第1章緒論1.1概述快速成型技術(shù)，簡(jiǎn)稱RP。它在20世紀(jì)80年代發(fā)展起來，通常用來描述直接從數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)創(chuàng)建物理原型的機(jī)械技術(shù)。提出了一個(gè)分層制造的形成原理,形成了一種新的思維方式,需要在先進(jìn)企業(yè),企業(yè)渴望一個(gè)更快速、高效、集成的處理步驟的完成,節(jié)約成本和時(shí)間,所以我們正在尋找直接制造先進(jìn)的制造技術(shù),盡可能創(chuàng)造更多的價(jià)值,讓企業(yè)盈利?？焖俪尚图夹g(shù)的過程可以分為分層、累積、疊加。一個(gè)復(fù)雜的實(shí)體零件加工，它可以被認(rèn)為是點(diǎn)、線和面的組合。點(diǎn)、線和表面的幾何信息獲得CAD模型結(jié)合形成的信息參數(shù)形式的數(shù)控代碼控制成型機(jī)可以疊加,這樣材料定期、準(zhǔn)確地積累,形成三維固體部分。快速成型技術(shù)與快速原型制造技術(shù)都為該工藝的名稱，快速成型技術(shù)英文為RapidPrototyping簡(jiǎn)稱RP。RP工藝是在計(jì)算機(jī)集成電路控制、傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)構(gòu)、快速粘結(jié)材料、計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)等綜合發(fā)展起來的。不同的快速成型工藝有不同的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用方向，逐漸成熟的方法在本文中僅介紹四種。不管是什么了類型的快速成型工藝，其基本成型原理都是相同的，或噴射材料、或一步切割都是為了保證產(chǎn)品的一次成型，在逐層或逐堆的粘合堆積中完成產(chǎn)品的3D制造。RP技術(shù)相比于傳統(tǒng)制造有十分明顯的優(yōu)越性，它避免了毛坯的制造與處理、模具的設(shè)計(jì)與制造的過程、切削加工工藝的復(fù)雜及不確定性。因此，RP技術(shù)的應(yīng)用能為企業(yè)加速產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高競(jìng)爭(zhēng)力提供有效的幫助。從傳統(tǒng)的機(jī)械制造方法到先進(jìn)制造工藝再到快速成型制造的完善經(jīng)歷了很多曲折，但這是有利于企業(yè)和社會(huì)的，因此我們要在先進(jìn)制造工藝的研究上越走越深。1.2研究意義RP技術(shù)從CAD地市級(jí)的嘉祥快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地生成可觸摸的物理模型。顯而易見，三維幾何模型對(duì)二維屏幕繪制更直觀、更有啟發(fā)性。所謂的“一張圖抵得上一千塊金子，一件實(shí)物抵得上一千張圖”，這樣你可以更快地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。更重要的是，設(shè)計(jì)師可以隨時(shí)體驗(yàn)成品的舒適性和美學(xué)品質(zhì)。RP技術(shù)是先進(jìn)制造工藝的代表，是社會(huì)先進(jìn)生產(chǎn)力提升的重要標(biāo)志，其研究意義是不明而喻的。在加工方式方面來說，它打破了傳統(tǒng)的制造順序，把設(shè)計(jì)，修改，加工并行于一臺(tái)設(shè)備上，大大減小了企業(yè)設(shè)備負(fù)荷，提高了機(jī)器的使用效率，為企業(yè)靈活設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供了選擇機(jī)會(huì)；在工藝外觀方面，RP技術(shù)能夠?qū)Ξa(chǎn)品外觀進(jìn)行突出修改，這是傳統(tǒng)切削加工工藝所不能達(dá)到的，靈活性是RP技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)，這在把握市場(chǎng)主動(dòng)權(quán)是十分重要的；在成本核算方面，RP技術(shù)以其靈活性使加工性更加自主，減少了夾具、工人新方案教育等方面的投入，直接更改設(shè)計(jì)圖紙即可完成產(chǎn)品的修改，減少了中間部分的資源浪費(fèi)，為企業(yè)和社會(huì)節(jié)約了成本。總之，RP技術(shù)是20世紀(jì)90年代先進(jìn)制造技術(shù)和新產(chǎn)品研發(fā)的重要手段。在產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國家，許多企業(yè)會(huì)采用RP技術(shù)來保證新產(chǎn)品的研發(fā)周期，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，這已經(jīng)成為一個(gè)重要的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略。1.3快速成型技術(shù)的發(fā)展1991年，總部位于美國的Helisys將制造技術(shù)商業(yè)化，創(chuàng)造了層壓板制造技術(shù)（LOM）。原材料是廉價(jià)的復(fù)印紙，一面涂有熱激活粘合劑，然后用二氧化碳激光器將其切割成所需形狀。紙都被疊在一起，然后被加熱的滾筒連接起來，在紙的底部熔化一層塑料涂層以形成粘合。整個(gè)過程是自動(dòng)化的，但在操作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧和局部火焰。因此，系統(tǒng)中通常內(nèi)置一個(gè)煙囪。盡管操作速度快，原材料便宜，但由于細(xì)節(jié)和準(zhǔn)確性方面的限制，該技術(shù)多年來未能很好地解決添加劑制造問題（Feygin等人，1998年；Dietrich等人，2011年；Bernard等人，2009年）。由于紙部件幾乎不被用作功能性產(chǎn)品，因此引入了其他材料層壓板，用于LOM，包括陶瓷、塑料和金屬。其生產(chǎn)出的零件精度相對(duì)較高，但加工在邊緣的質(zhì)量仍是一個(gè)重要問題[3]。一些新型工藝開始使用金屬板，即金屬箔LOM、完全致密自由形式制造（FDFF）和超聲波強(qiáng)化（UC）。前兩種與紙基LOM非常相似，使用金屬箔代替紙。金屬箔LOM以數(shù)字控制方式進(jìn)行切割和堆疊，而最終連接是通過高溫爐中的熱激活過程實(shí)現(xiàn)的。由于一些缺點(diǎn)，該工藝僅停留在研究階段，并用于生產(chǎn)功能性工具，如模具。金屬板必須具有特定的剛度以生成輪廓（大于0.5mm），否則LOM零件會(huì)受到顯著的樓梯效應(yīng)（Prechtl等人，2004、2005）。最終零件的表面質(zhì)量也不是很好，需要進(jìn)行諸如銑削或噴丸等后處理操作。另一方面，F(xiàn)DFF利用感應(yīng)加熱將金屬箔焊接在一起，但也需要根據(jù)其操作參數(shù)（如加熱時(shí)間、填料重量和板厚）對(duì)該工藝進(jìn)行優(yōu)化（Hayasi和Asiabanpour，2013年；Asiabanpour和Hayasi，2013年）。UC是一種基于金屬箔連續(xù)固態(tài)超聲焊接的添加劑制造技術(shù)。該工藝使用一個(gè)底板，在底板上堆放金屬箔。然后用一個(gè)超聲波棒通過提供壓力和超聲波振蕩把箔粘在一起。與其他AM方法一樣，重復(fù)該過程，直到達(dá)到所需高度。金屬箔留在適當(dāng)?shù)牡胤?，以提供支持和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨后使用計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）銑床去除多余的材料并獲得所需的幾何特征。如果需要，使用另一個(gè)精軋機(jī)創(chuàng)建要求的公差和表面光潔度。完成這些操作后，將完成的零件從砧上移除。因此，UC是加法和減法制造的混合體，就像紙LOM一樣。這一過程有許多顯著的挑戰(zhàn)，包括優(yōu)化控制參數(shù)（振幅、焊接速度和接觸壓力）、氣孔和層間氣孔。這些因素可能導(dǎo)致最終產(chǎn)品的機(jī)械功能縮短。1.4關(guān)于激光快速成型的應(yīng)用在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用：產(chǎn)品的設(shè)計(jì)大都在建模軟件中進(jìn)行，如需修改直接要更改軟件中產(chǎn)品的圖紙，激光快速成型可以快速制造出圖紙中的產(chǎn)品，即使產(chǎn)品的硬度、剛度、表面質(zhì)量與要求使用的質(zhì)量有些出入，但是在單間小批量生產(chǎn)中、產(chǎn)品的修改設(shè)計(jì)中對(duì)于節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間、加工時(shí)間的減少是十分有利的。此外，激光快速成型還可以應(yīng)用于反向生成圖紙?jiān)?，通過激光束的掃描，可以在圖紙中迅速建立外形尺寸，完成掃描目的。在模具加工制造中的應(yīng)用：鑄造所用的模具所需要的表面質(zhì)量是合格模具所必須的要求，這嚴(yán)重影響所鑄造出的零件質(zhì)量和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，通過快速成型制造出的磨具雖表面精度較低，單可以通過后續(xù)的操作大大提高表面質(zhì)量，而此部分所用的時(shí)間完全可以在成型的時(shí)間中得以補(bǔ)償。因此無論木模、金屬模都可以用上述方法來制造，例如經(jīng)過表面滲銅的材料用SLS法就可以代替原模具。在輔助醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用：由于人個(gè)體間的不同，骨胳結(jié)構(gòu)往往也有所不同，因此如何調(diào)整我們?nèi)私Y(jié)構(gòu)部分的矯形在以往是很難解決的問題，快速成型制造給人工材料的制作提出了新思路。通過掃描所需更換部分的骨胳結(jié)構(gòu)，獲得其部位的相關(guān)尺寸，通過3D實(shí)體建模，可以靈活的完成目標(biāo)對(duì)象的加工,這大大提高了骨胳替換效率，提高了醫(yī)學(xué)質(zhì)量。