利用模型分解的曲面分层五轴挤出打印装置及工艺

• 作者: 任辉 冯晓静 刘亚雄 刘永财 崔滨 李涤尘 李良刚 王玲 贺健康 连芩
• 来源期刊: 西安交通大学学报
• 关键词: 材料挤出成型 快速成型 曲面分层五轴打印 球面并联机器人
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 页码范围: 24-30
• 页数: 7页
• 分类号: TQ320.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.7652/xjtuxb201904004

摘要

针对传统平面熔融沉积成型(FDM)只能在平面内排布丝材,导致零件力学性能差、表面粗糙度高、浪费材料等问题,研究了曲面分层五轴挤出打印装置及工艺.首先,以球面并联机器人作为双轴转动成型平台,结合经典的并联臂型三维挤出打印机,搭建曲面分层五轴挤出打印设备;然后,以底层曲面为基准,将零件的三维模型分解为按照打印顺序排列的曲面,每层曲面再分解为按宽度铺满曲面的丝材路径;之后,按照坐标变换公式和位姿反解公式在下位机控制软件Marlin固件中编写轨迹规划函数,解释并执行零件路径规划文件进行曲面分层五轴三维打印.通过对零件进行力学试验,相同零件的五轴挤出打印比三轴挤出打印,最大破坏力由(189.37±8.7)N提高到了(445.54±52.57)N,材料消耗减少了46％.因此,低成本、高精度的五轴三维打印设备能够打印高强度、高刚度、无支撑、表面粗糙度低的零件,在曲面结构打印、无支撑结构打印以及复合材料连续打印等方面有重要的应用前景.