王 炎

（上海探真激光技术有限公司 上海200093）

目前，金属3D打印设备正朝着大尺寸、高精度、高效率的方向发展。十字运动机构由于其精度高、运动速度快、紧凑的结构设计等特点，在金属3D打印运动机构中被广泛的应用[1-2]。

十字运动机构结构设计中，连接支架的设计尤为重要，为了保证运动机构的稳定性，采用有限元模态分析方法对支架进行优化和模态分析[3]。模态分析可以使机械结构设计避开共振或以特定的频率产生振动；此外，通过模态分析可以认识到机械结构对于不同类型的动力载荷是如何响应[4-5]。由模态分析结果可以得出十字运动机构的支架振动位移分布规律，且找出支架变形较大的位置，然后对机架过度设计部分进行优化设计，达到减少部件形变、降低噪音和防止共振的目的。

基于ANSYS Workbench软件对十字运动机构连接支架进行静力学分析，对支架进行优化设计，并对优化后的支架进行模态分析。采用这种设计方式，对同类型十字运动机构优化具有一定的参考意义。

1 新型金属3D打印设备的组成

金属3D打印技术在制造领域中是最具潜力的技术之一[6]。新型龙门式金属 3D打印设备的运动是通过十字运动机构来实现，该设备具有精度高、零件成型尺寸大等优点。设备工作时，传动方式主要是通过电动机驱动减速器和丝杆滑块机构，使金属粉末打印喷头按照零件切片后处理所生成的加工路径程序，并作用于工作台上，打印喷头逐层打印成型零件，从而实现设备的3D打印。……