1.5論文研究的主要內(nèi)容和基本思路LOM快速主要內(nèi)容：（1）LOM成型機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析以及分布；（2）電機(jī)的選擇與計(jì)算；（3）工作臺(tái)、熱碾壓部分的計(jì)算與校核；（4）快速成型機(jī)的經(jīng)濟(jì)性分析；快速成型的基本思路：CAD模型建立——STC文件的生成——層層處理——快速堆積成型第2章LOM快速成型機(jī)設(shè)計(jì)本章講述了一些LOM快速成型機(jī)以及其他快速成型的優(yōu)缺點(diǎn)以及介紹，又對(duì)其進(jìn)行工藝分析。通過本章學(xué)習(xí)讓我學(xué)會(huì)了在不同情況下選擇不同的機(jī)型。在加工方式方面來說，它打破了傳統(tǒng)的制造順序，把設(shè)計(jì)，修改，加工并行于一臺(tái)設(shè)備上，大大減小了企業(yè)設(shè)備負(fù)荷，提高了機(jī)器的使用效率，為企業(yè)靈活設(shè)計(jì)和生產(chǎn)提供了選擇機(jī)會(huì)2.1LOM快速成型機(jī)介紹LOM快速成形機(jī)是一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和識(shí)別三維模型、原材料、熱軋機(jī)構(gòu)框架和數(shù)控、熱軋機(jī)構(gòu)、升降臺(tái)、激光切割系統(tǒng)等部件。后電腦會(huì)發(fā)出指令,確保控制單元大小通過膠粘劑和涂料、壓縮等方式在一起,然后集中的實(shí)體輪廓和表面處理后,可以得到目標(biāo)部分,所有這些計(jì)算的過程是由事先存儲(chǔ)諸如圖紙、材料厚度等。如圖2—1LOM快速成型機(jī)的系統(tǒng)圖2-1LOM快速成型機(jī)的系統(tǒng)2.2RP系統(tǒng)的分類特點(diǎn)RP系統(tǒng)就像一個(gè)集成的加工流程，把各個(gè)加工工藝統(tǒng)一在一臺(tái)操作機(jī)上，層層粘合，層層遞加，最終完成產(chǎn)品的3D模型。RP技術(shù)的發(fā)展是現(xiàn)代科技發(fā)展的綜合結(jié)果，它是以先進(jìn)加工工藝的代表。它的工作過程具體表述如下：計(jì)算機(jī)將會(huì)對(duì)目標(biāo)圖紙進(jìn)行三維實(shí)體解剖，把它分成若干片層，后保存各層的尺寸數(shù)據(jù)，以便后續(xù)切割紙張等。然后，電腦會(huì)根據(jù)上述保存的各層尺寸逐層切割紙張或噴涂，有些工藝此后會(huì)加入一些表面處理或固化等操作，具體由加工材料和加工方式?jīng)Q定，因此就形成了一層層的片狀目標(biāo)實(shí)體，后可采用其他高溫粘結(jié)、輥壓等處理完成各層片間的粘合，這樣就得到了目標(biāo)零件的三維實(shí)體，即成型工件。自從快速成型工藝出現(xiàn)以來，國內(nèi)外出現(xiàn)了很多不同加工方法的RP技術(shù)，由于國外本項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的較早，因此目前國內(nèi)RP技術(shù)的制造性能還是比較差的，具體RP技術(shù)的分類將在下面簡(jiǎn)述。2.2.1SLA快速成型技術(shù)SLA是一種快速成型的方法，有著世界上最成熟的技術(shù)、最深入的研究和最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。SLA快速成型技術(shù)是對(duì)樹脂或其他材料表面進(jìn)行激光掃描，掃描后的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生光聚合固化，并繼續(xù)給樹脂涂敷,該過程一直持續(xù)到零件完成，施工平臺(tái)需要外部結(jié)構(gòu)的支撐。光聚合工藝的一個(gè)變種是使用數(shù)字光處理（DLP）投影儀作為紫外線光源，它投射實(shí)際層橫截面的完整輪廓，同時(shí)開始固化操作。其整個(gè)工作原理圖2-2如下。為了使用SLA方法制備復(fù)合材料，可將光聚合物與顆?；蚶w維混合，以增強(qiáng)制造零件的物理或機(jī)械性能。但是此時(shí)添加增強(qiáng)材料會(huì)導(dǎo)致與光聚合物的粘度有關(guān)的問題，而這反過來又會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用新材料層的問題。此外，還可能出現(xiàn)其他不便，如樹脂中顆粒的均勻性差；形成氣泡，隨后形成小孔，從而延長固化時(shí)間；需要增加激光功率或固化時(shí)間，以及必須滿足的其他要求，以確保產(chǎn)品的形狀或尺寸的均勻性。樹脂可以通過連續(xù)的長纖維或短纖維進(jìn)行增強(qiáng)。但是，纖維也會(huì)沉積在未固化的區(qū)域，這會(huì)導(dǎo)致最終零件的后處理出現(xiàn)問題。其中一些問題可以通過適當(dāng)類型的單體、不同的施加新層的方法、增加激光功率或降低顆?；蚶w維粘度的表面涂層來解決。此外，纖維可能會(huì)在紫外光下失去建筑材料的不透明度，這會(huì)導(dǎo)致樹脂的適當(dāng)固化出現(xiàn)問題。必須指出的是，在現(xiàn)有技術(shù)中，粉末填充補(bǔ)強(qiáng)僅用于制造陶瓷零件。一些商業(yè)生產(chǎn)的機(jī)器使用這項(xiàng)技術(shù)來提供復(fù)合的建筑材料，例如cerafab7500，這使得使用具有紫外線固化樹脂的陶瓷粉末成為可能。隨著零件的生產(chǎn)，樹脂可以從陶瓷中燒掉。因此SLA工藝可生產(chǎn)形狀復(fù)雜、多孔、尺寸和材料有限的零件。圖2-2SLA工藝原理圖2.2.2激光選區(qū)燒結(jié)法（SLS）SLS基于原型制造技術(shù)該工藝原理是基于原型制造技術(shù)的先進(jìn)激光增材制造技術(shù)。該工藝通過將連續(xù)的粉末材料層固定在另一層上，從而制造出復(fù)雜的三維零件。在獲得各層的截面輪廓數(shù)據(jù)后，利用高能激光束根據(jù)輪廓數(shù)據(jù)對(duì)金屬粉末進(jìn)行逐層選擇性熔融。通過逐層鋪粉、熔煉、凝固、分層堆垛等工藝，制作出三維實(shí)體零件。以激光為熱源，對(duì)沉積的粉末層進(jìn)行加熱燒結(jié).SLS的主要優(yōu)點(diǎn)是耐用性、生產(chǎn)的零件以及SLS用戶從RP行業(yè)提供的各種工程級(jí)材料中有選擇的機(jī)會(huì)。此外，SLS在成形過程中不需要支撐結(jié)構(gòu)，因?yàn)榄h(huán)繞零件的未使用粉末材料提供了足夠的支撐。SLS的主要缺點(diǎn)是精度、可重復(fù)性相對(duì)較低，表面光潔度較差，以及裝配元件的孔隙率相對(duì)較高。最好的結(jié)果是使用涂層粉末，其中粉末的核心來自金屬或陶瓷，而涂層是聚合物。這些粉末的一些類型在市場(chǎng)上可買到：鋁填充聚酰胺（EOS明礬）、玻璃填充聚酰胺（EOSPA3200GF）、碳纖維填充聚酰胺，但是添加碳纖維會(huì)造成獲得鋒利邊緣的問題。選區(qū)激光熔化成型技術(shù)突破的傳統(tǒng)制造技術(shù)變形形成和消除形成常規(guī)的思路,根據(jù)零件的三維模型,使用金屬粉末沒有任何工具/夾具和模具,直接訪問任何復(fù)雜形狀的實(shí)體部分,特別適用于制造與內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜加工鈦合金、高溫合金零件。SLS的主要優(yōu)點(diǎn)是耐用性，所生產(chǎn)的部件和SLS用戶有機(jī)會(huì)從各種工程等級(jí)中選擇.圖2-3SLS系統(tǒng)的工藝原理圖。圖2-3選擇性激光燒結(jié)工藝原理圖2.2.3熔融沉積快速成型系統(tǒng)（FDM）熔融沉積快速成型(FDM)是一種非常著名的快速成型方法。熱塑性燈絲從線圈上展開，材料供應(yīng)到擠出噴嘴。該噴嘴加熱到塑料的熔點(diǎn)，并包括用于停止或繼續(xù)熔化塑料的流動(dòng)的機(jī)制。以下兩個(gè)不同的術(shù)語主要用于避免FDM專利的問題，其形成原理和應(yīng)用實(shí)際上是相同的。根據(jù)需要的切片幾何形狀，將噴嘴組裝成一個(gè)可以移動(dòng)的機(jī)械頭

先用CAD軟件建構(gòu)出物體的3D立體模型圖，將物體模型圖輸入到FDM的裝置。FDM裝置的噴嘴就會(huì)根據(jù)模型圖，一層一層移動(dòng)，同時(shí)FDM裝置的加熱頭會(huì)注入熱塑性材料。材料被加熱到半液體狀態(tài)后，在電腦的控制下，F(xiàn)DM裝置的噴嘴就會(huì)沿著模型圖的表面移動(dòng)，將熱塑性材料擠壓出來，在該層中凝固形成輪廓。在成形過程之前，由于熔融沉積成形技術(shù)需要設(shè)計(jì)和制作支撐結(jié)構(gòu)，在加工過程中，整個(gè)等高線截面需要掃描和堆積，LOM相似，因此需要較長的成形時(shí)間。熔體沉積成形工藝包括三部分:預(yù)處理、成形加工和預(yù)處理。后處理是指對(duì)零件表面及支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)和處理，以滿足零件加工后工作條件的要求。其工藝原理如圖2-4。圖2-4工藝原理此外，該裝置可以在家庭中使用由專業(yè)公司或用戶創(chuàng)建的許多材料，也包括復(fù)合材料。該機(jī)構(gòu)提供的內(nèi)部材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常多孔，因此材料可能用環(huán)氧樹脂滲透制造的零件密封，使其堅(jiān)固但更重。2.2.4三維噴涂粘結(jié)工藝（3DP三維打?。┓勰┎牧?D打印站連接三維噴涂快速成型工藝是由美國麻省理工開發(fā)的。它的工作原理就像一臺(tái)打印機(jī)。目前使用最多的是粉末材料，其工藝原理與SLS工藝相似，只是材料是粉末而不是激光燒結(jié)材料。三維噴涂站結(jié)快速成型的優(yōu)點(diǎn)：成本低材料廣泛成型速度快安全性較好應(yīng)用范圍廣圖2-5三維噴涂粘結(jié)工藝原理如圖2-5三維噴涂粘結(jié)工藝原理（3DP）工藝的操作原理是將連續(xù)的顆粒材料層應(yīng)用到平臺(tái)上；層的厚度取決于所用粉末的顆粒大小。帶有噴嘴的打印頭根據(jù)3D模型橫截面的幾何結(jié)構(gòu)將粉末顆粒粘接在一起，從而分配粘合劑液體。當(dāng)一個(gè)二維模型層完成時(shí)，使下一層的純粉末被應(yīng)用。反復(fù)生產(chǎn)組合連續(xù)的層，直到完成整個(gè)模型。未密封粉末形成支撐結(jié)構(gòu)。與其他添加劑工藝相比，材料選擇（包括金屬或陶瓷粉末）有一定的局限性，但價(jià)格低廉。3dp提供了高構(gòu)建速度的優(yōu)勢(shì)，通常每分鐘2-4層。然而，精度、表面光潔度和零件強(qiáng)度不如其他一些附加工藝。與其他方法相比，3dp提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)來控制產(chǎn)品的材料成分，使用不同的粉末和噴射不同的粘合劑材料從不同的噴嘴熔融或泥漿形式。