电阻缝焊增材制造设备研究

摘要

增材制造技术（也称3D打印技术）作为制造领域正在快速成长的一项新兴技术，被认为是“具有工业革命意义的制造技术”。运用增材制造技术进行生产的主要流程是:三维软件建模设计零件或者产品，然后通过特定的制造装备（俗称“3D打印机”），然后逐层“打印”出设计的零件或者产品，增材制造技术无需原胚和模具，它通过对模型数字数据的处理，利用软件生成路径代码，直接逐层逐渐增加材料制造任意构型的产品。
　　增材制造技术技术在海军舰艇，航空航天，医学领域，房屋建筑，汽车行业，电子等行业均有令人惊艳的表现。各制造业强国都在聚焦于开发不同设备，运用不同材料实现3D打印，从而制造传统行业无法制造的产品及设备。本选题顺时而动，基于已经相对成熟的电阻焊技术和快速成型原理，开发全新设备验证基于电阻焊缝焊技术的3D打印技术的可行性与效用。
　　本文首先综述了国内外关于电阻缝焊及电阻焊叠焊方面的研究和进展，分析了目前电阻叠焊存在的问题，并提出了基于单缝缝焊、双缝缝焊实现电阻缝焊增材制造的途径。其次，本文结合电阻缝焊和增材制造等技术，分析总结了基于电阻焊缝焊的3D打印设备对送带剪断设备、导电滚动设备和控制电气回路的要求；完成了送带剪断部分和双轮滚动机械部分的需求分析、能力计算、结构设计和强度校核；完成了组合控制电气回路软硬件的设计和组装。最后，本文采用正交实验法，利用自主开发设计的电阻焊3D打印机床整合工作室现有的数控铣床进行了Q235钢带叠焊单道工艺实验，并利用正交实验得到最优参数结合实验室路径规划软件进行了电阻焊3D堆叠铣削实验，验证了基于单缝缝焊、双缝缝焊实现电阻缝焊增材制造的原理和设备的有效性。

目录

声明

1绪论

1.1课题来源

1.2本课题研究的目的和意义

1.3电阻叠焊研究现状和发展趋势

1.4传统电阻缝焊直接运用于3D打印存在的问题

1.5本文研究的主要内容

1.5本章小结

2电阻焊3D打印机床送带机的设计

2.1送带机的研究现状

2.2电阻焊3D打印机送带机功能需求分析

2.3送带剪断机机构设计

2.4断带机的设计

2.5自动送带剪断机静力学分析

2.6送带机与电阻焊机的机构组合

2.7本章小结

3电阻焊3D打印机床双轮滚动部分的设计

3.1双轮滚动部分功能需求分析

3.2双轮滚动部分机构设计

3.3双轮滚动部分受力强度和位移的有限元分析

3.4本章小结

4电阻焊3D打印机床控制系统设计

4.1电阻焊3D打印机床PLC控制系统总体方案设计

4.2电阻焊3D打印机床控制系统硬件设计

4.3电阻焊3D打印机床控制系统软件设计

4.4电阻焊3D打印机床PLC程序设计

4.5电阻焊3D打印机床触摸屏选型及总体规划

4.6电阻焊3D打印机床触摸屏界面设计

4.7本章小结

5电阻焊3D打印基础实验研究

5.1实验目的

5.2实验材料及设备

5.3电阻焊3D打印基础工艺实验

5.4 3D堆铣复合电阻叠焊工艺实验

5.5本章小结

6全文总结与展望

6.1全文总结

6.2未来工作展望

致谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的专利