3D打印机的设计
一种桌面级3D打印机的设计与制造
二、关键模块设计
1、机械结构设计
1、机械结构设计
在XYZ型结构的机械结构中,X轴和Y轴采用同步带传动,Z轴采用直联式丝杠 传动。底板采用轻量化铝合金材料制造,以减轻整机的重量。同时考虑到支撑结 构对打印精度的影响,我们采用了连杆支撑结构。此外,我们还可以采用双喷头 的设计方案,一个喷头用于打印彩色模型,另一个喷头用于打印支撑结构。
五、桌面级3D打印机的应用案例
1、工业领域
1、工业领域
在工业领域,桌面级3D打印机可用于产品原型制作、零部件制造等。通过3D 打印技术,企业可以快速将概念转化为现实产品,加速产品迭代和创新。此外, 桌面级3D打印机还可以用于制造复杂结构、个性化定制的产品,提高生产效率和 质量。
2、医疗领域
2、医疗领域
桌面级3D打印机的设计与制造: 从需求到实现
桌面级3D打印机的设计与制造:从需求到实现
随着科技的不断进步,3D打印技术正在逐渐改变我们的生活和工作方式。其 中,桌面级3D打印机作为该领域的重要组成部分,具有广泛的应用前景和市场潜 力。本次演示将详细介绍桌面级3D打印机的设计与制造过程,从市场需求、技术 原理到应用案例等方面进行全面分析。
在医疗领域,桌面级3D打印机可用于制造医疗器械、假肢、生物组织等。通 过3D打印技术,可以实现个性化治疗和定制化医疗器械的需求,提高医疗质量和 效率。此外,桌面级3D打印机还可以用于药物研发和生产,为患者提供更安全、 有效的药物。
浅谈一种CoreXY_结构的3D_打印机设计
打印机设计
图1 XY传动带联动图
该结构的运动是通过一根皮带来实现传动的。这种机械结构的传动可以有效地减少打印误差,避免了安装丝杠以及移动的步进电机的负担,使整体结构简约,挤出机构的运动更加灵动。可以很大程度上提高打印机的工作效率。
如下推导位移△X、△Y,和电机M1,电机M2 A,△B的函数关系,如下所示:
提取电机线位移,可得方程组:
在如上所示的式子中,△X、△Y分别为3D
的挤出机在平面坐标上面沿着X轴和Y轴的正方向上面的位移,而△A、△B则为步进电机输出的线位移。在
挤出机构会向X轴方向运动。挤出机构会沿着Y轴方向运动。
挤出机构会沿着Y=X方向移动。
挤出机构沿着Y=-X方向移动。
图2 左右X轴光轴支座
CoreXY所独有的结构,其在四角都有安装用于约束同步轮的3D打印机装置,固定方式则是采用
的内六角平头螺钉和欧标M4的型材螺母固定而成。如所示。
为提高挤出机在XY轴中可运动的范围。挤出机架热机构。如图4所示。
图4 散热管结构件
CoreXY的亚克力板切割件搭建
整体框架除了XY轴的电机以外,辅助CoreXY
Z轴结构。双Z轴是指打印平台的左右两侧各有一份电机组合。电机通过联轴器,与丝杠相连。双电机在平衡受力增加稳定性的同时,最主要的作用是控制
图3 骨架光轴支架
基于FDM技术的彩色3D打印机设计
性能评测
为了评测基于FDM技术的彩色3D打印机的性能,我们从打印速度、精度、效 率、成本等方面进行了对比分析。结果显示,该打印机在提高打印速度和精度方 面具有明显优势,同时保持了较高的打印效率和经济性。与同类产品相比,该设 计方案在各方面均具有一定的竞争力。
结论与展望
基于FDM技术的彩色3D打印机设计方案在提高打印速度、精度和效率方面取 得了显著成果。然而,该方案仍存在一定的局限性,例如对数字模型文件的格式 和分辨率要求较高,打印过程中需要持续供应冷却等。未来研究可针对这些问题 进行优化和完善,进一步拓展FDM技术在彩色3D打印机领域的应用范围。
基于FDM技术的彩色3D打印机设计
01 引言
03 设计方案 05 结论与展望
目录
02 背景知识 04 性能评测 06 参考内容
引言
3D打印,一种以数字模型文件为基础,使用可粘合材料如金属粉末、塑料等 逐层打印出三维实体的技术。在众多3D打印技术中,熔融沉积成型(FDM)以其 环保、易用、高效等特点备受。本次演示将探讨基于FDM技术的彩色3D打印机设 计,旨在提高打印速度、精度和效率,降低成本,同时拓展FDM技术在3D打印领 域的应用范围。