這可以控制各種性能，如熱導(dǎo)率、導(dǎo)電率、硬度、磁性等。很難使用粉末纖維混合物或噴射纖維來制造纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，但由3dp可以獲得滲透的陶瓷或金屬的多孔預(yù)制件，使其與金屬或合金混合。本章小結(jié)通過本次學(xué)習(xí)，我關(guān)于其他快速成型技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，讓我知道快速成型技是先進(jìn)加工方法之一，自研發(fā)問世以來，經(jīng)過各科研所及院校的探索，出現(xiàn)了很多針對(duì)不同制造問題的快速成型方法。快速成型工藝方式點(diǎn)選擇：(1)根據(jù)要制造產(chǎn)品用途分為工作模型、制造用磨具、木模、可視化等的選擇。(2)根據(jù)原型尺寸大小的選擇。(3)原型制造精度要求和原型強(qiáng)度的要求的選擇。(4)結(jié)構(gòu)形狀的選擇?？偨Y(jié)；應(yīng)使產(chǎn)品更加具有結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、具體要求契合RP技術(shù)的工藝優(yōu)點(diǎn)，以最有效的方式來完成加工要求。第3章快速成型機(jī)整體設(shè)計(jì)本章介紹了LOM快速成型機(jī)的機(jī)構(gòu)它是由電動(dòng)機(jī)、送紙軸、調(diào)偏機(jī)構(gòu)、張緊軸和出紙軸等組成。這是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)物化、從草圖到實(shí)體的有效途徑。其次介紹了電動(dòng)機(jī)的選型、尺寸設(shè)計(jì)、強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性等方面的過程。3.1LOM成型機(jī)的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)本次設(shè)計(jì)的LOM成型機(jī)的基本參數(shù)如下:所加工原型的最大尺寸:400x400x400mm單層紙張厚度:0.008cm激光平均切割速度：0.6m/s使用壽命:30000小時(shí)3.2LOM成型機(jī)的機(jī)械裝置及布局本裝置是由升降裝置、熱壓裝置、激光掃描裝置、送紙裝置等組成。3.2.1LOM成型機(jī)主體機(jī)械裝置(1)工作臺(tái)升降裝置工作臺(tái)是負(fù)責(zé)處理加工后和切割后零件廢料的平臺(tái)，他有平面的二維自由度X—Y。而上下升降裝置是與工作臺(tái)通過絲杠鏈接在一起的，升降裝置通過軸承等與箱體鏈接在一起，它的動(dòng)力由電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)過來。如圖3-1通過伺服電機(jī)使工作臺(tái)上下移動(dòng)。圖3-1工作臺(tái)升降裝置(2)熱壓裝置本次LOM設(shè)計(jì)采用熱壓粘結(jié)的方式，熱壓裝置負(fù)責(zé)把各層紙張粘結(jié)在一起，粘結(jié)后滾出，待新一層紙張切割完成后再次滾入。(3)激光掃描裝置激光掃描裝置負(fù)責(zé)把工作臺(tái)上的新一層紙張切割成為該層面的輪廓形狀，它由兩個(gè)X,Y方向自由移動(dòng)的反光鏡和一個(gè)激光源組成。(4)送紙裝置當(dāng)一層紙張加工完成后，步進(jìn)電機(jī)會(huì)帶動(dòng)送紙軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，使新的紙張送至待加工區(qū)，它是由電動(dòng)機(jī)、送紙軸、調(diào)偏機(jī)構(gòu)、張緊軸和出紙軸等組成。3.2.2LOM成型機(jī)主體裝置布局根據(jù)本次設(shè)計(jì)的中等尺寸成型要求，有以下裝置布局如圖3-2LOM快速成型機(jī)布置。圖3-2LOM快速成型機(jī)布置3.3能實(shí)現(xiàn)XYZ方向上運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于機(jī)械加工系統(tǒng)一般都需要至少三軸運(yùn)動(dòng)，對(duì)于高自動(dòng)化、高精度機(jī)床甚至五軸聯(lián)動(dòng)。故本次設(shè)計(jì)的LOM機(jī)需要在三維方向上能可控移動(dòng)，其中x,y水平方向的移動(dòng)由上述的反光鏡組成，z方向上的移動(dòng)靠升降機(jī)構(gòu)完成，下面詳細(xì)介紹各個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成。3.3.1平面掃描系統(tǒng)圖3-3平面掃描機(jī)構(gòu)如上圖3-3所示，平面掃描系統(tǒng)由絲杠、絲杠螺母、導(dǎo)軌和電機(jī)等等組成。兩邊的兩根導(dǎo)軌主要起支撐的作用。在電機(jī)帶動(dòng)下，絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，在軸力的作用下推動(dòng)滾珠螺母作直線運(yùn)動(dòng)，該螺母和大平板有聯(lián)結(jié)，從而帶動(dòng)大平板在X方向上做直線運(yùn)動(dòng)。而大平板上同樣有一套絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)，同樣在另一個(gè)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，螺桿旋轉(zhuǎn)，滾珠螺母直線運(yùn)動(dòng)。由于導(dǎo)軌上的滑塊和螺母是用螺栓連接在一起的，所以它們?cè)赮方向上作直線運(yùn)動(dòng)，即沿導(dǎo)軌，由滾珠螺母帶動(dòng)。激光鏡與滑塊相連，故激光反射鏡能在XY平面內(nèi)移動(dòng)。而激光反射鏡的移動(dòng)范圍要在200*200之間，制出來的零件截面不能大于200*200。行程由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。3.3.2工作臺(tái)升降系統(tǒng)圖3-4工作臺(tái)升降機(jī)構(gòu)如上圖3-3所示，分別為升降機(jī)構(gòu)的主視圖。電機(jī)把動(dòng)力傳遞給左下方皮帶和帶輪，使其帶輪和絲杠一同轉(zhuǎn)動(dòng)，其中共有三個(gè)絲杠，他們能使支撐效果更好，提高系統(tǒng)的剛度和穩(wěn)定性，后絲杠把動(dòng)力傳遞給工作臺(tái)，此過程為Z向位移的產(chǎn)生過程。滾珠絲杠上的滾珠螺母和平臺(tái)間有一個(gè)通過螺栓連接的支架，它把工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和螺母的運(yùn)動(dòng)緊緊的聯(lián)系在一起。而且本次設(shè)計(jì)的絲杠豎直方向上的位移距離是40cm,則需要絲杠長至少大于40cm。3.4熱壓輥部分的設(shè)計(jì)本次LOM設(shè)計(jì)采用熱壓粘結(jié)技術(shù)，熱壓裝置負(fù)責(zé)把各層紙張粘結(jié)在一起，粘結(jié)后滾出，待新的一層紙張切割完成后再次滾入使其粘結(jié)層層堆積。本次設(shè)計(jì)的熱壓輥和常規(guī)LOM機(jī)用熱壓輥結(jié)構(gòu)大致相同，壓輥外圍是導(dǎo)熱效率高的銅材料圓環(huán)，內(nèi)部開有大小一定的通孔，該通孔內(nèi)部存放由電源供電的加熱棒，該加熱棒最終把熱量用于粘結(jié)紙張。從下圖的結(jié)構(gòu)圖可以看出，電機(jī)把動(dòng)力傳遞給皮帶輪，皮帶輪和熱壓輥一同轉(zhuǎn)動(dòng)，通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向即可控制熱壓輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)熱壓輥工作中的反復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。圖3-5熱壓輥往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)圖3-6熱壓輥加熱裝置3.5收送紙機(jī)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)當(dāng)一層紙張已加工完成后，伺服電機(jī)會(huì)帶動(dòng)送紙軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，把新的紙張送入代加工區(qū)，舊的紙張回收。它是由電機(jī)、送紙軸、張緊軸、出紙軸等組成的，如圖3-7和3-8所示，當(dāng)一層紙張加工完成后，步進(jìn)電機(jī)會(huì)帶動(dòng)送紙軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，把新的紙張送入工作臺(tái)的待加工區(qū)，它是由電機(jī)、送紙軸、張緊軸、出紙軸等組成的。在加工完送入的紙張后，工作臺(tái)下降一層紙質(zhì)厚度的距離，此時(shí)收紙軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)，直至新的一層紙張材料送入。同時(shí)，采用調(diào)偏輪控制紙張?jiān)谒矫嫔系膬A斜角度，張緊輪類似于皮帶等控制張緊度提高傳動(dòng)精確性和效率。圖3-7收紙送紙裝置正視圖圖3-8收紙送紙裝置側(cè)視圖3.5.1調(diào)偏機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)原理圖如下3-9

