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毕业设计(论文)
基于CAE分析的简易3D打印机设计 THE DESIGN OF SIMPLE 3D PRINTER
BASED ON CAE
学生姓名 班 级 学院名称 专业名称 指导教师
毕业设计(论文)
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论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日
Ⅰ I
毕业设计(论文)
摘要
本文首先概括介绍了3D打印技术，包括3D打印技术的发展背景、现状及种类。后面介绍了3D打印机的概述，并结合3D打印机发展中所遇到的机遇挑战，提出设计一款简易的3D打印机。本文根据相应的技术指标及参数在满足标准的情况下，对简易3D打印机进行整体的结构设计，设计路线按照从下至上，从外至内的顺序进行产品设计，具体是底座的设计、顶框的设计、支架的设计、送丝机构的设计以及打印机构的设计。其中在这些结构设计中，还包括底座的强度校核及材料选择、轴的强度校核与选型、步进电机的选型等。因简易的3D打印机的某些结构因受力可能变形，所以最后基于CAE技术还要对设计的简易3D打印机的关键零部件进行有限元分析，结合数据，检验是否符合设计要求。
本文研究设计的简易3D打印机旨在将3D打印技术带入家庭或办公室，即使在一个小的工作空间中也可以完成3D模型的快速成型制造，所以要求它的结构简单，操作方便，价格经济，空间友好。设计中主要使用了Auto-CAD、SolidWorks、Ansys等软件，用SolidWorks制图软件三维建模，Auto-CAD制图软件画出二维平面图，应力分析方面主要通过Ansys有限元分析软件对简易3D打印机的关键部件进行应力分析。
关键词 简易3D打印机；结构设计；SolidWorks三维制图；CAE分析
I
毕业设计(论文)
Abstract
This paper firstly introduces the 3D printing technology, the status quo and development background, including the type of 3D printing technology. After the introduction of an overview of the 3D printer, and combined with the development of 3D printers Opportunities, Challenges encountered, proposed to design a simple 3D printer. In this paper ,the design is based on the relevant technical indexes and parameters which meet the standard. The simple 3D printer for the design of the overall structure, route design is from the highest to the lowest, the sequence is from the outside to the inside of product design, specifically the design of the pedestal, a top frame design, support design, send wire feeding mechanism design and printing mechanism design. Which in the design of the structure, including the strength of the base check and materials, shaft strength checking and selection, stepper motor selection. For some simple 3D printer structure due to the stress deformation. so in the end,based on CAE technology, the design of simple 3D printers key parts were finite element analysis, analysis of data, test whether it meets the design requirements.
In this paper, to design the simple 3D printer in order to take 3D printing technology into the home or office,even in a small working space the simple 3D printer can also complete the 3D model of the rapid prototyping manufacturing, so it has the advantages of simple structure, convenient operation, economic price and friendly space. This design mainly used the CAD, Solidworks, ANSYS software, using Solidworks to 3D Modeling Software and motion simulation, using CAD to draw a planar graph, and Stress analysis focuses on the key components of a simple 3D printer was analyzed by Ansys finite element analysis software.
Keywords Simple 3D printer The design of structure SolidWorks CAE
全套图纸 外文文献 扣扣 1411494633
II
毕业设计(论文)
目 录
摘要 .................................................................................................................................................. I Abstract ......................................................................................................................................... II 1 绪论 ............................................................................................................................................. 1 1.1 3D打印技术的发展背景及现状 ....................................................................................... 1 1.2 3D打印技术的种类 ........................................................................................................... 1 1.3 3D打印机及简易3D打印机的概述 ................................................................................ 2 1.4 3D打印机的发展带来的机遇和挑战 ............................................................................... 3 1.5 本次设计的主要工作 ......................................................................................................... 3 1.5.1 简易3D打印机指标 .................................................................................................. 3 1.5.2 主要的设计工作 ......................................................................................................... 4 1.5.3 设计思路及主要问题 ................................................................................................. 4 2 简易3D打印机的结构设计 ...................................................................................................... 5 2.1 整体结构设计 ..................................................................................................................... 5 2.1.1 工作原理 ..................................................................................................................... 5 2.1.2 3D打印机的组成 ....................................................................................................... 5 2.1.3 框架结构 ..................................................................................................................... 5 2.2 底座的设计 ......................................................................................................................... 6 2.2.1 底座角件的设计 ......................................................................................................... 6 2.2.2 铝型材的选择 ............................................................................................................. 6 2.2.3 底座整体结构 ............................................................................................................. 7 2.3 支架的设计 ......................................................................................................................... 8 2.3.1 直线光轴许用弯曲应力的计算 ................................................................................. 8 2.3.2 直线光轴材料的选择 ................................................................................................. 9 2.4 顶框的设计 ....................................................................................................................... 10 2.4.1 顶框角件的设计 ....................................................................................................... 10 2.4.2 铝型材的选择 ........................................................................................................... 11 2.4.3 顶框整体结构 ........................................................................................................... 11 2.5 送丝机构设计 ................................................................................................................... 11 2.5.1 挤出机座设计 ........................................................................................................... 11 2.5.2 U型滚动轴承的选型 ............................................................................................... 12 2.5.3 快速接头的选择 ....................................................................................................... 12 2.5.4 挤出机设计及相关部件选型 ................................................................................... 12 2.5.5 送丝机构整体机构 ................................................................................................... 13
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