（宋修）欧阳亮豪毕业设计开题报告.pdf

东 莞 理 工 学 院 毕业设计（论文）开题报告 题题目：目：挤出与光固化复合成型挤出头设计 学生姓名：学生姓名：欧阳亮豪学学 号：号： 201341101131 专业班级：专业班级： 2013 级机械设计制造及其自动化 1 班 指导教师：指导教师：宋菊青 讲师 2017 年 1 月 11 日 毕毕 业业 论论 文文 开开 题题 报报 告告 1本课题的研究意义 随着经济的不断发展及科学技术的不断进步，为 3D 打印技术的发展提供强 有力的技术及财力支柱，从而加速了 3D 打印技术的发展步伐。 众所周知，3D 打印技术广泛地应用于各行各业当中，而在人工软组织的制 备行业中，也离不开 3D 打印技术的应用。 目前，现有 3D 打印技术在成型人工软组织的方法有多种。如在中国专利申 请号为 201410280450.0 所公开的一种附带血管网流道的人工软组织体的制造方 法，其先设计出带血管结构的软组织支架模型，将模型逐一等距分层，制造各层 的光掩膜板；然后，将光固化复合溶液注射到工作台上，盖上光掩膜板，使用面 曝光技术固化光固化复合溶液，然后层层固化累加，获得带血管结构的光固化水 凝胶软组织支架； 向支架的血管结构中种植血管内皮细胞，使血管内皮细胞附 着在血管管道表面，在体外进行静态培养和动态培养，得到附带血管网流道的人 工软组织体。 但是，在上述公开的人工软组织的制备方法中，用光固化技术及光掩膜板等 制备带有细胞的人工软组织体。现有的人工软组织的制备方法存在效果低及浪费 材料的缺陷，当人工软组织的层数越多，需要制作的光掩膜板就越多，因此浪费 材料。同时，现有的人工软组织体的制造方法只能制造出来结构相对简单的人工 软组织体，且人工软组织体的精度不高。 因此，有必要提供一种大大降低材料的浪费并大大提高生物活性及制造效率 的挤出与光固化复合成型的人工软组织制备方法来克服上述的缺陷。 2本课题的基本内容 本课题针对挤出与光固化复合成型 3D 打印系统，设计一种适用于该系统的 挤出头。其工作原理和实现的结构设计如下：根据代码控制液压挤出头于工作平 台上挤出光固化复合溶液，形成液态层；根据代码对液态层进行光固化，得到固 化层；重复上述步骤多次，得到所需成品。 挤出与光固化复合成型挤出头设计装置，具体包括以下几部分： （1）挤出与光固化复合成型 3D 打印机整体运动框架设计； （2）挤出与光固化复合成型 3D 打印机光固化部分光源的选择； （3）挤出装置的挤出头设计； （4）挤出与光固化复合成型 3D 打印机的工艺研究； （5）主体的配合检查与材料选用校核等。 毕毕 业业 论论 文文 开开 题题 报报 告告 3本课题的重点和难点 1）3D 打印机挤出头的设计，加快其挤出与光固化的效率，确保 3D 打印机可以 一边挤出液态层，另一边可以快速光固化该液态层，这样一方面可以大大降低材 料的浪费，另一方面可以大大提高制造的效率，一举两得。 2）光固化成型中分层处理对成型精度的影响及成型加工产生的误差都需要进行 后处理，从成型机中取出已成型的工件后，需要进行剥离支撑结构有的还需要后 固化、修补、打磨、抛光和表面处理等。 3）挤出头装置中各部件的选择以及连接，还有对于最后材料的选择，在不同温 度下是否会损坏。 毕毕 业业 论论 文文 开开 题题 报报 告告 4论文提纲 一、一、引言引言 （一）选题背景：（一）选题背景：挤出与光固化复合成型打印技术的研究现状和存在的问题。 （二）课题的主要研究内容：（二）课题的主要研究内容：挤出与光固化复合成型挤出头的优化设计。 二、挤出与光固化复合成型挤出头设计二、挤出与光固化复合成型挤出头设计 （一）电机的选择（一）电机的选择 挤出头挤出熔体巧克力时需要运动平稳，精度要求高，根据上节的电机选择 分析可选择步进电机，厚度精度为 0.005 mm，需要选择精度更高的步进电机。选 型 57BYGH002。 （二）偏心联轴器设计（二）偏心联轴器设计 单螺杆泵的工作原理是偏心单头螺旋的转子 （螺杆） 在双头螺旋的定子孔 （螺 腔）内绕定子轴线作行星回转。在传动轴和螺杆之间需要有个偏心联轴器连接。 （三）传动轴及螺杆设计（三）传动轴及螺杆设计 （四）（四）挤出装置的整体设计挤出装置的整体设计 挤出装置的原理是利用螺杆泵的相互啮合空间容积变化来输送水凝胶等半 凝固材料的。螺杆泵有单螺杆、双螺杆和多螺杆等几种，按螺杆的安装位置可分 为卧式和立式两种。 三、总结三、总结 四、参考文献四、参考文献 五、附录五、附录 挤出装置结构图、机架本体结构图、挤出式 3D 打印机装配图、打印机的系统参 数 六、致谢六、致谢 毕毕 业业 论论 文文 开开 题题 报报 告告 5参考文献 1濮良贵, 陈国定, 吴立言. 机械设计M. 北京: 高等教育出版社, 2013. 2刘鸿文. 材料力学 IM. 北京: 高等教育出版社, 2011. 3刘春晖. 木塑挤出与 3D 复合成型的设计优化. 青岛科技大学, 2016. 4郭卫卫. 光固化快速成型中 SiC 晶须增强树脂基复合材料的研究. 中北大学, 2009. 5邵忠魁, 姜耀林. 光固化 3D 打印关键技术研究J. 机电工程, 2015, 32(2): 180-184. 6王维, 王克峰, 张启超, 卢升萍. 3D 打印技术概论. 辽宁人民出版社, 2015. 6研究进度 一、明确任务要求，查阅相关文献资料，确定方案。整理设计所需要的资料和材 料，完成开题报告。(2017/1/8-2017/1/14) 二、进行毕业设计，具体如下： 1）总体方案及结构设计、机械结构设计及电机选择； （2017/1/15-2017/1/15） 2）画装配图与零件图； （2017/2/5-2017/2/18） 3 ） 到 长 安 培 训 基 地 学 习 并 完 成 毕 业 设 计 报 告 和 毕 业 设 计 论 文