我们还将探讨FDM 3D打印技术在航空航天、汽车制造、医疗生物、建筑等领域的应用案例及其实际效果。
我们将展望FDM 3D打印技术的未来发展趋势，预测其在技术创新、应用领域拓展以及市场潜力等方面的变化。
通过本文的综述，我们期望能为读者提供一个全面、深入的视角，以了解FDM 3D打印技术的现状及其未来发展前景。
二、FDM 3D打印技术的基本原理与特点FDM（Fused Deposition Modeling）3D打印技术，也称为熔融沉积建模，是3D打印领域中的一种重要技术。
其基本原理是通过加热将热塑性材料（如ABS、PLA等）融化成液态或半固态，然后通过喷嘴逐层堆积，最终固化形成三维实体。
FDM 3D打印技术的特点在于其材料成本低廉、易得，打印过程相对简单，且打印出的物体具有较高的强度和耐用性。
FDM技术还可以实现多材料打印，通过更换不同颜色的材料或在同一模型中混合使用不同材料，可以打印出色彩丰富、功能多样的产品。
然而，FDM技术也存在一些局限性。
例如，由于打印过程中需要加热融化材料，因此打印速度相对较慢，且打印出的物体表面粗糙度较高，需要进行后处理才能达到理想的光滑度。
FDM技术对于打印复杂结构和高精度模型的能力有限，因此在某些应用场景下可能无法满足需求。
3D打印实验指导书
3D打印实验指导书一实验目的1. 理解快速成型制造工艺原理和特点；2. 了解快速成型制造过程与传统的材料去除加工工艺过程的区别；3. 推广该项技术的普及和应用。
二实验要求1. 利用计算机对原形件进行切片，生成STL文件，并将STL文件送入FDM快速成型系统；对模型制作分层切片；生成数据文件；2. 快速成型机按计算机提供的数据逐层堆积，直至原形件制作完成；3. 观察快速成型机的工作过程，分析产生加工误差的原因。
三实验主要仪器设备FDM快速成型系统四实验原理实验原理：该工艺以ABS材料为原材料，在其熔融温度下靠自身的粘接性逐层堆积成形。
在该工艺中，材料连续地从喷嘴挤出，零件是由丝状材料的受控积聚逐步堆积成形。
该工艺示意图如下：图1 快速成型原理这样就将一个物理实体复杂的三维加工转变成一系列二维层片的加工，因此大大降低了加工难度。
由于不需要专用的刀具和夹具，使得成形过程的难度与待成形的物理实体的复杂程度无关，而且越复杂的零件越能体现此工艺的优势。
主要技术指标：最大成品尺寸：254×254×406mm精确度：±0.127mm原料：ABS阔度0.254 — 2.54mm厚度0.05 —0.762mm快速原型技术的基本工作过程快速成形技术是由CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状三维物理实体技术的总称。
其基本过程是：1.首先设计出所需零件的计算机三维模型，并按照通用的格式存储(STL文件)；2.跟据工艺要求选择成形方向(Z方向)，然后按照一定的规则将该模型离散为一系列有序的单元，通常将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层)，把原来的三维CAD模型变成一系列的层片(CLI文件)；3.再根据每个层片的轮廓信息,输入加工参数，自动生成控制代码；4.最后由成形机成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体;5.后处理，小心取出原型，去除支撑，避免破坏零件。
用砂纸打磨台阶效应比较明显处。
FDM概述
熔融沉积成型概述熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling，简称FDM)，又称熔丝沉积，是一种快速成型技术。
FDM是将低熔点材料熔化后，通过由计算机数控的精细喷头按CAD分层截面数据进行二维填充，喷出的丝材经冷却粘结固化生成一薄层截面，层层叠加成三维实体。