所示，調(diào)偏機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)改變紙張?jiān)谒矫娴膬A斜度，保證紙張的順利送進(jìn)和送出，讓機(jī)構(gòu)的運(yùn)行流暢，保證紙面加工的精確度以及表面質(zhì)量。調(diào)整方法：改變左面調(diào)整螺釘?shù)母叨龋拐{(diào)偏軸在水平線上改變角度從而實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的調(diào)偏。圖3-9調(diào)偏裝置3.6機(jī)架在本裝置中機(jī)架主要起對(duì)內(nèi)部零部件起保護(hù)作用，架體采用焊接和鉚接等方式進(jìn)行連接。機(jī)架的設(shè)計(jì)主要與里面配置的結(jié)構(gòu)有關(guān)，要保證加工的工藝合理化，機(jī)器運(yùn)作的互不干擾性等多項(xiàng)工作要求，機(jī)體材料采用剛度大，抗沖擊性能好、質(zhì)量較輕的新型材料。本章小結(jié)本章總體上介紹了LOM機(jī)主要工作部位的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和具體尺寸關(guān)聯(lián)，包括XYZ三維坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)性的分配及實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)的具體機(jī)構(gòu)，送出紙機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)方法，激光掃描部分的具體實(shí)現(xiàn)和動(dòng)力傳動(dòng)過程。因此，本章已經(jīng)介紹LOM機(jī)本體拆解的大部分重要結(jié)構(gòu)，這是設(shè)計(jì)過程中必要的整體分析，它是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)具體化、從草圖變?yōu)閷?shí)體的有效途徑，接下來將介紹具體部分的電機(jī)選取及尺寸設(shè)計(jì)、強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)等校核部分的過程。第4章電機(jī)選擇及關(guān)鍵部件校核計(jì)算本章介紹了電機(jī)和各零部件的校核計(jì)算。本次設(shè)計(jì)充分考慮了各方面因素，把LOM機(jī)器的結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單、高效，同時(shí)也考慮了結(jié)構(gòu)的合理分布，避免了由應(yīng)力集中造成的機(jī)架變形。4.1電機(jī)的選擇電機(jī)的選擇是通過進(jìn)行使用壽命計(jì)算查詢參數(shù)所確定的。4.1.1升降裝置電機(jī)部分的選擇本次設(shè)計(jì)采用的是懸臂式升降裝置。懸臂式升降裝置如下圖4-1所示。可以看出，工作臺(tái)在單側(cè)支撐導(dǎo)向的情況下上下移動(dòng)，此升降裝置由于是單向支撐，故剛度較低，但是由于LOM成型工作臺(tái)的重量較輕，因絲杠變形導(dǎo)致的工作臺(tái)水平面傾角變形較小，故選懸臂梁符合誰被加工要求。此外由于單側(cè)支撐減少了機(jī)器外殼的加工過程，大大較少了雙側(cè)支撐的經(jīng)濟(jì)成本，如對(duì)加工精度要求極高的單件成品應(yīng)選用雙側(cè)支撐。圖4-1懸臂式升降裝置由滾珠絲桿升降重量80Kg，選用滾珠絲桿直徑、螺旋高度等，具體尺寸如CAD繪圖文件，該LOM升降機(jī)所需要軸力為125N。再由LOM機(jī)尺寸選用傳動(dòng)比，根據(jù)滾珠絲桿力矩除以傳動(dòng)比，乘上安全系數(shù)得到升降電機(jī)所需轉(zhuǎn)矩再選用所需伺服電機(jī)。工作機(jī)所需的效率（4-1）式中v—工作機(jī)的線速度w—工作機(jī)的效率由于機(jī)械摩擦等能量消耗，需要綜合計(jì)算工作機(jī)的機(jī)械效率：其中滾動(dòng)絲杠效率選用0.85~0.95、球軸承取0.99（一對(duì)）。所以總的機(jī)械效率：工作機(jī)所需的輸入功率KW工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率——傳動(dòng)裝置的總效率由100W的電動(dòng)機(jī)，選型號(hào)為NX610AS-PS10的減速馬達(dá)。具體參數(shù)如下：安裝尺寸 60mm額定輸出 100W電動(dòng)機(jī)容許轉(zhuǎn)速 3000r/min容許轉(zhuǎn)矩 2.86N?m最大轉(zhuǎn)矩 8.59N?m容許速度范圍 0～300r/min分辨率（電動(dòng)機(jī)軸） 100～100000P/R齒隙 15min減速比 10電源輸入電壓DC控制電源 DC24V0.8A電源輸入額定輸入電流 1.80A*1電磁制動(dòng)部型式 無勵(lì)磁動(dòng)作型電磁制動(dòng)部電源輸入 DC24V-5%~+5%電磁制動(dòng)部消費(fèi)電力 6.10W電磁制動(dòng)部勵(lì)磁電流 0.250A電磁制動(dòng)部靜摩擦轉(zhuǎn)矩 2.86N?m指令方式 脈沖序列/模擬速度指令電壓/模擬轉(zhuǎn)矩指令電壓最大輸入脈沖頻率數(shù) 500kHz（占空比50%時(shí)）4.1.2掃描機(jī)構(gòu)電機(jī)的選擇掃描的平面運(yùn)動(dòng)由x,y兩個(gè)方向組成，通過兩個(gè)伺服電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)反光鏡分別運(yùn)動(dòng)，由軸力及軸距計(jì)算轉(zhuǎn)矩，再由伺服電機(jī)選型手冊(cè)查之選用JSF42-3-30-AS-1000型電機(jī)，該掃描機(jī)構(gòu)軸力經(jīng)預(yù)算為100N。工作及所需的效率設(shè)鋼絲繩最大靜拉力：（4-2）式中符號(hào):FQ—起升載荷，估算為49000.0N。m一滑輪組倍率，取4。組一導(dǎo)向滑輪組效率,采用滑動(dòng)軸承，組=0.96。輪一滑輪組效率，輪=0.9。 代入可得kN。鋼絲繩許用拉力： 所以。工作機(jī)所需的輸入效率：KW工作機(jī)所需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率由750W的電動(dòng)機(jī)，選擇型號(hào)為NX1075AS-J10的減速馬達(dá)。具體參數(shù)如下：安裝尺寸 103mm附屬電纜線 1m額定輸出 750W電動(dòng)機(jī)容許轉(zhuǎn)速 3000r/min容許轉(zhuǎn)矩 19.1N?m最大轉(zhuǎn)矩 57.3N?m容許速度范圍 0～300r/min分辨率（電動(dòng)機(jī)軸） 100～100000P/R齒隙 3min角度傳達(dá)誤差 4min減速比 10電源輸入電壓DC控制電源 DC24V-5~+5%0.8A電源輸入額定輸入電流 4.7A指令方式脈沖序列/模擬速度指令電壓/模擬轉(zhuǎn)矩指令電壓最大輸入脈沖頻率數(shù) 500kHz（占空比50%時(shí)）*14.2導(dǎo)軌絲杠部分的選擇與計(jì)算通過計(jì)算可知，預(yù)加工零件的最大質(zhì)量m1=15kg，支撐臺(tái)預(yù)計(jì)制造質(zhì)量為m2=25kg。4.2.1直線導(dǎo)軌部分的選擇與計(jì)算圖3-1直線導(dǎo)軌的選擇設(shè)計(jì)的主要流程根據(jù)設(shè)計(jì)要求，此次采用日本的THK直線導(dǎo)軌，需要選擇SSR15XWY型號(hào)的直線導(dǎo)軌，其參數(shù)如下：導(dǎo)軌副尺寸最大高度：24.0mm導(dǎo)軌副尺寸最大寬度（滑塊寬度）：34.0mm滑塊尺寸長度：56.90mm導(dǎo)軌尺寸高度：24.0mm導(dǎo)軌尺寸寬度：34.0mm額定動(dòng)載荷：14.710kN 額定靜載荷：16.60kN滑塊的受力計(jì)算：由工作方式可知，計(jì)算滑塊所受壓力Pi：已知：m1=15kgm2=20kgl0=100mml1=175mml2=140mm（4-3） （2）計(jì)算靜的安全系數(shù)已知：由計(jì)算公式得：（4-4）因此符合要求。（3）計(jì)算滑塊所受的平均載荷Pmi（4）計(jì)算機(jī)構(gòu)的額定壽命Li已知：（4-5）由公式得： 因此可得滑軌部分的壽命4893000m。（5）機(jī)構(gòu)的壽命檢驗(yàn)：只要導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)壽命時(shí)間Lh大于實(shí)際工作時(shí)間L,該導(dǎo)軌就滿足要求，故L可按照如下計(jì)算：（4-6） 根據(jù)實(shí)際LOM機(jī)加工條件，可以得出Lh取30000h，計(jì)算導(dǎo)軌壽命為：因此符合壽命條件。4.2.2滾珠絲杠部分的選擇與計(jì)算滾珠絲杠是本LOM機(jī)的主要稱重和導(dǎo)向裝置，它的彎曲會(huì)驗(yàn)證影響末端工作臺(tái)的零件加工精度，造成尺寸偏差，因此需要選擇高質(zhì)量適用的滾珠絲杠。預(yù)計(jì)其承重小于400N，預(yù)計(jì)壽命需要30000h。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本LOM成型機(jī)選擇用BNT2005-2.6型號(hào)的滾珠絲杠副，參數(shù)如下：品牌/型號(hào)：THK/THKBNT2005-2.6THKBNT2005-2.6最大載荷 18300絲桿外徑 20絲桿底徑 17.2絲桿螺距 5現(xiàn)計(jì)算壽命系數(shù)L（）（4-7）式中：又知：（4-8）N由公式得：kN<Ca因此滿足動(dòng)載荷要求。（2）壓桿穩(wěn)定性校核已知：（4-8）式中符號(hào):

一穩(wěn)定系數(shù)，本設(shè)計(jì)取為2.0。

l一絲杠支撐長度(mm)，近似取為730mm。由公式得：因此滿足穩(wěn)定性要求。（3）計(jì)算絲杠臨界轉(zhuǎn)速（4-9）式中符號(hào):

fc-臨界轉(zhuǎn)速系數(shù)，此次設(shè)計(jì)取1。l一絲杠支撐長度(mm)。由上式得： 由于1000<3124，所以轉(zhuǎn)速的校核滿足要求。（4）機(jī)械固有頻率和傳動(dòng)系統(tǒng)剛度的計(jì)算任何機(jī)械在工作中都會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)分為自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)，當(dāng)機(jī)器內(nèi)部或周邊給予機(jī)器一個(gè)規(guī)律的振動(dòng)時(shí)，很可能導(dǎo)機(jī)器的強(qiáng)迫振動(dòng)，從而一直持續(xù)下去，嚴(yán)重影響加工質(zhì)量，這是任何機(jī)械在設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的，以下為校核過程：計(jì)算絲杠扭振的固有頻率：已知：式中符號(hào)：

KT一絲杠的扭矩剛度(N·m/rad)J一絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg·m2)計(jì)算絲杠的扭矩剛度：已知：N·m/rad式中符號(hào)： G—絲杠材料的抗剪彈性模量（MPa），本次取8×104MPa由公式計(jì)算：N·m/rad下面計(jì)算僅絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：已知：式中符號(hào)：

