自德国提出“工业4.0”以后,中国为把握时代发展机遇,也提出“中国制造2045”的战略思想。各国都在争相研发相关科技技术,3D打印技术作为工业新秀更是备受瞩目。而3D打印的结构形式主要有三坐标式和并联臂式以及激光等其它特殊工艺形式,其打印的零件尺寸有限,不能进行复杂位姿的打印。针对上述3D打印技术的不足,本文选取机械臂作为执行机构并首次的界定了3D修复打印概念:3D修复打印是以3D打印技术为思想基础,以直接修复破损零件为目的,在原有破损的关键零部件上直接进行修复打印的一种新型3D打印技术。本文以实现3D修复打印为目的,探讨其实现的技术路线。首先,3D修复打印的前处理过程是利用三维扫描技术快速测量修补实体并得到虚拟模型,并在CAD软件中完成虚拟模型修补,再对缺损模型进行切片处理,并获得缺损模型的打印路径;其次,选取机械臂作为3D修复打印的执行机构,对机械臂进行理论分析并建模,采用MATLAB建立其计算模型,导入打印路径,并确定机械臂位姿,求出逆解,得到机械臂关节角序列,在Pro/E中建立虚拟仿真平台,对模型进行仿真,模拟修复打印过程;然后,基于RBF神经网络的光滑打印研究,采用神经网络对离散得到的不光滑外轮廓进行拟合,建立外轮廓的神经网络模型,代入轮廓坐标信息进行学习训练后,泛化出结果并分析误差;最终分析各种3D打印工艺,总结其优劣,选取适合3D修复打印的工艺。
