Копец Екатерина Евгеньевна Математическое и программное обеспечение подсистемы эскизного проектирования САПР экструзионных 3D-принтеров

Краткое описание

Копец Екатерина Евгеньевна Математическое и программное обеспечение подсистемы эскизного проектирования САПР экструзионных 3D-принтеров
ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
кандидат наук Копец Екатерина Евгеньевна
Введение

1 ОБЗОР СИСТЕМ АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ПРОМЫШЛЕННЫХ РОБОТОВ

1.1 Технологии 3Б-печати

1.1.1 Стереолитография (SLA)

1.1.2 Цифровая обработка светом (DLP)

1.1.3 Технология моделирования методом осаждения расплавленной нити (FDM/FFF)

1.1.4 Селективное лазерное спекание (SLS)

1.1.5 Прямая лазерная плавка (SLM)

1.1.6 Мультиструйная плавка (MJF)

1.1.7 Электронно-лучевая плавка (EBM)

1.1.8 Струйная 3D-печать наночастицами (NPJ)

1.1.9 Метод ламинирования объектов (LOM)

1.1.10 Струйная печать связующим веществом (BJ)

1.2 Обзор существующих кинематических схем 3D-принтеров

1.2.1 Роботы с декартовой системой координат

1.2.2 Шарнирные роботы

1.2.3 Роботы с цилиндрической системой координат

1.2.4 Роботы с полярной или сферической системой координат

1.2.5 Роботы SCARA

1.2.6 Дельта-роботы

1.3 Модели проектирования

1.3.1 Каскадная модель проектирования

1.3.2 Спиральная модель проектирования

1.3.3 Гибкая модель проектирования

1.3.4 V-модель и dual-Vee модель проектирования

1.4 Ошибки при FDM 3D-печати

1.4.1 Смещение и деформация платформы печати

1.4.2 Смещение сопла

1.4.3 Истощение печатного материала или нарушение подачи филамента

1.4.4 Отсутствие или потеря адгезии к печатной платформе

1.4.5 Неточные настройки параметров 3Б-принтера

1.4.6 Влияние вибрации на печать

1.5 Выводы по главе

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР ЭКТСРУЗИОННЫХ 3Б-ПРИНТЕРОВ

2.1 Систематизация декартовых роботов

2.1.1 Фиксированные ХС, YС, ZС и подвижные ХЭ, YЭ, ZЭ

2.1.2 Фиксированные ХС, YС, ZЭ и подвижные ХЭ, YЭ, ZС

2.1.3 Фиксированные ХС, YЭ, ZС и подвижные ХЭ, YС, ZЭ

2.1.4 Фиксированные ХС, YЭ, ZЭ и подвижные ХЭ, YС, ZС

2.1.5 Фиксированные ХЭ, YЭ, ZС и подвижные ХС, YС, ZЭ

2.1.6 Фиксированные ХЭ, YЭ, ZЭ и подвижные ХС, YС, ZС

2.1.7 Итоговая систематизация декартовых роботов

2.2 Исследование статических деформаций декартовых 3D-принтеров

2.2.1 Описание методики опытов

2.2.2 Метод конечных элементов

2.2.3 Результаты моделирования на статические деформации

2.3 Частотный анализ декартовых 3D-принтеров

2.3.1 Моделирование методом конечных элементов

2.3.2 Линеаризованная математическая модель 3Б-принтера, учитывающая конечную жесткость соединений элементов конструкции

2.3.3 Математическая модель 3Б-принтера с учётом нелинейности жесткости соединений элементов конструкции

2.4 Выводы по главе

3 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДСИСТЕМЫ ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ САПР ЭКСТРУЗИОННЫХ 3 Б-ПРИНТЕРОВ

3.1 Программное обеспечение САПР для анализа вибраций

3.2 Декомпозиция процесса проектирования 3D-принтера по стадиям V-модели

3.2.1 Техническое задание

3.2.2 Эскизное проектирование

3.2.3 Ключевые решения по механике и электронике

3.2.4 Код (рабочее проектирование)

3.2.5 Тестирование механики и электроники

3.2.6 Тестирование системы в целом

4 АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ КОМПОНЕНТОВ САПР ЭКСТРУЗИОННЫХ 3Б-ПРИНТЕРОВ

4.1 Постановка задачи

4.2 Проектирование 3Б-принтера по V-модели: нисходящая ветвь

4.2.1 Техническое задание

4.2.2 Эскизное проектирование

4.2.3 Рабочее проектирование

4.2.4 Тестирование

4.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Введение