高精度大型選擇性激光熔化3D打印機的升降平臺系統(tǒng)研制.pdf

1、金屬粉末選擇性激光熔化（SLM）成形技術廣泛應用于各行各業(yè)當中，其可以直接獲得任意形狀、高精度的致密金屬零件，具有很大的發(fā)展前景。在《中國制造2025》中，對我國航空航天技術的創(chuàng)新發(fā)展做出了許多戰(zhàn)略性規(guī)劃，其中3D打印增材制造技術是其中的關鍵性技術之一。但現(xiàn)有的國內SLM金屬3D打印設備的成形尺寸、效率以及精度都難以滿足我國航空航天大型復雜結構零部件快速制造需求，所以研制出具有高效高精度的大型SLM成形設備，不僅對我國金屬3D打印事業(yè)，

2、同時也對我國航天航空事業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。
　　本論文研究內容源于國家863計劃項目課題“高效高精度大型選擇性激光熔化成形裝備研制及其在航天中的應用”（課題編號：2015AA042501），課題最終目標為加工臺面為2000mm×2000mm的SLM成形設備。在大尺寸且承載重的情況下，升降平臺系統(tǒng)的精度控制和平穩(wěn)性對SLM成形設備的加工影響很大，本文為了減少大型裝備研制過程中的不確定影響因素，研制采用相同設計方案、加工臺面規(guī)格為7

3、50mm×750mm的實驗平臺，為最終的升降平臺系統(tǒng)提供了可行性依據(jù)。本文主要針對高效高精度的大型SLM成形設備的升降平臺系統(tǒng)進行了深入研究，研究內容如下：
　　1、針對大尺寸且承載重的情況，對SLM成形設備的升降平臺系統(tǒng)布局方案進行設計,對比分析后確定最終設計方案；結合驅動形式、多軸同步控制策略以及液壓平衡等多方面技術，提出一種適用于大尺寸成形、高精度的多功能升降平臺系統(tǒng)結構方案。
　　2、根據(jù)設計方案要求，為了降低驅動系

4、統(tǒng)的力矩與承載，采用比例閥控制的液壓平衡系統(tǒng)；通過AMEsim仿真軟件對液壓系統(tǒng)進行了仿真分析，其結果表明設計的液壓系統(tǒng)能夠使壓力有效的快速跟隨平臺運動而達到穩(wěn)定，為后續(xù)設計制造、采購選型提供理論依據(jù)。
　　3、利用三維繪圖軟件完成升降平臺系統(tǒng)的具體結構設計，通過ANSYS軟件對其整機進行有限元靜力學分析與模態(tài)分析；研究了主從式與虛擬軸式同步控制方案的工作原理，并建立其數(shù)學模型，在Matlab/Simulink中對其進行模擬仿真。