SLS快速成型设备中一种温度补偿校准装置的研究

摘要

选择性激光烧结（SLS）技术是一种以激光加工粉末材料的快速成型技术。SLS设备中，通过红外传感器对工作区域的温度场温度进行实时反馈来对加热进行控制。本课题针对红外传感器受环境影响产生探测误差的情况设计一种以自身温度为基准，对红外传感器进行补偿校准的温度补偿校准装置。解决由于烧结环境影响造成的探测误差，提高温场稳定性。论文完成主要工作如下：
　　（1）从理论上分析SLS成形工艺及其主要影响因素，分析红外传感器在SLS设备中的关键作用，针对红外传感器在 SLS加工中由于环境影响产生的探测误差，提出一种以一个辐射热源作为温度标准对红外传感器进行误差补偿校准的设计方案及运行方案，根据实际使用需求，确定该装置的安装方案，并提出一种红外传感器保护装置的设计需求。
　　（2）根据红外传感器温度补偿校准装置设计方案，对组成温度补偿校准装置的辐射热源、红外传感器保护装置、支撑腔体、驱动机构和摆动机构进行结构设计，并建立三维模型。
　　（3）根据方案设计要求，设计补偿校准方案，基于施耐德PLC进行梯形图编程实现整体控制，并选择功能块实现对温度采集、硅胶加热片加热的信号输入输出控制。
　　（4）在生产试制出温度补偿校准装置原理样机的基础上，搭建实验平台，对温度补偿校准装置进行运行验证。在不同的设定温度下，观察温度补偿校准装置长时间运行是否出现问题。对硅胶加热片 PID控制中的比例、积分、微分参数进行整定，找到最优控制参数。

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第1章 绪 论

1.1 快速成型技术简介

1.2 选择性激光烧结（SLS）技术简介

1.3论文研究的意义和目的

1.4论文研究的主要内容

第2章 SLS温度场温度补偿校准装置方案的设计

2.1影响SLS工艺性能的因素

2.2红外传感器在SLS设备中的应用情况

2.3一种对红外传感器进行温度补偿校准的方案

2.4温度补偿校准装置安装方案及运行流程设计

2.5红外传感器保护装置

2.6 本章小结

第3章 温度补偿校准装置及保护装置的结构设计

3.1辐射热源设计

3.2辐射热源各部件设计

3.3红外传感器保护装置设计

3.4温度补偿校准装置整体结构确定

3.5本章小结

第4章 温度补偿校准装置运行控制方案设计

4.1补偿方案设计

4.2 PLC整体控制

4.3 PT100温度采集原理

4.4硅胶加热片加热控制原理

4.5 本章小结

第5章 温度补偿校准装置的试制及参数整定

5.1温度补偿校准装置试制

5.2 搭建试验台

5.3 辐射热源摆动实验

5.4 PID参数整定

5.5 本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间取得的学术成果