d1一絲杠的外徑(mm)l一絲杠的有效長度(mm)

ρ一比重。對(duì)于鋼材，取=7.8kg/cm3。由公式：kg·m2計(jì)算支撐臺(tái)和原型重量換算在絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：已知：kg·m2（4-10）式中符號(hào)： m—工作臺(tái)和原型的總重量；S—絲杠導(dǎo)程（mm）。由公式：kg·m2因此，絲杠上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J為：kg·m2扭振的固有頻率可以從下面公式算出：由公式得：rad/s計(jì)算支撐臺(tái)和原型質(zhì)量在絲杠軸上所引起的縱向振動(dòng)固有頻率：已知：式中符號(hào):

m一工作臺(tái)和成型件的總質(zhì)量(kg)，本設(shè)計(jì)中m=90kg。

KA一絲杠進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部分的總剛度(N/m)。且：

式中符號(hào)：

Kb一支撐軸向剛度

Ks一滾珠絲杠拉壓縱向剛度Kn一滾珠螺母軸向剛度

Km一滾珠螺母在工作臺(tái)上的剛度計(jì)算剛度：支承的軸向剛度與西崗的直徑、材料等有關(guān)，具體采用數(shù)值如下表：表4-1支承軸向剛度和直徑的關(guān)系絲杠直徑/mm20100支承軸向剛度/（N/μm-1）15007000絲杠直徑在20~100mm部分的軸向剛度表中沒有給出，應(yīng)和大多數(shù)查表程序一樣，采用線性關(guān)系計(jì)算得出。因此，對(duì)于本設(shè)計(jì)：N/μm關(guān)于滾珠絲杠上的拉壓縱向剛度Ks的計(jì)算如下：式中，E是絲杠材料的彈性模量，約取為2.1×1011Pa。由公式得：N/μm滾珠螺母軸向剛度Kn與絲杠材料、直徑線數(shù)等都有關(guān)系，可從下表查出：表4-2螺母軸向剛度和直徑的關(guān)系絲杠直徑/mm204063100螺母軸向剛度/(N·μm-1)35090014002200用線性關(guān)系可以計(jì)算：N/μm滾珠螺母在工作臺(tái)的剛度Km在實(shí)踐中取1000N/μm。再由公式得：N/m計(jì)算縱向的振動(dòng)固有頻率由公式得：rad/s下面判斷是否能夠產(chǎn)生諧振：已知絲杠部分的轉(zhuǎn)速極限約為1000r/min，故：rad/s因此，各部分的震動(dòng)頻率大大高于絲杠正常工作時(shí)的轉(zhuǎn)速，因此滿足要求，不會(huì)產(chǎn)生諧振。4.3同步帶輪部分的設(shè)計(jì)計(jì)算電動(dòng)機(jī)n=955rpmp=7w（1）設(shè)計(jì)功率Pd在皮帶輪設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得：KA=1.2W（2）選擇帶型和節(jié)距根據(jù)Pd=8.4w、n1=955rpm可以定皮帶為XL型，由表14.1-50得：節(jié)距Pb=5.080mm（3）小帶輪齒數(shù)Z1選取由于帶型和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，在表中14.1-50可以查得小帶輪的最小齒數(shù)：Zmin=10此處取為：Z1=20（4）小帶輪節(jié)圓的直徑由表14.1-60查得其外徑是（5）大帶輪方法同上（6）帶速v(7)初定軸間距a0取a0=85mm（8）帶長極其齒數(shù)由表14.1-51可知應(yīng)選擇代號(hào)為110的XL型同步帶其節(jié)線長279.40mm，節(jié)線上齒數(shù)為Z=55。（9）實(shí)際軸間距a（結(jié)構(gòu)軸間距是可調(diào)整的）（10）帶輪嚙合的齒數(shù)Zm（11)基本額定功率Pb由表14.1-58可以查得：Ta=50.17Nm=0.022kg/m（12）所需帶寬ba式中：由表14.1-57查得所用的XL型帶bs0=9.5mmZm=12kz=1在表中14.1-52查得：選擇代號(hào)為050的XL型帶。其中bs=12.7mm（13）帶輪尺寸傳動(dòng)部分所選用的同步帶為：110XL050小帶輪尺寸：Z1=25d1=32.34mmda1=31.83mm大帶輪尺寸：Z1=25d1=32.34mmda1=31.83mm本章小結(jié)本章具體計(jì)算了LOM成型機(jī)各個(gè)部分的選用原則和計(jì)算方法，驗(yàn)證了不同尺寸、功率下機(jī)器結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等是否滿足使用要求，具體選用了電機(jī)、絲杠、皮帶等典型機(jī)械零件，這是一個(gè)綜合設(shè)計(jì)驗(yàn)證的過程，本部分未提及的其他部分的機(jī)械裝置大豆采用標(biāo)準(zhǔn)件或常用件，由于時(shí)間有限，如需要對(duì)其他機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的尺寸設(shè)計(jì)感興趣，可以參照市場(chǎng)上待售的LOM成型機(jī)考慮。第5章產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析部分技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析對(duì)于任何新型技術(shù)都是必要的，新技術(shù)要在對(duì)應(yīng)的歷史條件下才有發(fā)揮空間，所以我們要研究產(chǎn)品的市場(chǎng)效果、經(jīng)濟(jì)效果等，以此盡可能給企業(yè)帶來價(jià)值。LOM成型機(jī)作為機(jī)械加工市場(chǎng)的消費(fèi)品，對(duì)于消費(fèi)者來講，他們會(huì)更加在意商品的質(zhì)量、功能、樣式等。因此，我們需要在設(shè)計(jì)時(shí)就滿足這些要求。故在生產(chǎn)加工之前，我們要分析出加工產(chǎn)品需要的預(yù)算部分，這可以為企業(yè)帶來的盡可能的收益，充分滿足消費(fèi)者需求。所以，每一個(gè)設(shè)計(jì)品，都需要進(jìn)行詳細(xì)的產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。針對(duì)本次設(shè)計(jì)，根據(jù)LOM快速成型機(jī)的工作原理和工作特點(diǎn)，根據(jù)LOM快速成型機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)成型機(jī)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)軌跡，根據(jù)計(jì)算好的參數(shù)，前面部分已經(jīng)對(duì)設(shè)備整體的方案進(jìn)行了分析計(jì)算?，F(xiàn)階段為了達(dá)到我們?cè)O(shè)計(jì)的預(yù)計(jì)壽命，需要進(jìn)行LOM產(chǎn)品的市場(chǎng)分析、經(jīng)濟(jì)分析，后進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)分析，最后進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)。5.1產(chǎn)品價(jià)值的分析1.有關(guān)產(chǎn)品是否值得開發(fā)運(yùn)用利益評(píng)價(jià)法分析：經(jīng)過實(shí)際的市場(chǎng)調(diào)研初步估計(jì)產(chǎn)品銷售的價(jià)格為50000元/臺(tái)，產(chǎn)品的可變費(fèi)用大約是30000元/臺(tái)，對(duì)于某企業(yè)初步預(yù)算每年銷售量約為200臺(tái)，銷售量的標(biāo)準(zhǔn)偏差是50臺(tái)，每年的固定費(fèi)用約為3000000元，由計(jì)算公式得：SB=Q（Sn－Cv）－F=200×（50000-30000）-3000000=1000000（元）b=δ(Sn－Cv)=50×（50000-30000）=1000000（元）當(dāng)企業(yè)利率為0時(shí)，此時(shí)數(shù)學(xué)中的利益標(biāo)準(zhǔn)值是由概率論中正態(tài)分布的知識(shí)可知：P=（SB≤0）=0.0228=2.28%，即設(shè)該LOM成型機(jī)的市場(chǎng)虧本的可能性在2.28%左右。由上可知本次設(shè)計(jì)類型的LOM成型機(jī)是很有市場(chǎng)的。2.技術(shù)評(píng)價(jià)對(duì)于機(jī)械創(chuàng)新的新項(xiàng)目技術(shù)評(píng)價(jià)可以分為機(jī)床體積、是否要運(yùn)用LOM工藝，加工的精度，節(jié)能性能，維修性能，加工種類的多樣和復(fù)雜性幾種進(jìn)行分析。他們的分?jǐn)?shù)分別為4分、4分、3分、4分、3分、3分，由公式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是X=1，但是這僅存在理想狀態(tài)下。在現(xiàn)階段的改革創(chuàng)新中0.8以上的得分的作品都是十分優(yōu)秀的，二而0.6分以下是不合格的。因此可以分析出本次的設(shè)計(jì)方案是很好的。5.2可靠性經(jīng)濟(jì)分析LOM成型機(jī)的創(chuàng)新費(fèi)用約100萬元，分配到預(yù)計(jì)售出的機(jī)器上后成本是5000元，管理費(fèi)是2000元，維修費(fèi)每臺(tái)4000元，而每臺(tái)利潤約為2萬元左右，每臺(tái)機(jī)器交稅1000元。因此其標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格P是：P=管理費(fèi)用+制造費(fèi)用+利潤+稅金+研制費(fèi)用+銷售費(fèi)用即P=90000+4000+2000+5000+20000+2000=132000元。標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格比上制造費(fèi)用的β（比重）是現(xiàn)階段產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格Pmax=150000元；因此元Y=0.84＞0.7，由此證明本LOM成型機(jī)的創(chuàng)新方案是可執(zhí)行的。則此方案較好。