【摘 要】
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增材制造工艺是基于离散与堆积的原理,通过材料逐层堆砌形成实体物件的工艺技术。与传统制造工艺相比,增材制造工艺的设计灵活性很高。由于它独特的加工方式,增材制造能够比较便捷的制造出复杂、特殊、个性化的产品,因而被广泛的应用在船舶,生物医疗,航天航空等行业上。然而随着时代的发展,市场对成品复杂程度要求越来越高,单一材料打印已无法满足市场的需求,因而多材料增材制造技术开始不断涌现。本文针对多组分挤出成型工
【基金项目】
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科技部基金:“高性能聚合物材料个性化仿生内植入物增材制造技术及临床应用研究”（2018YFB1105703）；
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增材制造工艺是基于离散与堆积的原理,通过材料逐层堆砌形成实体物件的工艺技术。与传统制造工艺相比,增材制造工艺的设计灵活性很高。由于它独特的加工方式,增材制造能够比较便捷的制造出复杂、特殊、个性化的产品,因而被广泛的应用在船舶,生物医疗,航天航空等行业上。然而随着时代的发展,市场对成品复杂程度要求越来越高,单一材料打印已无法满足市场的需求,因而多材料增材制造技术开始不断涌现。本文针对多组分挤出成型工艺展开了研究,主要的研究成果如下:提出了采用机器人辅助增材制造的方案。该方案将打印的喷头组件搭建在一台机器人上,利用机器人高稳定性,高精度,高灵活性的特点,使其在信号的控制下稳定的运动,同时通过PLC控制构建在机器人上面的激光器,温度传感器,变位器,加热棒等配件,实现机器人运动机构与增材制造成形机构的同步,从而达到能在工作区域进行高精度作业的要求。针对传统使用丝材的打印机在打印过程中,喷头容易堵塞,流涎的问题,设计了新的多喷头系统,该系统的喷头仅仅作为送丝机构,将丝材送往指定位置,然后将到达指定位置的丝材通过激光器加热熔融。每一个喷头对应一种丝材,在打印过程中可以通过PLC控制送丝,从而实现多材料打印的效果。针对在成形过程中由于机械误差等原因造成成形区域出现缺陷的问题,提出了使用双工业相机作为在线测量系统进行在线监测的方案。同时为了解决图像在使用高斯滤波时,较为严重的边缘信息丢失导致的问题。提出了基于主成分分析的轮廓提取方法。使用该方法能够快速获得精度较高的成形区域轮廓,随后将轮廓上特征点的理论值与实际值进行比对。根据其偏差是否在误差允许范围内决定是否反馈给加工机器人进行二次加工。
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