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题名数字光处理光固化成型智能监控系统设计及工艺优化
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作者
陈钰杭
申金福
余敏
韩小瑜
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机构
浙江科技大学生物与化学工程学院
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出处
《工程塑料应用》
北大核心
2025年第10期133-140,共8页
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基金
浙江省基础公益计划项目(LGL22B020001)。
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文摘
数字光处理(DLP)技术凭借其卓越的成型精度、出色的表面质量以及高效的打印速度,已成为光敏树脂增材制造小批量高精度部件的主流技术之一。然而,在DLP光固化成型过程中,树脂温度波动及已固化树脂层与离型膜之间的离型力异常易引发打印模型翘曲、开裂或脱落等缺陷,显著影响成型质量与制件效率,制约了该技术的产业化应用。构建了以STM32F407微控制器为核心的多参数协同监控系统,集成拉压力传感器(量程0~50N)、热电偶(精度±0.5℃)及蠕动泵液位探测器,搭建温度与液位闭环控制体系,结合实时操作系统(FreeRTOS)多任务调度与上位机可视化界面,实现了离型力与树脂温度的实时监测、异常自动断电及报警功能。系统通过Qt平台(一种跨平台应用程序开发框架)开发的上位机界面实现100Hz数据刷新率的可视化监控。实验结果表明,离型力在40层后稳定在5N;30~35℃时树脂黏度与离型力达到最佳平衡,可保持较好的树脂流动性和成型件的结构完整性;10mm/s离型速度可兼顾成型效率与稳定性;离型力在曝光时间为16s时达到峰值6.3N,且随掩膜灰度降低而下降,同时与曝光面积呈正相关;建立了曝光面积与离型力的线性预测模型,预测误差未高于8%;系统运行时温控精度达±1.5℃,液位上下波动不超过0.2mm,异常响应时间不超过100ms,能有效减少模型脱落与变形。开发的智能监控系统为DLP工艺提供了集实时监测、预测预警与闭环控制于一体的智能化解决方案,显著提升了成型过程稳定性与产品质量控制水平,具有广阔的工程应用前景。
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关键词
数字光处理技术
光固化成型
多参数协同监控
离型力
工艺优化
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Keywords
digital light processing technology
light curing molding
multi-parameter collaborative monitoring
release force
process optimization
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分类号
TP368.2
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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