高精度大型選擇性激光熔化3D打印機(jī)的升降平臺系統(tǒng)研制.pdf

1、金屬粉末選擇性激光熔化（SLM）成形技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中，其可以直接獲得任意形狀、高精度的致密金屬零件，具有很大的發(fā)展前景。在《中國制造2025》中，對我國航空航天技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展做出了許多戰(zhàn)略性規(guī)劃，其中3D打印增材制造技術(shù)是其中的關(guān)鍵性技術(shù)之一。但現(xiàn)有的國內(nèi)SLM金屬3D打印設(shè)備的成形尺寸、效率以及精度都難以滿足我國航空航天大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件快速制造需求，所以研制出具有高效高精度的大型SLM成形設(shè)備，不僅對我國金屬3D打印事業(yè)，

2、同時也對我國航天航空事業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。
　　本論文研究內(nèi)容源于國家863計劃項目課題“高效高精度大型選擇性激光熔化成形裝備研制及其在航天中的應(yīng)用”（課題編號：2015AA042501），課題最終目標(biāo)為加工臺面為2000mm×2000mm的SLM成形設(shè)備。在大尺寸且承載重的情況下，升降平臺系統(tǒng)的精度控制和平穩(wěn)性對SLM成形設(shè)備的加工影響很大，本文為了減少大型裝備研制過程中的不確定影響因素，研制采用相同設(shè)計方案、加工臺面規(guī)格為7

3、50mm×750mm的實驗平臺，為最終的升降平臺系統(tǒng)提供了可行性依據(jù)。本文主要針對高效高精度的大型SLM成形設(shè)備的升降平臺系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，研究內(nèi)容如下：
　　1、針對大尺寸且承載重的情況，對SLM成形設(shè)備的升降平臺系統(tǒng)布局方案進(jìn)行設(shè)計,對比分析后確定最終設(shè)計方案；結(jié)合驅(qū)動形式、多軸同步控制策略以及液壓平衡等多方面技術(shù)，提出一種適用于大尺寸成形、高精度的多功能升降平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案。
　　2、根據(jù)設(shè)計方案要求，為了降低驅(qū)動系

4、統(tǒng)的力矩與承載，采用比例閥控制的液壓平衡系統(tǒng)；通過AMEsim仿真軟件對液壓系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，其結(jié)果表明設(shè)計的液壓系統(tǒng)能夠使壓力有效的快速跟隨平臺運(yùn)動而達(dá)到穩(wěn)定，為后續(xù)設(shè)計制造、采購選型提供理論依據(jù)。
　　3、利用三維繪圖軟件完成升降平臺系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過ANSYS軟件對其整機(jī)進(jìn)行有限元靜力學(xué)分析與模態(tài)分析；研究了主從式與虛擬軸式同步控制方案的工作原理，并建立其數(shù)學(xué)模型，在Matlab/Simulink中對其進(jìn)行模擬仿真。