1.机构结构FDM系统主要包括喷头、送丝机构、运动机构、加热工作室、工作台5个部分，如图1所示。
图1 FDM工艺原理示意图喷头是最复杂的部分，材料在喷头中被加热熔化，喷头底部有一喷嘴供熔融的材料以一定的压力挤出，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动时挤出材料，与前一层粘结并在空气中迅速固化，如此反复进行即可得到实体零件。
它的工艺过程决定了它在制造悬臂件时需要添加支撑，这点与LOM和SLS完全不同。
支撑可以用同一种材料建造，只需要一个喷头，现在一般都采用双喷头独立加热，一个用来喷模型材料制造零件，另一个用来喷支撑材料做支撑，两种材料的特性不同，制作完毕后去除支撑相当容易。
送丝机构为喷头输送原料，送丝要求平稳可靠。
原料丝一般直径为1～2 m，喷嘴直径只有0.2～0.3 mm左右，这个差别保证了喷头内一定的压力和熔融后的原料能以一定的速度(必须与喷头扫描速度相匹配)被挤出成型。
送丝机构和喷头采用推-拉相结合的方式，以保证送丝稳定可靠，避免断丝或积瘤。
运动机构包括X，Y，Z三个轴的运动。
快速成型技术的原理是把任意复杂的三维零件转化为平面图形的堆积，因此不再要求机床进行三轴及三轴以上的联动，大大简化了机床的运动控制，只要能完成二轴联动就可以了。
X-Y轴的联动扫描完成FDM工艺喷头对截面轮廓的平面扫描，Z轴则带动工作台实现高度方向的进给。
加热工作室用来给成型过程提供一个恒温环境。
熔融状态的丝挤出成型后如果骤然受到冷却，容易造成翘曲和开裂，适当的环境温度可最大限度地减小这种造型缺陷，提高成型质量和精度。
工作台主要由台面和泡沫垫板组成，每完成一层成型，工作台便下降一层高度[1]。
rp快速成型综合实验
材料成型综合实验报告学院：材料工程学院姓名：XXX班级：0531102学号：XX指导老师：刘淑梅徐纪平试验日期：2013 年12 月23-28 日实验一快速成形（RP）技术3D印刷产品原形制造一、实验目的为了让我们熟悉掌握利用3D印刷快速成形技术制造产品原形的方法并制作一件产品原形。
了解这项技术的应用领域。
了解3D印刷或FDM快速成形机基本结构及操作原理；了解快速成形技术在模具设计与制造中的应用。
三、实验原理本次试验采用的是FDM（Fused Deposition Manufacturing ）及3D印刷快速成形制造技术。
材料包括聚酯、ABS、人造橡胶、熔模制造用蜡和聚酯热塑性塑料等FDM（FusedDepositionManufacturing ）工艺又称为熔融沉积成型制造，熔融沉积成型的工作原理是将热熔性材料（ABS、蜡）通过加热器熔化，材料先抽成丝状，通过送丝机构送进热熔喷头，在喷头内被加热融化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将半液动状态的材料按CAD分层数据控制的路径挤出并趁机在制定的位置凝固成形。
并与周围的材料粘结，层层堆积成型，熔融挤压成形工艺比较适合于家用电器、办公用品以及模具行业新产品开发，以及用于假肢、医学、医疗、大地测量、考古等基于数字成像技术的三维实体模型制造。
该技术无需激光系统，因而价格低廉，运行费用很低且可靠性高。
目前在汽车、家电、电动工具、医疗、机械加工、精密铸造、工艺品制作以及儿童玩具等行业，以及在以下几个方面祈祷了重要作用。
1.产品样本、设计评审、性能测试及装配实验。
用户分局快速制造的成型对设计方案进行评审，进行模拟性能测试和模拟装配实验，然后评估生产的可能性，最后将改进信息提供给设计人员，以便以后的修改和优化。
2.将FDM技术和传统的模具制造技术结合在一起，快速模具制造技术可以缩短模具的开发周期，提高生产效率。
