在光固化领域,SLA工艺经过多年发展技术已经相对成熟,广泛应用于多个行业。随着DLP工艺的出现及迅速发展,SLA工艺在加工精度与加工速度方面已明显落后。而DLP工艺受投影尺寸及自身机械结构的限制,其加工幅面往往较小,主要在牙科、珠宝等小制件中应用。为了满足市场对光固化设备的加工精度、加工速度及加工幅面日益提高的需求,本文开发基于面成型的大幅面增材制造设备,主要研究内容包括以下几个方面。首先完成基于面成型的大幅面增材制造设备的结构设计。通过零部件的选型设计,完善整个机械系统的功能;对关键零部件力学仿真,包括提升平台的底部框架与提升横梁,确定底部框架采用5mm厚度的不锈钢,在2000N的均布载荷下,最大变形量小于2mm,提升横梁采用5#槽钢加工,中间孔处施加2500N载荷,最大变形量为0.4mm。最后通过工程图完成零件的加工,依据三维图搭建原型机的机械系统。对涂层系统的结构与控制进行设计,根据涂层系统的功能需求,分别完成刮刀进给平台及平台调平的方案设计,刮刀负压控制系统的设计;在刮刀负压控制系统的设计中,首先使用Fluent完成刮刀内部负压仿真,得到内部负压为0.9atm时,刮刀内部体积分数为100%的液体到达刮刀中间高度,将该数据作为气压传感器的阈值,动态的控制真空泵的启停,动态的刮平树脂;设计液位控制系统,以保证树脂液位的稳定。为更好的控制机械系统,对控制部分的软件及硬件进行统筹设计。对硬件的功能需求进行统计,包括选择本文的核心ZMC运动控制卡,控制五路电机及传感器数据的读取,根据整体的设计方案绘制电气图及器件汇总表,并搭建控制系统的实际电路。通过明确运动控制的各种控制接口及外设的控制方案,对本文的控制软件进行设计。在软件设计中,首先上位机软件的功能结构进行规划,确定投影切片图像的获取方式,确定控制软件的框架结构及工作流程,实现运动控制、投影控制、数据采集、加工参数设置、人机交互界面等功能。