设计方案
基于FDM技术的彩色3D打印机设计方案以提高打印速度、精度和效率为核心, 同时降低成本。以下为该方案的关键要素:
1、硬件选型为了实现高速度、高精度的彩色3D打印,我们选择了一种具有 高速加热系统和精准喷嘴的FDM打印机。此外,我们还选用了高性能的挤出机和 冷却系统,以确保打印过程中材料能够迅速冷却并固化。
3D打印机设计毕业设计
3D打印机设计毕业设计
介绍
本文档旨在探讨一种创新的3D打印机设计方案作为毕业设计的内容。该方案旨在提供一种高效、精确且可靠的3D打印机,以满足不同领域的需求。
设计目标
1. 实现高精度的打印效果,能够制造出复杂的立体模型。
2. 提高打印效率,缩短打印时间,满足大批量、快速生产的需求。
3. 提供多材料打印功能,支持不同材质的打印,如塑料、金属等。
4. 系统可靠性和稳定性高,能够长时间工作且避免出现故障。
设计方案
1. 结构设计:采用坚固稳定的机身设计,以确保打印过程中的精确性和稳定性。同时,考虑易于维护和组装的设计,提高机器的可靠性和可操作性。
2. 打印技术:选择适合多种材料打印的技术,如FDM、SLA
或SLS等。根据需求选择最适合毕业设计的技术,并结合实际场景进行调整。
3. 控制系统:采用先进的控制系统,确保打印过程中的均匀性、精确性和稳定性。同时,增加对多材料打印的支持,提供更多选择。
4. 软件支持:提供易于操作的用户界面和功能丰富的软件支持,方便用户进行模型设计和打印控制。
5. 安全性:设计安全可靠的电路和自动故障检测系统,可及时
发现和避免潜在的问题,确保操作过程中的安全性。
预期成果
1. 设计并制造出一台优秀的3D打印机原型,实现高精度、高
效率的打印。
2. 验证设计方案的可行性和实用性,通过实验数据和用户反馈
进行评估。
3. 提出改进方案和优化建议,为未来3D打印机的进一步研发
提供参考。
时间进度安排
1. 设计方案讨论和确定:1周
2. 设计和制造原型:4周
3. 实验验证和数据分析:2周
3D打印机的软件系统设计
3D打印机的软件系统设计
简介
本文档旨在介绍3D打印机的软件系统设计,包括软件架构、功能模块和交互设计等方面的内容。
软件架构
3D打印机的软件系统采用一种分层架构,主要包含以下几个层次:
1. 用户界面层:负责与用户进行交互,包括显示打印模型、调整打印参数等功能。
2. 控制层:负责控制3D打印机的运行,包括控制打印头的移动、控制喷嘴的温度等操作。
3. 模型处理层:负责处理用户提供的打印模型,将其转换为打印机可识别的指令。
4. 通信层:负责与外部设备进行通信,例如与计算机或移动设备进行连接,实现远程控制等功能。
5. 设备驱动层:负责与3D打印机硬件进行通信,控制各个部件的运行。
功能模块
3D打印机的软件系统包含以下主要功能模块:
1. 模型导入:允许用户导入常见的3D模型文件格式,如STL、OBJ等。
2. 模型编辑:提供模型编辑功能,例如缩放、旋转、镜像等操作。
3. 打印参数设置:允许用户设置打印参数,包括层高、填充密度、打印速度等。
4. 打印预览:显示模型的打印预览图,帮助用户确认打印效果。
5. 打印控制:启动打印任务、暂停打印、停止打印等操作。
6. 打印状态监控:实时显示打印进度和状态,提供错误报警功能。
交互设计
为了简化用户操作,提高用户体验,3D打印机的软件系统采
用了以下交互设计策略:
1. 简洁直观的界面:界面布局简单清晰,操作按钮明确,减少用户操作的复杂性。
2. 上下文导航:根据用户的当前操作状态,动态显示相关的操作选项,避免用户迷失在大量选项中。
3. 可视化反馈:在打印预览或打印过程中,通过实时更新的图示或进度条等方式,直观地反馈操作结果。
3D打印机设计技巧指导安装调试步骤
3D打印机设计技巧指导安装调试步骤
在当今快速发展的科技领域,三维打印技术成为一项备受关注的创
新技术。3D打印机的设计与安装调试是实现高质量打印的关键步骤。
