3D打印喷头温度和送丝机构过程控制研究

来源 :长沙理工大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:yolanda0104
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3D打印技术是一种新兴的增材制造技术,许多人认为是一项将要改变世界的“重铸性”技术,并声称将引发新一轮的工业革命。3D打印技术逐渐走向高速化、精确化、准确化。3D打印成型技术的不同直接体现在其过程控制系统上。其中熔融沉积成型过程控制系统中,喷头温度和送丝机构控制是主要的过程控制参数之一,丝材只有以稳定的熔融状态和挤出速度才能保证模型成型精度以及功能件的应用性能。因此研究熔融沉积成型过程控制系统中喷头温度和送丝机构具有重要的意义。本文具体研究如下:本文首先介绍了一型模糊集合和二型模糊集合的相关理论和运算方式,以及二型模糊集合的不确定域,时变论域的基本理论。在时变论域理论中,根据论域的特点,将时变论域分为离散型和连通型,根据论域随时间变化的特点,将时变论域分为离散型或者连续型的波动、递增和递减时变论域三种。讨论了熔融沉积成型技术的成型原理,总结出主要表征过程的参量,采用PID温度控制、模糊温度控制方式对热熔喷头温度进行有效调节,同时利用区间二型模糊集合对送丝机构进行干预得到其出丝状况的语言动力学轨迹。设计了桌面型3D打印机控制器,其组成基于Arduino的Mega2560,处理器核心是ATmega2560微控制器,配合Ramps1.4+A4988驱动板,提出了如何对3D打印机传统参数进行测量和检测。同时介绍了一种3D打印设计,以解决太空中微重力环境为目的,在兼顾传统3D打印机设计原则下,提出了太空环境下的FDM 3D打印系统及其喷丝流量控制方法和计算。最后,使用了区间二型模糊集合对送丝机构进行干预得到其出丝状况的语言动力学轨迹理论分析,进行了实验设计与分析。同时采用PID温度控制和模糊温度控制的方式对热熔喷头温度进行了软件模拟仿真,并进行数据处理及分析。
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