3.在生物医学领域，根据扫描得到的人体分层截面数据，制造处人体局部组织或器官的模型，可以用于临床医学辅助诊断复杂手术方案的确定，即制造解剖学体外模型（体外模型）；也可以制造组织工程细胞载体支架结构（人体器官），即作为生物制造工程中的一项关键技术。
基于FDM技术的3D打印关键算法研究
基于 FDM技术的 3D打印关键算法研究摘要：近年来，加工制造行业为应对新型产品面世以及产品加工制造压力，开始着重研究技术创新问题。
基于FDM 技术的3D 打印机控制技术的出现，不仅可缓解企业竞争压力，同时简化制造技术，缩短开发周期，促使企业可高效完成产品制造。
本文基于FDM 技术概述3D 打印机总体设计，并围绕基于外轮廓线的自适应分层算法、改进的分形扫描方法打印关键算法进行实例验证，对比打印质量以及打印时间，分析两种关键算法的可行性。
关键词：FDM技术；3D打印机控制技术；技术创新；关键算法研究引言：FDM技术也被叫做熔融沉积成型技术，基于FDM技术的3D 打印机控制技术拥有其他技术所不具备的低生产成本、打印材料适应性强特性，广泛应用于制造行业、医疗和国防等领域。
目前，创新且本土化发展3D 打印机控制技术，关乎我国制造业总体发展水平，因此需分析基于FDM 技术的3D 打印机控制技术，开展关键算法研究。
一、基于FDM技术的3D打印机工作原理基于FDM技术的3D打印机包含两部分：一是由挤出机构、运动机构、送丝机构以及工作平台所组成的机械结构，而另一部分则是可以实现打印材料打印的控制系统。
其工作原理为：在打印机零件的截面外侧边线轮廓和内侧辅助填充线条所形成的区域控制喷头进行运行，在高温作用下融化喷头内部打印材料，经过再次凝固之后，形成截面单层堆积。
基于FDM技术的3D打印机采用数字化操作，可有效制造立即加工复杂模型，规避人为因素设计错误，获取高效产品制造成功率以及同比经济收益[1]。
1.控制系统总体设计基于FDM技术的3D打印机控制系统，采用AT mega2560电路板，并将硬件和软件相结合，控制伺服电机正确接收打印指令，从而读取和存储打印材料。
该系统包含温度控制系统以及伺服控制系统。
前者系统主要功能为把控打印机运行温度，可根据材料定型要求自动调节温度过高或过低状况。
确保产品制造精度；而后者主要是执行打印材料动作[2]。
FDM快速成型技术在无线电测向机创新设计上的应用研究
０ 引言
快速成型 （ Ｒ ａ ｐ ｉ ｄ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｔ ｙ ｐ ｉ ｎ ｇ ， 简称Ｒ Ｐ）技 术 是２ ０ 世纪８ ０ 年 代 后 期 发 展 一 门 新 的 制造 技 术 ，该 集计 算机 技 术 、控 制技 术 、材 料 技 术 、激 光 技 术
４ ）通 过 测 试 结果 与传 统 方法 结 果 的 比较 ，表 明 “ 人 参 蒸 制 、烘 干 自动 化 加 工设 备 ”能 够 完 成
规 定 的 技 术 指 标 ，进 一 步 证 明蒸 制 、烘 干 一 体 的
Ｉ
訇 似
Ｆ Ｄ Ｍ快速成型技术在 无线 电测 向机 创新 设计上的应用研究
Ａ ｒ ｅｓ ｅａｒ ｃｈ ｏｎ ｉ ｎｎｏ ｖａｔ ｉ ｏｎ ｄｅｓｉ ｇｎ ｏｆ ｒ ａｄｉ ｏ ｄｉ ｒ ｅｃｔ ｉ ｏｎ ｉｎｄｅｒ ｆ ｗｉ ｔ ｈ ＦＤＭ ｐｒ ｏｔ ｏｔ ｙｐｉ ｎｇ ｔ ｅｃｈｎｏｌ ｏｇｙ
４ ）检验和 修 复模型 。
５ ）分 层切 片 处理 ，将 三维 的 模型 用 二维 的 轮
廓信 息表 示 。 ６ ）生产加 工ＮＣ 指令。 ７ ）去除辅 助 支撑 后其 他后处 理 。
２ 传统 的１ ４ ４ ＭＨ ｚ 无 线电测 向机缺 陷
无 线 电 测 向是 无 线 电侦 察 的一 个 重 要 组 成 部
第３ ５ 卷 第１ １ 期 ２ ０ １ ３ － １ １ （ 上） ［ ５ １ １
务ｌ 訇 化