本章小結(jié)本章主要論述了LOM機(jī)經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析的必要性，我們需要在設(shè)計(jì)時(shí)就滿足這些要求。故在生產(chǎn)加工之前，我們要分析出加工產(chǎn)品需要的預(yù)算部分，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)方面的相關(guān)校核，最終可知方案是十分可行的。結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要針對(duì)LOM快速原型機(jī)的機(jī)體重要部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的過程包括：在設(shè)計(jì)分析LOM快速成型機(jī)整體上及其其他組成部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，又對(duì)其各個(gè)重要部分（如電機(jī)，導(dǎo)軌絲杠，同步帶輪）進(jìn)行了嚴(yán)密的設(shè)計(jì)分析計(jì)算，其中包括工作臺(tái)升降裝置和掃描裝置電機(jī)的選擇部分計(jì)算。其中在升降裝置中，對(duì)直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠等關(guān)鍵零件部分進(jìn)行了分析與選型，并且進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算，例如直線導(dǎo)軌的壽命的校核分析，滾珠絲杠的動(dòng)載荷校核分析、壓桿穩(wěn)定性校核分析等等，保證了本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品的正常工作。同時(shí)又對(duì)同步帶的帶輪進(jìn)行了分析計(jì)算?？傊?，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的LOM快速成型機(jī)主要以機(jī)械結(jié)構(gòu)為主，因此，不管是導(dǎo)軌絲杠的選擇，同步帶輪的選擇，電機(jī)的選擇，它們的驅(qū)動(dòng)部分部分都是類似的，都是由電動(dòng)機(jī)，減速器，聯(lián)軸器，制動(dòng)器組成的。在LOM成型機(jī)的整體設(shè)計(jì)中，其中有許多的專用的部件，例如激光掃描機(jī)構(gòu)、熱壓輥、調(diào)偏機(jī)構(gòu)、機(jī)架等裝置部分，這些都沒學(xué)過，因此在本設(shè)計(jì)的過程中，只能通過查找相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和網(wǎng)上的資料去分析設(shè)計(jì)，考慮的可能不夠全面，設(shè)計(jì)的過程也總是在不斷的改進(jìn)中完成的。此外，本設(shè)計(jì)中只考慮設(shè)計(jì)多的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性和外觀，忽略了整體結(jié)構(gòu)材料浪費(fèi)和工藝性方面的問題。致謝經(jīng)過了大半年的設(shè)計(jì)討論，我很高興我能完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，這是我本科最后的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，我受鍛煉了很多。不過我首先要感謝我的導(dǎo)師于曉東老師，從選取課題到難題破解，直到最終設(shè)計(jì)完成都得到了導(dǎo)師無微不至的幫助。導(dǎo)師兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)，熱真負(fù)責(zé)的辦事風(fēng)格，不斷堅(jiān)持鉆研創(chuàng)新的態(tài)度始終鼓舞著我。大半年多的畢設(shè)讓我從于老師身上學(xué)到了很多東西，這是上理論課所得不到的，讓我受益匪淺，現(xiàn)在我要真誠的說一句：于老師您辛苦了！同時(shí)我還要感謝幫助過我的同學(xué)和朋友們，他們?cè)谖易鰧?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)給了我很多的幫助，因?yàn)榇宋也拍馨雌趫A滿地完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也在他們身上學(xué)到了很多。我還要感謝理工大學(xué)四年來對(duì)我的教育與培養(yǎng)，學(xué)校優(yōu)秀的教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)境對(duì)我的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了很大的幫助。此外，畢業(yè)設(shè)計(jì)是著重機(jī)構(gòu)整機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理的，不僅讓我全面運(yùn)用了大學(xué)四年的理論知識(shí)，大大提升了我的實(shí)踐能力，還教會(huì)了我如何面對(duì)困難、解決困難，此次設(shè)計(jì)獲益匪淺。由于我的水平有限，論文中難免有一定的不足，希望評(píng)閱老師及讀者們能提出寶貴的建議。參考文獻(xiàn)楊繼全.快速成型技術(shù)的原理介紹.CAD/CAM與制造業(yè)信息化雜志.[J].2006.2[2]弘君.我國快速原型技術(shù)的發(fā)展.快速成型技術(shù)[J].2005.3.11[3]唐一平.先進(jìn)制造技術(shù).科學(xué)出版社[M].2012.1[4]蔡海燕.王賦.姜揚(yáng)豐.快速成形技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r.大眾科技[J].2005.8.18[5]李滌塵.趙萬華.盧秉恒.快速成型技術(shù)發(fā)展方向探討.CAD/CAM與制造業(yè)信息化雜志[J].2002.1[6]楊繼全.徐國才快速成型技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社[M].2006.2[7]黃樹槐.快速成形技術(shù)的展望.中國機(jī)械工程[J].2000.11[8]呂新生.激光快速成型技術(shù)及其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.CAD/CAM與制造業(yè)信息化雜志[J].2013.1[9]劉偉軍.快速成型技術(shù)及應(yīng)用機(jī)械工業(yè)出版社[M].2005.1[10]王廣春.快速原型技術(shù)及其應(yīng)用化學(xué)工業(yè)出版社[M].2006.2[11]張志文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)中國鐵道工業(yè)出版社[M].1998.3[12]吳宗澤羅圣國主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）高等教育出版社[M].2004.4[13]JacobsFB.RapidPrototyping&Manufacturing-AFundamentalofStereolithograpy.DearbornUSA.CAD/CAMpublishingInc[J],1992[14]FengLin，WeiSun，Yongnian.Adecomposition-accumulationmodelforlayeredmanufacturingfabrication.RapidPrototypingJournal[J]，2001，[15]劉鴻文主編.材料力學(xué)（第二版）高等教育出版社[M].1991.5[16]FengLin，WeiSun，Yongnian.Adecomposition-accumulationmodelforlayeredmanufacturingfabrication.RapidPrototypingJournal[J]，2001，7(1):24~31[17]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版第二卷）化學(xué)工業(yè)出版社[M].1997.1[18]李洪.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)遼寧科學(xué)技術(shù)出版社[S],2001.6.附錄11.引言疊層物體制造（LOM）是一種可從數(shù)字模型（Mueller和Kochan，1999年；Yoo和Walczyk，2005年；Kechagias，2007年）中打印三維實(shí)體物體的附加快速成型（RP）技術(shù)。物體是通過一個(gè)附加的過程來建造的，在這個(gè)過程中，材料的不同幾何形狀和尺寸被逐層打印出來。大多數(shù)情況下，LOM構(gòu)建機(jī)制包含順序循環(huán)堆疊、粘合和切割材料板層，使其達(dá)到所需的地理測(cè)量形狀。通過滾筒進(jìn)行堆疊，以將單個(gè)粘合涂層板材料輸送至平臺(tái)。然后，在規(guī)定的尺寸范圍內(nèi)，用熱板或熱層壓輥對(duì)下面的層進(jìn)行加熱和加壓。然后二氧化碳激光從每層切割出多余的材料。每次切割完成后，平臺(tái)向下移動(dòng)一個(gè)單位層厚度，下一層堆疊在頂部。按照上述步驟，熱輥或熱板施加壓力以粘合新層。重復(fù)此過程，直到完成所需零件（Chryssolourisetal.2003；Klostermantal）。1997年；Falaleev和Nozhenko2012年；Spierings等人2013年；Ghariblu和Abedi，2014年）。到目前為止，關(guān)于添加劑制造（AM）技術(shù)綜述的研究還很少，其中Schindel等。（2003）合理的系統(tǒng)輸入材料和面向過程的分層制造分類。Chua等人（1998）描述了AM工藝不同技術(shù)的基本局限性，并比較了它們的當(dāng)前和未來前景。關(guān)于疊層物體的制造工藝，目前尚無文獻(xiàn)資料進(jìn)行綜述，但在不同的期刊上發(fā)表了不同的具體研究。例如，Klosterman等人（1998a）論述了彎曲LOM在聚合物基復(fù)合材料（PMC）制造中的應(yīng)用。研究人員還研究了用LOM工藝生產(chǎn)的苯丙乳液粘合劑。他們的研究表明，疊層產(chǎn)品具有光滑的表面、良好的韌性和均勻的結(jié)構(gòu)以及通過輥連續(xù)卷取的能力（Cui等人2003年）。此外，Aravind等人（2001）證明了基于八叉樹的優(yōu)化疊層物體制造中外來物質(zhì)去除的算法是合理的。邱、廖（2003）LOM過程中燒損規(guī)律的激光路徑規(guī)劃。