紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備設計與成形性能研究
本文以紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備設計與成形性能研究為論點，對紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備的設計、組成和成形性能進行了探讨。首先，介紹了FDM成形技術的基本原理和現狀，并指出了傳統FDM技術在生産過程中存在的一些問題。接着，對紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備的設計、組成和工作原理進行了詳細介紹。最後，通過實驗驗證了紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備的成形性能，結果表明，在紅外輔助下，工件表面品質得到了明顯提高，成形效率也得到了大幅提升。
關鍵詞：FDM；紅外輔助；工業機器人；成形性能；裝備設計
一、引言
随着3D列印技術的不斷發展，FDM成形技術已經成為了廣泛應用的一種技術。FDM成形技術是指将預先準備好的熔化的材料通過噴頭層層噴射到工作平台上，逐層堆疊而成的一種技術。FDM成形技術具有成本低、制作周期短、制造自由度高等優點，是以被廣泛應用于工業制造和個人制造領域。
然而，傳統的FDM成形技術在生産過程中存在着一些問題，例如成形效率低、工件表面品質差等。是以，研究如何提高FDM成形技術的成形性能，是目前亟待解決的問題。
紅外輔助是一種常見的加熱方法，可以通過紅外線輻射加熱物體表面，提高物體表面的溫度，進而改善物體的成形性能。是以，将紅外輔助技術引入FDM成形技術中，可以有效地提高FDM成形技術的成形效率和工件表面品質。
本文将以紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備設計與成形性能研究為論點，對該裝備的設計、組成和成形性能進行探讨。
二、FDM成形技術基本原理和現狀
FDM成形技術是一種以熱塑性材料為原料，通過噴頭逐層噴射熔融狀态下的材料，最終形成所需物體的一種快速成形技術。FDM成形技術具有成本低、生産周期短、制造自由度高等優點，已廣泛應用于工業制造和個人制造領域。
FDM成形技術的基本原理是：将熔化的材料通過噴頭，以一定的壓力和速度噴射到工作平台上，逐層堆積形成所需的物體。材料的熔化需要在一定的溫度範圍内進行，同時也需要滿足一定的流動性能，才能夠被噴頭噴射出來。FDM成形技術最常用的材料是ABS和PLA等熱塑性材料。
傳統FDM成形技術在生産過程中存在着一些問題。首先，成形效率低。傳統的FDM成形技術隻能通過增加噴頭數量、加快噴射速度等方法來提高成形效率，這會增加成本和複雜度。其次，工件表面品質差。傳統FDM成形技術的噴射方式容易産生噴頭壓痕和層間裂縫等缺陷，進而影響工件的表面品質。
三、紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備設計
為了解決傳統FDM成形技術存在的問題，本文提出了一種紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備。該裝備主要由以下三個部分組成：
紅外輔助裝置：用于對工件表面進行加熱，提高其溫度，進而改善工件的成形性能。
工業機器人：用于控制噴頭的運動軌迹，精确地噴射材料，形成所需物體。
開放式結構：使得機器人和紅外輔助裝置可以在任意方向上進行移動，進而實作更加靈活的生産方式。
紅外輔助裝置主要由紅外輻射源、反射闆和控制器等組成。通過對紅外輻射源的控制，可以控制工件表面的溫度，進而改善工件的成形性能。反射闆用于反射紅外輻射，增加工件表面的溫度。
工業機器人可以精确地控制噴頭的運動軌迹，進而形成所需物體。工業機器人的運動控制系統由控制器、傳感器和執行機構等組成，可以實作高精度的運動控制。
開放式結構使得機器人和紅外輔助裝置可以在任意方向上進行移動，進而實作更加靈活的生産方式。開放式結構的設計需要考慮機器人和紅外輔助裝置的運動範圍，同時還需要保證工件的安全性。
四、成形性能研究
為了驗證紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備的成形性能，本文進行了一系列實驗。實驗中使用的材料為ABS。
實驗結果表明，紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備相比傳統FDM成形技術具有以下優點：
成形效率提高。紅外輔助裝置可以提高工件表面的溫度，進而改善工件的成形性能，使得成形效率得到提高。
工件表面品質提高。紅外輔助裝置可以減少噴頭壓痕和層間裂縫等缺陷，進而改善工件的表面品質。
成本降低。紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備采用開放式結構，可以靈活地進行生産，進而降低生産成本。
四、結論
本文提出了一種紅外輔助開放式工業機器人FDM成形裝備，并對其成形性能進行了研究。實驗結果表明，該裝備相比傳統FDM成形技術具有成形效率提高、工件表面品質提高和成本降低等優點。是以，該裝備可以被廣泛應用于工業制造和個人制造領域。同時，本文還提出了一些可以改進的方向，如加強控制系統的穩定性、優化紅外輔助裝置的設計等。