换 成 的 电信 号 与 系统 设 定 的对 应 于 设 定 温 度 的 电
13-14(2)学期实验室开放汇总(汇总表)
30
16
机电控制实验室
13
基于宇龙仿软件的机电控制实验
李晓丹
30
16
机电控制实验室
14
基于protus软件的单片机控制实验
王晓磊
30
16
机电控制实验室
15
基于柔性激光加工中心的数字化设计与制造创新实验
李金华陈雪叶
10
16
激光实验室
16
典型机构结构设计与分析实验
符宝鼎
10
16
机械设计实验室
17
简易硅胶模具制作实验
李暨尧
6-10
16
逆向工程实验室
18
典型件快速模具制作
高奇李暨尧
10
16
逆向工程实验室
19
CAD/CAM技能综合实验
刘淑芬
20
16
计算机辅助设计与制造
20
基于FDM的零件快速成型
王宏祥符宝鼎
10
16
逆向工程实验室
21
机械设计创新团队网站设计与建设
王宏祥赵亮
10
10
计算机辅助设计与制造
30
16
现代加工技术实验室
4
箱体类零件CAD/CAM及数控加工
张晓光
15
16
现代加工技术实验室
5
复杂曲面类零件CAD/CAM及数控加工
张晓光
15
16
现代加工技术实验室
6
基于MPI的S7-300之间的多种通讯方式的实现
李煜
6-10
18
机电控制实验室
7
基于S7-200三坐标实验台的精确控制实验
李煜
6-10
3D打印机说明书
Dream M aker桌面式3D打印机用户使用手册井冈山大学安全注意事项在安装和使用本机（DreamMaker 3D 打印机）之前，请务必阅读以下内容。
请勿尝试任何用户手册中没有描述的方法来使用本机，尽量避免可能造成的意外人身伤害和财产损失。
妥善选择放置位置●移动本机时，注意轻拿轻放，避免碰触打印机内部结构，必要时可以两人搬运。
●本机适合放置在通风、阴凉、干燥和少尘的环境内。
●使用时注意打印机周围环境的散热，避免放置在厚地毯上或者紧靠墙壁放置。
●请勿将本机放置在易燃易爆物品或高热源附近。
●请勿将本机放置在振动较大或者其他不稳定的环境内。
●请勿在本机上堆积重物。
按照规范使用电源●请使用本机附带的电源适配器。
●请参照“产品安装”章节DreamMaker 的性能参数表选择合适的100~240V 电源。
●请勿在手湿时插拔电源插头。
●请在使用插头时，务必完全塞入电源插座。
●请勿刻意拉拽、过度扭曲本机所配电线，以防造成断路或短路。
在打印过程中注意●请勿在没有人员监督的情况下使用本机。
●打印过程中和刚打印完成的时候，避免触碰打印机内部的结构和打印件，以防烫伤。
●如果打印时发生打印机冒烟、产生异常噪音时，请立即关闭电源开关，停止打印机工作，并联系我们的客服+86 021 。
常做产品维护●请勿尝试使用该手册未描述的方法拆卸或改装本机，以防打印机损坏或其他更严重的安全事故。
●定期在断电的情况下，用干布对打印机清洁，拭去灰尘和粘结的打印材料。
如果一定要用潮湿的布清洁，切勿使用易燃溶剂，以防易燃溶剂接触打印机内部电路造成火灾或者电击。
井冈山大学。
-种基于FDM的快速原型机设计
-种基于FDM的快速原型机设计作者：吴长忠孟宇潘妍利梁刚来源：《科技创新导报》 2011年第32期吴长忠1 孟宇2 潘妍利3 梁刚1(1.济南大学机械工程学院山东济南 250022;2.济南市一机集团有限公司技工学校山东济南 250002;3.山东师范大学管理与经济学院山东济南 250014)摘要:快速成型技术是一种新型加工技术,有快速性、加工柔性化、技术集成性高等优点,特别适合于形状复杂、精细的零件加工,在模具制造、新产品试制等领域应用广泛。
本文对该技术的工艺原理、材料加入不溢料条件和熔融沉积快速原型机的设计与实验制作等方面进行了研究。
