送絲機構擠出控制
FDM 技術的送絲機構具有承上啟下作用, 主要任務是在成型過程中,熔融狀態的材料不斷從噴嘴擠出, 需要保證原始狀態的材料可靠地、勻速地進入噴頭。送絲驅動結構采用一臺或多臺電機帶動不同結構的摩擦輪對材料驅動,材料被驅動進入噴頭時對受熱熔融材料產生一定壓強,讓熔融絲材以穩定的速度擠出.
為確保驅動力足夠, 首先應該從裝置方面改進. 增大摩擦輪的摩擦力將有效提高驅動力. 文獻是Stratasys公司公開的FDM技術3D打印機絲料盒與絲料盒接收器, 在實例中可以防止細絲受潮. 文獻是Stratasys 公司一種FDM 系統, 裝有驅動機構, 所述的驅動機構用于供給細絲束以形成模型, 其中電機采用精確伺服電機, 包括編碼器, 所述的驅動輥為溝道設計, 包含一系列鋸齒狀, 用于增加摩擦系
數. 文獻介紹了不同驅動輪的改進和送絲驅動力計算. 文獻基于主從輪驅動, 并提出主動輪上開V 槽的改進結構, 建議驅動摩擦輪V槽卡角為30°帶來的摩擦力最大.
國內大多FDM打印機采用步進電機提供驅動力, 如華中科技大學研制的HRPR 系列FDM 打印機采用的Lakeside(雷賽)公司的步進電機及驅動器作為系統的執行元件. 由于步進電機控制為開環控制, 啟動頻率過高或負載過大易出現丟步或堵轉的現象, 國外采用的伺服驅動系統為閉環控制, 驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內部構成位置環和速度環, 一般不會出現步進電機的丟步或過沖的現象, 控制性能更為可靠. Ding等分析了送絲快速成型技術(Wire-feed AM technology),該技術使用的焊絲直徑0.2~1.2mm、激光功率為1.2 kW和2.06 kW時, 焊絲進料速度分別為1~2米/分鐘, 焊接尺寸在優化的基礎上,力圖采取調整焊接參數的方法來解決“臺階效應”。文獻基于模糊算法的伺服電機系統, 研究了模糊算法在基于微處理器伺服電機控制的可能, 對比了模型參考自適應控(Model reference adaptive control,MRAC)、PI控制算法后, 通過大量的實驗設計和仿真總結得出: 伺服電機由經驗豐富的設計者來設定模糊算法規則和期望值時, 在穩態誤差、響應時間、穩定時間等重要參數上有明顯的優勢. 針對可能出現的絲材粗細不均勻、溫度引起的熔融狀態絲材阻力變化和抖動等外部干擾,文獻給出了自適應滑動模型控制, 該研究設計了總滑塊模型系統,其對外界參數變化和外部環境干擾有很強的抵抗能
力; 通過仿真和實驗驗證了自適應滑塊模型系統在控制伺服電機較總滑塊模型系統時有更好的抵抗外界干擾和防抖動能力.
未完待續；
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