3D打印机的机械结构设计

摘要

随着工业现代化的不断发展，传统的加工工艺已无法满足现代工业部件的加工需求，许多异形结构利用传统加工（包括五轴加工中心）很难加工或根本不能加工。随即3D打印机应运而生……

3D打印机看似复杂，却很简单，也许你会为它神奇的能力而震撼，也许你会为它的高科技而惊呆，其实从1916年爱因斯坦提出激光原理时，已经为1986年第一台3D打印机的出现奠定了坚实的理论基础。说起3D打印机的原理其实一点也不复杂。

本文主要针对3D打印技术设计出一款3D打印快速模型设备，以切合实际针对新型的生产工艺采取的实际设备的设计制造。

关键词：3D打印机机械结构新型设备

ABSTRACT

With the continuous development of modern industry, the traditional processing technology has been unable to meet the processing needs of modern industrial parts, the traditional processing and utilization of many deformed structure (including five axis machining center) is difficult to be machined or cannot process. Then emerge as the times require 3D printer......

3D printer may seem complicated, but is very simple, you might and shook it magical abilities, perhaps you will be stunned for its high-tech, in fact, the principle of laser Einstein from 1916, has laid a solid theoretical foundation for the emergence of 1986 the first 3D printer. About the principle of 3D printer is not complicated.

In this paper, the 3D printing technology to design a 3D print speed model of equipment, design and manufacture of the equipment to the practical production process model for the equipment.

Keywords:3D printer mechanical structure model of equipment

3D打印机设计

目录

第一章绪论 (1)

1.1 课题来源及研究目的和意义 (1)

1.2 本次设计的主要内容 (5)

1.3 3D打印设备方案分析 (5)

1.3.1 机械结构设计思路 (5)

1.3.2 机械结构总体方案和布局 (6)

第2 章机械结构设计 (8)

2.1 电机的选择 (8)

2.2 滚珠丝杠螺母副的设计 (10)

2.2.1 材料选用原则 (10)

2.2.2 丝杠螺母工作条件及失效形式 (11)

2.2.3 螺旋传动类型特点和应用 (11)

2.2.4 滚珠丝杠螺母副的计算 (12)

2.2.5 滚珠丝杠螺母的支撑方式 (18)

2.2.6 滚珠丝杠螺母的润滑和防尘隔离 (18)

2.3 导向光杆和直线轴承的设计 (20)

2.4 联轴器的设计选择 (23)

2.5 同步带轮的设计计算 (23)

第3 章结构设计及三维建模 (26)

3.1 主体结构设计的是三维建模 (27)

3.2 整体装配建模 (30)

3.3 标准件建模 (30)

结论 (38)

参考文献 (39)

致谢 (40)

第1章绪论

1.1 课题来源及研究目的和意义

3D打印机有时被称为快速成型机，用液体或粉状塑料制造物品，其运作原理和传统打印机十分相似。快速成形技术（rapid prototyping，简称RP）又称快速原型制造技术，是近年来发展起来的一种先进制造技术。快速成形技术20世纪80年代起源于美国，很快发展到日本和欧洲，是近年来制造技术领域的一次重大突破。快速成形是一种基于离散堆积成形思想的数字化成形技术；是CAD、数控技术、激光技术以及材料科学与工程的技术集成。它可以自动、快速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件，从而可对产品设计进行快速评价、修改，以响应市场需求，提高企业的竞争能力。

RP将CAD、CAM、CNC、精密伺服驱动、光电子和新材料等先进技术集于一体，依据由CAD构造的产品三维模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。按照这些轮廓，激光束选择性地喷射，固化一层层液态树脂（或切割一层层的纸，或烧结一层层的粉末材料），或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成各截面，逐步叠加成三维产品。它将一个复杂的三维加工简化成一系列二维加工的组合.

快速成形工艺流程如下：

(1)三维模型构造由于RP系统只接受计算机构造的产品三维模型(立体图)，然后才能进行切片处理，因而首先应在PC机或工作站上用CAD软件（如UG、Pro/E、I-DEAS等），根据产品要求设计三维模型；或将已有产品的二维三视图转换成三维模型；或在逆向工程中，用测量仪对已有的产品实体进行扫描，得到数据点云，进行三维重构。