摘要：电子束选区熔化技术已成为当今社会精准化快速制造金属零件的先进制 造技术之一，本文简单介绍分析了电子束选区熔化技术国内外的研究进展和 实际应用情况。本次课题是通过分析借鉴前人研究的电子束粉末选区烧结铺 粉装置，在此基础上进行改进设计出一个满足电子束粉末选区烧结的自铺粉 装置并配有相应的嵌入式控制系统。本文设计的电子束粉末选区烧结自铺粉 装置较为简单易操作，主要分为三个部分：线性模组、升降系统、工作台支 架。然后详尽的分析了装置的运行原理以及相应器材的具体选择。最后介绍 了嵌入式系统的具体设计方案。

关键词 电子束 铺粉装置 升降系统 嵌入式系统

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Development of Sintered Powder Powder for Electron Beam Powder

Abstract：The technology of sub-beam selection has become one of the advanced manufacturing technologies for the rapid manufacture of metal parts in today's society. This paper briefly introduces the research progress and practical application of electron beam selection technology at home and abroad.This topic is based on the analysis of the previous study of the electron beam powder sintered powder coating device,then we try to improve and design a  equipment for meeting the electron beam powder sintering of the self-meal powder device and equipped with the corresponding embedded control system.In this paper, the design of the electron beam powder sintering from the powder device is relatively simple and easy to operate, mainly pided into three parts: linear module, lifting system, table bracket. And then a detailed analysis of the operation of the device and the corresponding choice of the corresponding equipment. Finally, the concrete design scheme of embedded system is introduced.

Key  words  Electron  beam   Powder  delivery  device   Lift system Embedded Systems

目 录

摘 要 I

Abstract II

1  绪论 1

1.1 电子束粉末选区成型技术研究现状 1

1.2 电子束选区熔化技术的优势和局限性 3

1.3 电子束粉末选区烧结铺粉装置研究现状 5

1.4 电子束粉末选区烧结技术最新发展趋势 7

1.5 本课题的主要研究内容 8

2 电子束粉末选区烧结铺粉装置总体设计思路及工序设计 9

2.1 电子束粉末选区烧结铺粉装置方案概述 9

2.2 机械系统设计思路 9

2.3 嵌入式控制系统设计思路 10

2.4 电子束粉末选区烧结铺粉装置设计环境 10

2.5 电子束粉末选区烧结铺粉装置的技术参数 11

3 电子束粉末选区烧结铺粉装置设计与研制 12

3.1 机械结构设计与研制 12

3.2 伺服电机、步进电机的选型 16

3.3 直线执行器的选型 17

4 嵌入式控制系统设计与研制 19

4.1  嵌入式控制系统的硬件设计与研制 19

4.2 嵌入式控制系统软件编程设计 20

5  电子束粉末选区烧结铺粉装置的运行情况 21

结 论 23

致 谢 24

参考文献 25

1 绪论

1.1 电子束粉末选区烧结成型技术研究现状

快速原型制造技术（ Rapid Prototyping & Manufac-turing，简称 RPM）原本 是在日本先开始发展的后来才逐渐在世界各地发展起来的。[1-2]，这种技术是以 “离散/堆积”作为原理基础并辅以数控技术、CAD、新材料和高能量束等多种 其他技术的一种新兴制造技术[3]。目前的快速原型制造技术多采用电子束选区烧 结技术的方式实现，电子束选区烧结技术又称为增材制造技术[4-5]它的工作原理 不同于传统的增材制造理念，它是先使用计算机辅助设计出零件的三维模型， 然后再按照工程要求制定的厚度对模型进行分层切片，再用计算机将处理出来 的一系列二维数据叠加成三维数据，从而使的三维模型按照指定的坐标轴切成 无限多个剖面，为电子束对每层金属的熔化提供路径。在电子束烧结铺粉装置 开始运行之前，我们先将供粉缸中的所用的金属粉末按技术参数的高度要求均 匀的铺放于成型基板上[6-7]；准备工作完成后，电子束开始按三维模型的每一层 技术参数要求相应的有选择的进行扫描熔化基板上的金属粉末，对于电子束扫 过的基板区域，该基板区域上的金属粉末就会熔化，每扫完一次后粉末成型缸 就会在成型基板上重新铺粉，并且会按照新一层的技术参数要求通过数控成形 系统控制电子束将金属材料逐层熔融堆积，使金属粉末熔化层与层之间黏合在 一起，最终可以得到预期功能的零件。