Forschung zu einer stützfreien additiven Fertigungsmethode mit fünf Freiheitsgraden

Bei der Verwendung traditioneller 3D-Druckgeräte zur Herstellung von Überhangmodellen ist es häufig notwendig, Stützstrukturen zu erzeugen, um den Druck von Teilen zu unterstützen. Der Nachbearbeitungsvorgang zur Entfernung der Stützstrukturen nach dem Drucken ist zeitaufwendig und verschwendet Material. Um die oben genannten Probleme zu lösen, wird eine stützfreie additive Fertigungsmethode mit fünf Freiheitsgraden (SFAM) vorgeschlagen. Durch die homogene Koordinatentransformationmatrix werden die Vorwärts- und Rückwärtskinematikgleichungen des fünf Freiheitsgrade umfassenden additiven Fertigungsgeräts (FAMD) aufgestellt und die Gelenkvariablen jeder Achse gelöst, um die Fünfachsige Verknüpfung des additiven Fertigungsgeräts zu realisieren. In dieser Forschungsarbeit wird zunächst die geschichtete Kurve durch die Strukturlinien des Überhangmodells erhalten, und eine kontinuierliche Pfadplanung des Füllbereichs wird darauf durchgeführt. Darüber hinaus werden die Teile-Druckexperimente am FAMD durchgeführt. Im Vergleich zur traditionellen dreiachsigen additiven Fertigung (TTAM) verkürzt die SFAM-Methode die Druckzeit um 23,58 % und spart Druckmaterialien um 33,06 %. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die SFAM-Methode den stützfreien Druck von Überhangmodellen realisiert, was nicht nur die Genauigkeit der Teile, sondern auch die Fertigungseffizienz der Teile verbessert.