关键词:快速成型成型工艺熔融沉积 FDM中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)11(b)-0015-01快速成型制造技术(Rapide Protyping)也称为RP技术,该技术是以材料累加的方法制造工件的先进制造技术,快速成型技术将计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机数字控制(CNC)、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成于一体,利用材料逐层迭加累积成型的原理来制造产品的。
1 熔融沉积造型技术(FDM)熔融沉积技术(Fused Deposition Modeling)首先系统将CAD模型分为一层层极薄的截面,生成控制喷嘴移动轨迹的几何信息。
运作时FDM加热头把热塑材料(如聚脂塑料、ABS塑料、蜡等)加工到临界状态,在微机控制下喷嘴沿着CAD确定的平面几何信息数据运动并同时挤出半流动的材料,沉积固化成精确的实际零件薄层,通过垂直升降系统降下新形成层并同样固化,且与已固化层牢固地连接在一起。
如此反复,由下而上形成一个三维实体。
2 熔融沉积快速原型机的原理设计本文所设计的快速原型机的材料为ABS工程塑料,设计的主要内容是送丝控制系统、加热腔温度控制系统和喷头底座三种联动机械结构及控制系统。
主要解决问题是挤丝机构与加热系统能够协调,喷头出丝顺畅稳定,三轴联动的稳定与精确,保证加工零件的形状与尺寸精度。
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-种基于FDM的快速原型机设计
摘要:快速成型技术是一种新型加工技术,有快速性、加工柔性化、技术集成性高等优点,特别适合于形状复杂、精细的零件加工,在模具制造、新产品试制等领域应用广泛。
本文对该技术的工艺原理、材料加入不溢料条件和熔融沉积快速原型机的设计与实验制作等方面进行了研究。
关键词:快速成型成型工艺熔融沉积FDM
快速成型制造技术(Rapide Protyping)也称为RP技术,该技术是以材料累加的方法制造工件的先进制造技术,快速成型技术将计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机数字控制(CNC)、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成于一体,利用材料逐层迭加累积成型的原理来制造产品的。
1 熔融沉积造型技术(FDM)
熔融沉积技术(Fused Deposition Modeling)首先系统将CAD模型分为一层层极薄的截面,生成控制喷嘴移动轨迹的几何信息。
运作时FDM加热头把热塑材料(如聚脂塑料、ABS塑料、蜡等)加工到临界状态,在微机控制下喷嘴沿着CAD确定的平面几何信息数据运动并同时挤出半流动的材料,沉积固化成精确的实际零件薄层,通过垂直升降系统降下新形成层并同样固化,且与已固化层牢固地连接在一起。
如此反复,由下而上形成一个三维实体。
2 熔融沉积快速原型机的原理设计
本文所设计的快速原型机的材料为ABS工程塑料,设计的主要内容是送丝控制系统、加热腔温度控制系统和喷头底座三种联动机械结构及控制系统。
主要解决问题是挤丝机构与加热系统能够协调,喷头出丝顺畅稳定,三轴联动的稳定与精确,保证加工零件的形状与尺寸精度。
2.1 快速原型机送丝与加热系统
快速原型机的工艺材料ABS工程塑料原料为丝状,直径2mm,熔融沉积造型的加料系统采用一对夹持轮,夹持轮将丝状料插入加热腔入口,料丝在加热腔内加热熔融,粘度降低,并从出口流出,实现熔融沉积造型。
熔融物料克服流动阻力的动力来自料丝插入加料口的力量,未熔融的材料丝被夹持轮推入加热腔,如同活塞一样将腔内的熔融材料从喷头挤出,这种基础方式称为料丝自加压式挤出。
丝料进入挤出机加料口之后,受到加热腔的加热,逐步升温。