本文将为您介绍一些3D打印机设计的技巧以及详细的安装和调试步骤。
一、3D打印机设计技巧
1.选择合适的打印机模型
在选择3D打印机模型时,需考虑所需打印对象的大小和材料。不
同的打印机模型适用于不同的打印需求,例如个人家用的桌面型打印
机适合打印小型模型,而工业型的打印机则适用于打印较大的零部件。
2.优化打印机结构设计
在设计打印机结构时,需确保打印平台和打印头的连接稳固,避免
打印时产生震动或位移。另外,保证打印头的平稳移动和精确定位也
是关键。合理设计底座结构,并考虑增加稳定性的支撑。
3.选择合适的材料
根据打印需求选择合适的打印材料,常见的材料包括ABS、PLA等。确保打印机配备了适当的喷嘴和材料供给系统,以确保材料的顺畅供
给和打印质量。
二、3D打印机安装步骤
1.准备工作
在开始安装前,先确保拥有所有必要的工具和零件,如螺丝刀、扳手、螺丝和电缆等。阅读并理解安装手册和说明书,熟悉各个部件的
名称及其功能。
2.组装打印机框架
根据说明书,按照正确的顺序,将打印机框架的各个部分组装起来。确保每个连接点都固定稳固,以防止松动或晃动。
3.安装电气部件
将主控板、电机以及其他所需的电气部件安装到预定的位置。连接
电缆时要小心,确保正确连接且稳固。
4.安装打印头和喷嘴
根据指示,将打印头和喷嘴装配到打印机上。务必确保打印头可以
平稳移动,并且与打印平台的距离适当。
5.安装打印平台
经济型激光选区熔化3D打印机的结构设计
2、光路系统:光路系统负责传输激光束至打印头,为了确保激光束的稳定 传输,通常采用光纤导光。
3、加热/制冷系统:加热/制冷系统负责控制打印头的温度,以实现准确的 对金属粉末进行熔化和凝固。
机械结构细节设计
机械结构细节设计是经济型激光选区熔化3D打印机的关键部分之一。以下是 主要部件的设计细节:
研究现状
目前,SLM 3D打印钛合金及其复合材料的研究主要集中在工艺优化、性能提 升和材料开发等方面。然而,仍然存在一些问题和挑战,如成本高、效率低、气 孔缺陷等。此外,钛合金及其复合材料的SLM成型过程中,也存在着一些化学成 分不均匀、各向异性等问题,需要进一步解决。
研究方法
SLM 3D打印钛合金及其复合材料的研究方法主要包括实验设计、数据收集和 理论分析等。研究人员通过设计不同的实验方案,探索工艺参数对材料性能、微 观组织和成型工艺的影响。同时,利用计算机模拟和数值分析方法,对SLM过程 进行优化设计和预测。此外,研究人员还采用了透射电子显微镜(TEM)、扫描 电子显微镜(SEM)等手段,对材料的微观结构和性能进行深入研究。
1、丝杠:丝杠在打印机中起到传动作用,将电机旋转运动转化为直线运动, 传输至打印头。为确保打印精度,丝杠应具有高精度和高刚度。
2、导轨:导轨用于支撑和引导打印头的移动,它需要具有高直线度和平行 度,以确保打印头的稳定移动。
3、偏心轮:偏心轮在打印机中起到震动作用,可有效防止金属粉末在打印 过程中堵塞喷嘴。偏心轮的设计应考虑振幅和频率,以达到最佳效果。
简易3D打印机结构设计
简易3D打印机结构设计
1988年,Scott Crump发明了一种3D打印技术——热熔解积压成形技术(FDM),但价格十分高昂。随着科技的发展,3D打印机种类增多,有些打印机价格也在不断下降,国内的3D打印技术也在快速发展,与发达国家的差距逐步减少,专门从事生产3D打印机的厂家逐渐增多,打印精度可以达到0. 05~0.4mm[2,3]。3D打印机对于一些难加工的异形部件有着传统加工方式难以替代的优势,极大的方便了人们的生活,如何在保证精度的前提下尽量降低成本,一直是科研人员研究的目标。基于此,本文对简易3D打印机的结构设计进行了研究。
2 打印机结构和运动原理
简易3D打印机由底部框架1、立式支架2、伺服电机3、同步齿形带4、滑轨5、送料齿轮6、伺服电机7、推杆8、滑块9、限位块10、顶部框架11、风扇12、喷嘴13构成,如图1。其中立式支架2、伺服电机3、同步齿形带4、滑轨5、滑块9、限位块10和两个推杆8构成一套控制机构,此3D打印机由三套这样的控制机构控制,分别称为X塔、Y塔和Z塔,喷嘴12的运动全部由这3个塔控制。在单个塔对喷嘴运动的控制中,主要可分为两种运动方式。
