基于3d打印技术的汽车前保险杠成型工艺开发

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1、机械工程学院毕业设计题目:专业:班级:姓名:学号:指导教师:基于3d打印技术的汽车前保险杠成型工艺开发车辆工程绪论213D打印机机型设计要求523D打印机设计62.IDelta型打印机工作原理62.2确认3D打卬机整体尺寸72.3Rostock运动机构设计82.3.1确定连杆长度最值82.3.2连杆的强度校核92.4传动方案设计92.5挤出机构设计102.5.1挤出机装置选择102.5.2挤岀喷头选择112.6电机的选择122.7传感器的选择132.7.1温度传感器132.7.2机械位置传感器143运动学仿真143.IDelta型3D打印机

2、结构设计的相关技术指标143.2三维模型预处理153.3数学建模173.4打印机工作空间的验证184制作保险杠三维图184.1制作三维图184.2转换成stl格式195打E卩保险杠成品195.1将文件进行切片处理195.2修改切片参数205.3生成GC0DE文件215.4打印过程检查235.5打印完后处理23总结：24参考文献24英文翻译24附图25基于3d打印技术的汽车前保险杠成型工艺开发摘要：20世纪80年代，3d打印技术得到快速的发展，对传统行业产生了冲击性影响。本文即是基于3d打印技术应用于汽车零部件上，对汽车前保险杠的成型工艺进行

3、研究。利用碳纤维的材料特性，对汽车保险杠的结构进行优化设计，为以后的汽车零部件的快速生产及生产验证提供可能性。同时利用catia软件对汽车前保险杠进行了造型设计。关键词：3d打印技术汽车保险杠碳纤维绪论快速成形技术或快速原型技术简称3D打印技术(3Dprinting),又称三维打印技术，通过计算机辅助软件(CAD、PR0/E等)或者计算机动画软件(3Dmax、犀牛等)建立3维模型，采用分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来实现3D实体成型。3D打印技术最突出的优点是不需要机械加工或模具，就能直接从计算机数据中生成任何形状的物体，从而极大地缩

4、短产品的研制时间，提高生产率和降低生产成本。3D打印技术已经广泛应用于航天、航海、国防、医疗、建筑等各个领域一3D打印技术原理3D打印技术目前可分为四类：熔融沉积快速成型(FusedDepositionModeling,FDM)＞光固化成型(StereolithigraphyApparatus,SLA)＞三维粉末粘接(3DP)、选择性激光烧结(SelectingLaserSintering,SLS)o四类打印技术的详细介绍如下1.1熔融沉积快速成型在3D打印技术中，FDM机的使用是最常用的，机械结构也是最简单，设计是最容易的，制造成本和材料

5、成本同样也是最低的，FDM技术的优点于成本廉价，制造简单，缺点是打印的材料的局限性较多，同时由于岀料结构比较简单，难以精确控制岀料形态与成型效果，由于温度对于FDM成型效果影响同样也非常大，在桌面级FDM3D打印机通常都会缺乏恒温设备，因此基于FDM的3D打印机的成品精度通常为0.2mm-0.3mm,少数高端机型能够支持0.1mm层厚，但由于受温度影响非常大，成品效果还是不够稳定。FDM机示意图如下图0.1FDM结构示意图1・2光固化成型光固化技术是在3D打印技术中最先发展起来的一种快速成型制造工艺，同样也是目前研究的最透彻、生产制造技术最

6、成熟的、应用也为最广泛的快速成型技术之一。光I古I化技术，主要使用各种光敏树脂为材料，通过紫外光或者其他光源照射凝固成型，逐层实现光固化，最终得到完整的产品。光固化成型示意图如下x・y方向运动的紫外线光源升降台成型的物体r紫外线光固化液体液体表面图0.2光固化成型示意图1.3粉末粘接技术三维粉末粘接的原料釆用的是各种粉末材料，比如塑料粉末、陶瓷粉末、金属粉末等粉末类原料，粉末粘接技术工作原理是，先在底部平台上铺一层粉末，然后通过喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域中，让材料粉末自行粘接，形成零件截面，然后在截面平台上不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程

7、，一层一层叠加，获得最终打卬出来的零件撒布粉末单层印刷下隆活塞循环甲复印刷最后一层零件成品图0.33DPX艺原理中间阶段1・4选择性激光烧结SLS的原理是利用粉末材料在激光照射下烧结，控制系统控制激光束按照该层的截而轮廓在粉末上扫描，与3DP不同的是，它首先铺一层粉末材料，将材料预热到接近熔化点，再使用激光在该层截而上扫描，使粉末温度升到熔化点，然后烧结形成粘接物，最后进行层层截而的烧结，，直至完成整个模型成型。二.碳纤维材料成型碳纤维（carbonfiber,简称CF）,是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片

8、状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维〃外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁的，而且兼具耐腐蚀、高模量的特性，在国防和