在温度达到料丝物料的软化点之前,料丝与机筒之间有一段间隙不变的区域,称其加料段;随着料丝表面温度升高,物料熔融,形成一段料丝直径逐渐变细直到完全熔融的区域,称为熔化段;在物料被挤出口型之前,有一段完全由熔融物料充满机筒的区域,称为熔融段。
为了保证熔融过程稳定,送丝速度和加热腔壁温必须保持恒定,或者在二者任一个发生变化时,另一个必须做出相应的调整。
加热腔所需要的加热长度将随送丝速度和加热腔加热功率的不同而有所不同,由于料丝在熔融积压快速原型技术中还起着活塞推进作用,所以,实时掌握其熔融情况,并且根据加料段不溢料条件得出的临界速率,可以选择适当的送丝速度和加热功率。
2.2 喷头及加热腔的机械设计
在实际加工过程中,丝料在加热腔内融化喷出有时会因为丝料不洁、喷头碰坏等原因而不能顺利喷出,造成腔内堵塞。
这时需要对加热腔进行清理,清理过程非常复杂,而且不能保证清理是否完全。
为了解决这一问题,我们设计喷头与加热腔分离的结构。
喷头用于承载丝料和挤出熔融材料,为一个内径 2.5mm的管,材料为铜;上端为了便于丝料进入,设计成Y状,下端的口模为了能够喷出尺寸较小的熔融细丝,喷口直径为0.24mm。
加热腔设计成两个加热块,为了便于传导热材料也为铜;两个加热块上面各有一个半圆柱形的槽,用螺栓将两个加热块固定起来后,之间便有一个柱形孔,铜质喷头安装在孔内,而且拿下非常方便,便于清理,喷头损坏的话也可以更换,节约了成本。
3 基于Dimension SST 1200es型快速原型机的实例研究
Dimension SST 1200es型快速原型机使用STL格式三维文件来制
作CAD模型,统将CAD模型分为一层层极薄的截面,每层厚度最低可为0.023mm。
STL格式三维文件制作模型包,包括其内部结构。
在计算机控制下通过喷嘴挤出P430 ABS＋材料来制作高质量三维模型。
有两种层厚分辨率可供选择,可以采用较快的速度来制作模型用于验证设计,也可选择较高分辨率以得到较好的表面质量。
快速成型技术应用实例:
3.1 前期处理
首先完成所制作的模型三维设计,再次应注意尺寸和强度的之间的关系。
对于Dimension SST 1200es型快速原型机,我们采用Solidworks三维绘图软件进行设计。
摆放方位确定后,便可以进行支撑的施加了。
施加支撑是速原型制作前处理阶段的重要工作。
对于结构复杂的数据模型,支撑的施加是费时而精细的。
支撑施加的好坏直接影响着原型制作的成功与否及制作的质量。
支撑施加可以手工进行,也可以软件自动实现。
Dimension SST 1200es型快速原型机可以在模型摆放好后软件自动实现施加支撑。
3.2 快速成型制作
快速成型制作是将制作数据传输到成型机中,快速成型出零件的过程是快速成型技术的核心。
制作流程为:在原型制作前,需要提前启
动Dimension SST 1200es型快速原型机,对ABS塑料进行预热。
设备运转正常后,启动原型制作控制软件,读入前处理生成的层片数据文件。
当一切准备就绪后,就可以启动叠层制作了。
整个叠层的过程都是在软件系统的控制下自动完成的,所有叠层制作完毕后,系统自动停止。
3.3 后处理
零件制作完成后升出工作台,取出制作零件,在小扳手成型后需要进行辅助处理工艺,包括零件的清洗、支撑去除、后固化、修补、打磨等,目的是获得一个表面质量与机械性能更优的零件。
4 结语
快速成型技术是多种先进制造技术结合而产生的一种特种加工方法,在现代制造业中的应用越来越广泛,同时结合不同的加工环境产生多种快速成型的方法。
本文主要介绍了FDM熔融沉积快速成型技术的基本原理,并对FDM快速原型机进行了原理设计,重点介绍了喷头与加热腔的功能与结构。
参考文献
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