开题报告-并联3D打印机结构设计与控制.doc

并联3D打印机结构设计与控制开题报告

１、课题论证

1.1课题研究的目的与意义

众所周知，科学技术是第一生产力，一个国家的进步与发展靠的是先进的科学技术，3D打印技术采用逐层叠加的制造方式，这使得许多传统工艺无法加工的复杂零件的问题迎刃而解。它不仅打破了传统的流水线的生产模式，而且相比于传统的制造工艺，3D打印具有传统制造工艺无法比拟的优势，尤其是在注重经济环保当下，深受制造行业的重视。英国的著名杂志《经济学人》杂志指出，3D打印将推动第三次工业革命。《金融时报》也称3D打印机将像蒸汽机、内燃机、计算机一样开创一个崭新的工业时代。为了抓住这次机遇推动我国3D打印技术的发展，我国政府也大力颁布相关政策支持3D打印产业的发展。本课题来源于目前日益蓬勃发展的3D打印技术，本次毕业设计设计完成一台并联3D打印机，了解打印机的机械结构,控制功能。

1.2文献综述（相关课题国内外研究的现状）

1.2.1国外发展现状：

在1892年地质学家Blanther就提出了用分层切片的方法制作三维地图模型，由于当时的制造水平还很落后,该想法只作为一个概念模型存在,随着社会的进步,科学技术的不断发展,直到19世纪80年代CharlesW.Hull在美国UVP公司的支持下，设计并完成了第一台能实现完整打印功能的零部件制造系统（SLA-1）,这可以看做是3D打印发展的里程碑事件。在随后的几十年的发展中,3D打印技术不断发展,不断走向进步。美国3DSystem公司在1988年采用“立体平版印刷快速成型”（SterenLithography）SL技术，通过紫外激光线束照射扫描光敏树脂经其固化，逐层凝结累加制造出三维实体模型并推出的首台商用“液态光敏树脂选择性固化成型机”（SLA-250），标志着3D打印技术的诞生。1992年美国麻省理工学院的SachesE.M.和CimaM.J.等首次对3D打印技术做出了概念性的描述。麻省理工大学在1993年获得三维印刷技术(3DP)专利。3D打印机的名字首次在1996年被使用。创建于1998年的Objet公司，致力于开发3D打印设备及成型材料，并于2007年推出Eden系列产品得到市场的广泛认可，已经成功开发出具有不同性能的多种光敏树脂打印材料。美国3Dsystems和Stratasys两家公司在世界3D打印领域占据了绝大部分市场。2005年，ZCroporation公司生产了世界上第一台高精度彩色3D打印机SpectrumZ510，同年，英国巴恩大学的ArianBowyer发起开源3D打印机项目RepRap，从此桌面3D打印机进入DIY时代。2010年，Stratasys公司与传统打印行业巨头惠普公司建立了OME合作关系，生产HP品牌的3D打印机。2011年美国宣布一项新政策，向3D打印产业支出5亿美元来提升美国在制造行业的领先地位。奥巴马说他希望3D打印技术能够成为重新振兴美国制造业的一条捷径。2012年，《TheEconomist》指出3D打印技术将带动第三次工业革命，引起3D打印技术的研究热潮。2013年，3D打印在《环球科学》最值得铭记、对人类社会产生影响最为深远的十大新闻中排名第九。在此基础上各国也加大了对3D打印产业的支持力度,在2012美国年就成立了“国家增材制造中心”，重点发展3D打印业。2007年到2013年，欧盟投资1.6亿欧元支持了60个3D打印项目。2014年11月，韩国发布了一个长达10年的3D打印战略规划，以推动和发展3D打印技术。此外，荷兰、意大利、日本、澳大利亚等国家均在3D打印研发上投入了大量资金。现如今越来越多的国家注重发展3D打印产业，这也说明3D打印产业在工业生产，国家发展过程中重要的地位。

1.2.2国内发展现状:

在国内3D技术的发展起步较晚,但是在政府部门和国内高校的大力支持下,许多发达的城市都建立了3D打印的服务机构和3D打印的研究场所。这使得我国的3D打印技术得到了快速的发展，很快与国际社会接轨。以聚乳酸（PolylacitcAcid）作为3D打印材料的3D打印设备在国内出现，像3D打印Delta机器人，打印的一般产品能满足我们的需要。2010年经过十几年的努力，华中科技大学成功研制的工业级1.2米×1.2米制造装备，该设备具有很大的成型工作空间，可以打印较大的模型，其性能超过了国外3D打印公司的同类产品。这是当时世界上最大成型空间的快速制造装备。西安交通大学自主研发了一套基于光固化成型的3D打印系统，该系统的精度达到0.2mm。中国科技大学推出了具有转换功能的八喷头组合喷射装置