用于梯度分布材料3D打印实验设备的开发

摘要

传统工艺制作梯度材料十分困难,为此,设计开发了用于梯度分布材料的3D打印工艺与实验设备,包括梯度建模、控制系统及打印机械装置。基于图像灰度变化,建立了材料成分梯度的建模方法。基于运动控制器设计了包括X、Y、Z三维空间位置轴和U、V、W 3种材料挤出轴的6轴联动系统,具有运动轨迹规划及连续插补等功能。开发了控制系统软件和硬件,实现了材料比例输送与三维运动协调控制。采用活塞挤出、动态混合及直线三维平台设计,构建了3D打印机械装置。使用开发的实验设备,采用不同颜色材料进行了梯度分布打印试验,验证了开发实验设备打印梯度分布材料的可行性。