另一方面，為了降低制造成本和精度問題，提出了金屬零件和模具快速成型的概念。在本研究中，為了經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確和快速地生產(chǎn)零件，采用了層的近凈構(gòu)建和凈成形方法（Karunakaranal.2000年）。為了縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)復(fù)合材料零件的成本，為樹脂傳遞建模（RTM）制作了復(fù)合材料零件的LOM快速原型（Tari等人。1998年）。Kechagias等人（2004）層合對(duì)象制造過程構(gòu)建時(shí)間估計(jì)算法。在另一項(xiàng)關(guān)于層合物制造（LOM）工藝的研究中，研究了一種利用屏蔽紙自粘板去除LOM工藝廢料的新方法。這種新工藝的主要思想是在同一位置進(jìn)行粘合然后切割，避免因重新定位而產(chǎn)生的累積誤差，并對(duì)內(nèi)部廢料進(jìn)行去立方體（Liao等人2003年），用于層壓物體制造的陶瓷生料帶擠壓。基于三維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)理論，建立了一種基于矩形幾何LOM零件的疊層物體制造（LOM）熱模型。在這項(xiàng)研究中，已經(jīng)建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型來計(jì)算身體各部位的熱量分布（Flach等人2014年）。Chiu等人（2003，（圖1），LOM工藝燒損規(guī)則的激光路徑規(guī)劃。為了提高工作效率，減輕復(fù)雜的脫粘過程，采用自適應(yīng)交叉陰影法對(duì)復(fù)合材料制造（LOM）的廢料去除過程進(jìn)行了研究（廖、邱，2001）。Dasa和Madra（2003）在一個(gè)由氧化鋁陶瓷制成的LOM體中進(jìn)行了粘合劑去除研究。Zak和Wang（2002）研究了熱塑性粘合金屬薄片的熱輥方法。這項(xiàng)研究證明，通過提供恒定的熱量和壓力，可以獲得良好的結(jié)合強(qiáng)度。通過對(duì)不同參數(shù)的評(píng)價(jià)，對(duì)復(fù)合材料的強(qiáng)度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。由此可知，加熱器溫度（ht）、平臺(tái)收縮（pr）、加熱器速度（hs）、激光速度（ls）、送料速度（fs）和平臺(tái)速度（ps）等工藝變量的影響較小，發(fā)現(xiàn)LOM生產(chǎn)的零件拉伸強(qiáng)度主要取決于層厚（廖和邱2006）。Yoo和Walk（2005），一種用于層壓模具的高級(jí)切割軌跡算法。為了描述層合板的熱傳遞和變形現(xiàn)象，對(duì)層合板在LOM過程模型中的熱-力學(xué)行為進(jìn)行了數(shù)值分析。在本研究中，我們對(duì)LOM制程進(jìn)行應(yīng)力與熱傳遞分析，并探討制程參數(shù)對(duì)產(chǎn)生應(yīng)力與溫度分布之影響。從這一研究結(jié)論來看，較大的輥徑更有利于良好的粘合，層壓板的厚度對(duì)LOM過程的應(yīng)力分布有很大的影響（Sonmez和Hahn1986）。Park等人（2000）層壓物體制造（LOM）過程的特征。本文的主要目的是對(duì)金屬和非金屬LOM工藝的研究進(jìn)行綜述，并闡明今后的研究方向。本文的總體內(nèi)容分為四個(gè)部分：第一節(jié)。2，描述LOM的發(fā)展，章節(jié)。3：3D金屬打印機(jī)說明，第4：整體思路總結(jié)。2.LOM開發(fā)的基礎(chǔ)工作在過去的30年中，層合對(duì)象制造已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，與其他快速成型技術(shù)一樣，不同的學(xué)者和機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了大量的LOM研究。本研究以碳化硅（SiC）為主要材料，制備了顆粒陶瓷復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料和聚合物基復(fù)合材料。使用加熱輥在足以熔化粘合劑的溫度（1808°C）下對(duì)陶瓷帶進(jìn)行層壓。在這一過程中，生產(chǎn)了幾件接近凈尺寸的零件，但總強(qiáng)度沒有商業(yè)生產(chǎn)的SiC（300–400兆帕）高。以連續(xù)纖維SiC/SiC為基料，制備了陶瓷基復(fù)合材料。該部分是通過單獨(dú)的交替層單片陶瓷帶和單向連續(xù)SiC纖維預(yù)浸料的疊層來開發(fā)的。在該系統(tǒng)中，以SiC/SiC渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)密封件為例進(jìn)行了建模。關(guān)于用LOM制備CMC，本文報(bào)告的主要結(jié)果是，纖維預(yù)成型體的整個(gè)過程都是近凈形狀的致密化，部分已經(jīng)得到充分證明。但是，接口處的光纖損壞沒有得到解決。在聚合物基復(fù)合材料中，以連續(xù)玻璃纖維和環(huán)氧樹脂預(yù)浸料為焦點(diǎn)材料，采用連續(xù)玻璃纖維和環(huán)氧樹脂進(jìn)行LOM制備。分層和切割是按照標(biāo)準(zhǔn)LOM工藝自動(dòng)進(jìn)行的，因此，由于LOM加熱器驅(qū)動(dòng)裝置限制了完全壓實(shí)和完全固化，因此無法在LOM工藝中完全鞏固和固化PMC零件。因此，層壓零件在后處理過程中會(huì)發(fā)生收縮、翹曲和分層。Obikawa等人（1999）研究了作為原材料的鋼疊層。疊層鋼產(chǎn)品是通過重復(fù)兩個(gè)主要工作來制造的。逐層焊接和堆積薄鋼板的工藝從所述頂鋼板中切出3D-CAD模型的截面。三維將更改為STL格式的CAD實(shí)體模型數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)控件計(jì)算機(jī)。焊接操作是通過使用熱壓機(jī)和采用激光位移儀測(cè)量疊層工件的高度。在計(jì)算機(jī)上安裝的凸輪控制的頂薄鋼板切削基準(zhǔn)面和刀具軌跡上，計(jì)算了三維模型的形狀。這個(gè)模型的橫截面是使用配備有通過去除不必要的層壓工件的零件。在本研究中，有兩個(gè)機(jī)械元件；研制了開口扳手和微型車輪用復(fù)合鋼板。這個(gè)通過剝離和彎曲試驗(yàn)評(píng)估工件的強(qiáng)度。在這些里面實(shí)驗(yàn)中，一種薄鋼板涂有80毫米厚的U型合金，只有鋼板的一面鋼板和鋼板，兩側(cè)涂有40mm厚的U合金暴露于剝離試驗(yàn)中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，金屬鍵合在較低溫度下出現(xiàn)在U合金涂層之間。金屬鍵合在U合金和鋼之間或鋼和鋼之間需要更高的焊接溫度。另外，從3點(diǎn)彎曲試驗(yàn)來看，鋼涂有U型合金兩側(cè)40mm厚的材料具有較高的體積強(qiáng)度。但這里應(yīng)該注意隨著層厚的增加，溫度分布不均勻在整個(gè)層和導(dǎo)致翹曲以及粗糙的表面光潔度。因此為了解決這個(gè)問題，需要進(jìn)行廣泛的研究。Himmer等人（1999），進(jìn)行了一項(xiàng)生產(chǎn)注塑模具的研究。以鋁合金板為原料的LOM工藝。整個(gè)LOM這一過程是由帶冷卻通道的模具的三維CAD建模開始的。然后，將該模型改為切片STL格式，用于激光切割冷卻。用于銑削多余材料的通道零件和NC文件格式。粘合劑涂層鋁合金板使用壓力和氮?dú)馔瓿?，它起到阻止合金氧化的作用。按照這個(gè)程序，程序塊插入爐中進(jìn)行熱處理。在這個(gè)LOM系統(tǒng)中，一個(gè)復(fù)雜的帶高效冷卻系統(tǒng)的冷卻通道模具，更好的機(jī)械性能性能、優(yōu)化的粘合強(qiáng)度和縮短的冷卻循環(huán)時(shí)間通道是制造出來的。這種疊片工藝的主要問題是，系統(tǒng)僅限于在低溫和壓力水平下工作。因此高壓和熱分布需要通過層壓工藝。另一個(gè)LOM研究分層過程是使用完全致密的自由層進(jìn)行的。模板制作工藝（FDFF）。在這種方法中，制作了一個(gè)三維功能部件。使用自適應(yīng)分層方法對(duì)預(yù)先定義的板材和切片進(jìn)行水切割。切割機(jī)或激光切割機(jī)。在本研究中，使用層對(duì)準(zhǔn)和多層接合方法來進(jìn)行制造過程。分層準(zhǔn)確，定位在一起，然后在壓力下粘合在一起。還有熱量。FDFF過程的基本原理包括分層切割工藝，不同方向的變厚度分層和切片。在這種方法中，與其他層壓工藝一樣，將CAD模型切片為計(jì)算機(jī)層；然后從計(jì)算機(jī)層的計(jì)算值中切割材料表。然后，通過在層之間添加粘合材料，將層對(duì)齊到工件保持系統(tǒng)中。在那之后，使用壓力和熱量，層附在一起形成一個(gè)三維原型從一個(gè)完全致密的材料（圖3）。在這項(xiàng)研究中為實(shí)現(xiàn)疊片過程的全面控制，安裝了特殊的層對(duì)機(jī)構(gòu)。第一個(gè)是，因?yàn)樽雷涌梢陨?，形成一個(gè)穩(wěn)定的，但是工件的移動(dòng)平臺(tái)。第二個(gè)是一個(gè)X和Y定位系統(tǒng)，可以到達(dá)工作臺(tái)上方的任何一點(diǎn)及其上。由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)螺旋驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的周界。第三個(gè)在它們被放置好之后暫時(shí)將它們固定在一起安全轉(zhuǎn)移到加熱和夾緊過程。然后是線性系統(tǒng)執(zhí)行器將銷水平移動(dòng)到每個(gè)點(diǎn)，為要標(biāo)記的層的位置。然后切片層和粘合材料放入四點(diǎn)模板。另一個(gè)執(zhí)行器降低工作臺(tái)以繼續(xù)到下一層，然后重復(fù)該過程。在復(fù)合系統(tǒng)中，一系列銷用于接觸零件表面，然后固定以防止移動(dòng)。高低不平的銷子使頂部和底部的壓力均勻。部分。鎖定銷后，提升機(jī)構(gòu)提升底部部件并提供所需的粘合力（圖4）。此外，一個(gè)熱源被用來融化粘合材料并連接各層。從這項(xiàng)研究中產(chǎn)生了兩個(gè)機(jī)械部件（錘頭和自行車曲柄）。該系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是切割速度快，能夠從任何材料中生產(chǎn)零件。另一方面，用該系統(tǒng)生產(chǎn)的材料的力學(xué)性能不符合STM標(biāo)準(zhǔn)。因此，還需要對(duì)鍵合性能和應(yīng)力進(jìn)行其他研究（Glen等人2011）。Thomas等人（2003）制造與其他類似的新機(jī)器對(duì)流式LOM機(jī)器。這裝有銑床主軸的LOM機(jī)器它用來切割層而不是激光。這臺(tái)機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)是用于縮短建造時(shí)間，提高金屬原型的精度和能力模型。3.結(jié)論金屬3D打印機(jī)的早期發(fā)展，顯示了其在容量方面的良好進(jìn)展。打印三維對(duì)象模型配置文件。本文討論了不同的LOM過程。紙、碳化硅、不同復(fù)合材料和金屬復(fù)合材料的層壓正當(dāng)?shù)?。疊層物體制造是制造幾乎所有幾何形狀功能部件的一種很好的替代方法，它有助于降低成本和操作時(shí)間。紙和復(fù)合層壓材料的力學(xué)性能已經(jīng)顯示出良好的效果，而金屬復(fù)合材料的層壓材料仍然需要進(jìn)一步的研究。附錄21.IntroductionLaminatedobjectmanufacturing(LOM)isoneoftheadditiverapidprototyping(RP)techniqueswhichcanprint3Dsolidobjectsfromadigitalmodel(MuellerandKochan1999;YooandWalczyk2005;Kechagias2007).Theobjectisbuiltbyusinganadditiveprocessinwhichdifferentgeometricalshapeandsizeofmaterialsareprintedlayerbylayer.Mostly,LOMbuildingmechanismscontainsequentialcyclicstacking,bondingandcuttingthematerialsheetlayerstothedesiredgeo-metricalshape.Stackingisperformedviaarollertodeliverasingleadhesive-coatedsheetmaterialtoplatform.Then,thebondingprocessisperformedtothelayerbelowbyheatingandpressurizingwithhotplateorhotlaminatingrollerthroughoutthespecifieddimensions.Thencarbondioxidelasercutsportionsofexcessmate-rialsfromeachlayer.Aftereachcutiscompleted,theplatformmovesdownbyaunitlayerthicknessandthenextlayerisstackedatthetop.Followingtheaboveprocedures,thehotrollerorhotplateappliesapressureforbondingthenewlayer.Thisprocessisrepeateduntilthedesiredpartiscompleted(Chryssolourisetal.2003;Klostermantal.1997;FalaleevandNozhenko2012;Spieringsetal.2013;GharibluandAbedi2014).Tillthistime,fewresearchesarepublishedongeneralreviewofadditivemanufacturing(AM)technologies,ofwhich,Schindeletal.(2003)justifiedsystematicinputmaterialandprocessorienteddependentclassificationoflayermanufacturing.Chuaetal.(1998)describefundamentallimitationsfordifferenttechnologyofAMprocessaswellcomparedtheircurrentandfutureperspectives.Regardinglaminatedobjectmanufacturingprocess,thereisnoreviewedliteraturematerialbutdifferentspecificresearcheshavebeenpublishedindifferentjournals.Forinstance,Klostermanetal.(1998a)addressedtheapplicationofCurvedLOMforthefabricationofpolymermatrixcomposites(PMCs).Alsoresearchersinvestigatedastyrene-acryliclatexbindermanufacturedwithLOMprocess.Theirworkshowsthatthelaminatedproducthaveasmoothsurface,goodtoughnessandhomogeneousstructureaswellcapacitytocoilcontinuouslybyaroller(Cuietal.2003).Moreover,Aravindetal.(2001)hasjustifiedanOctree-BasedAlgorithmfortheOptimizationofExtraneousMaterialRemovalinLaminatedObjectManufacturing.ChiuandLiao(2003)LaserPathPlanningofBurnoutRuleinLOMProcess.Ontheotherresearch,conceptofrapidprototypingofmetallicpartsandmouldswereproposedtoreducemanufacturingcostandaccuracyproblem.Inthisresearch,near-netbuildingofthelayersandnet-shapingmethodologieswereadoptedinordertoproducepartseconomically,accuratelyandrapidly(Karunakaranal.2000).LOMRapidprototypingofcompositepartswereproducedforresintransfermodelling(RTM)toreduceproductdevelopmentcycletimeandlowercostofdevelopingcompositeparts(Tarietal.1998).Kechagiasetal.(2004)Processbuild-timeestimatoralgorithmforlaminatedobjectmanufacturing.Inanotherstudyoflaminatedobjectmanufacturing(LOM)process,anewapproachofwasteremovalofLOMprocesswhichemploysself-adhesivesheetwithshieldingpaperswereinvestigated.Themainideaofthisnewprocessistoperformbond-then-cutatthesameposition;avoidingaccumulatederrorresultedfromreposition,andtode-cubetheinnerwastematerial(Liaoetal.2003).Zhangetal.(1999)Ceramicgreentapeextrusionforlaminatedobjectmanufacturing.Athermalmodelforlaminatedobjectmanufacturing(LOM)hasbeendevelopedbasedon3-dimensionaltransientheatconductioninarectangulargeometryLOMpart.Inthisresearch,amathematicalmodelhasbeendevelopedforheatdistributionoccurringoverallpartsofthebody(Flachetal.2014).Chiuetal.(2003,(Fig.1),laserpathplanningofburnoutruleforLOMprocess.Thewastematerialremovalprocessoflaminatedobjectmanufacturing(LOM)isalsostudiedbyadaptivecrosshatchapproachtoimproveworkingefficiencyandalleviatecomplicateddecubingprocessinvolved(LiaoandChiu2001).DasaandMadra(2003)thebinderremovalstudieswerecarriedoutinaLOMmadebodyofaluminaceramics.ZakandWang(2002)investigatethehot-rollermethodofthermoplasticadhesivebondingformetallaminations.Thisresearchjustifiedthat;agoodbondingstrengthcanbeobtainedbysupplyingconsistentheatandpressure.Strengthoflaminatedobjectmanufacturing(LOM)hasbeeninvestigatedexperimentallybyevaluatingdifferentvariables.Fromthis,processvariablessuchas,HeaterTemperature(HT),PlatformRetract(PR),HeaterSpeed(HS),LaserSpeed(LS),FeederSpeed(FS)andPlatformSpeed(PS)haveminoreffectanditwasfoundthatthetensilestrengthofapartproducedbyLOMdependsmainlyontheLayerthickness(LiaoandChiu2006).YooandWalk(2005),anadvancedcuttingtrajectoryalgorithmforlaminatedtooling.Anumericalanalysisofthethermo-mechanicalbehaviourofalaminateduringtheLOMprocessModelsweredevelopedtodescribeheattransferanddeformationphenomena.Inthisstudy,