一种是推杆8和喷头12相对静止,电机3带动同步齿形带4,使滑块9上下移动,最终带动喷嘴12在Z方向上下移动。图1为此3D打印机结构。
第二种是喷嘴12在Z轴的高度不变,只在控制机构所在平面的X轴方向运动,简化模型如图2所示。设定推杆8杆长为C,则C的X轴和Y轴投影分别为B、A,则根据勾股定理A2+ B2=C2,当拉杆运动之后.X轴向投影的增加量为,y轴向投影的增加量为△y。
3d打印机设计方案
3d打印机设计方案
一、设计背景
随着科技的发展和应用需求的增加,3D打印技术逐渐受到广泛关
注和应用。为了满足市场需求,我们设计了一款全新的3D打印机,旨
在提供高效、稳定、精准的打印服务。
二、技术原理
我们的3D打印机采用了先进的光固化技术,结合了高精度的定位
系统和精密的打印喷头,实现了快速而准确的打印。具体的工作原理
如下:
1. 光固化技术:我们的打印机利用紫外线光源对特殊光敏树脂进行
瞬间固化,实现逐层打印的过程。通过在每一层打印之前,将树脂逐
层涂覆到打印平台上,并使用紫外线光源照射,使树脂在光线的作用
下固化。这种技术能够实现高精度的打印,并且打印速度较快。
2. 定位系统:我们的打印机采用了精准的定位系统,保证3D模型
在打印过程中的准确位置。通过使用高精度的传感器和稳定的控制系统,我们能够实现零误差的打印定位,确保打印的每一个细节都精准
到位。
3. 打印喷头:我们的打印机配备了高精度的打印喷头,能够根据不
同的需要进行自动调整。喷头具有多个喷孔,可以同时进行多项工作,提高打印效率。此外,喷头具有一定的移动能力,可以根据需求进行
精确定位,确保打印的过程平稳而准确。
三、设计特点
我们的3D打印机具有以下特点:
1. 高效:采用先进的光固化技术,打印速度快,效率高。省去了传
统3D打印所需的层层堆积,大大缩短了打印时间。
2. 稳定:精准的定位系统和稳定的控制系统,保证打印过程平稳无误。能够处理复杂的打印任务,同时兼顾精度和速度。
3. 精准:高精度的打印喷头和定位系统,能够实现细节精准到位的
打印。打印出来的模型具有良好的表面质量和精细度。
3d打印机毕业设计
3d打印机毕业设计
3D打印机毕业设计
毕业设计题目:基于3D打印技术的植物形态参数测量系统设
计
设计背景和目的:
随着科技的不断进步,3D打印技术逐渐应用于各个领域。植
物形态参数的测量是植物学研究中的重要内容之一,传统的植物形态参数测量方法费时费力,测量结果准确性有限。因此,本课题旨在研究基于3D打印技术的植物形态参数测量系统,
提高测量准确性和效率。
主要内容和方法:
1. 设计一个基于3D打印技术的植物形态参数测量系统,包括
硬件和软件系统。
2. 硬件系统:利用3D打印技术制作植物形态测量装置,包括
植物夹持装置、摄像头和激光测距仪等。
3. 软件系统:开发植物形态参数测量软件,包括图像处理、数据分析和结果展示等功能。
4. 验证系统的有效性和准确性,通过与传统方法进行对比实验,评估系统的测量准确性和效率。
预期成果和影响:
1. 设计出一个基于3D打印技术的植物形态参数测量系统,能
够准确且高效地测量植物形态参数。
2. 提高植物形态参数测量的准确性和效率,节约人力和时间成
本。
3. 推动3D打印技术在植物学研究中的应用,促进植物学研究的发展。
总结:
本设计以3D打印技术为基础,研究了基于3D打印技术的植物形态参数测量系统。通过该系统的设计和实现,可以提高植物形态参数测量的准确性和效率,为植物学研究提供更可靠的数据支持。通过本设计的完成,也推动了3D打印技术在植物学等领域的应用,具有一定的实际意义和应用价值。
3D打印机的机械结构设计
3D打印机的机械结构设计
摘要:近年来,制造业为了不断提高自身产品的质量水平,大量应用3D打
印机设备进行产品制造,这种设备的应用,使得一些结构复杂的零件加工效率和
质量显著提升,也在一定程度上突破了传统工艺的局限性。在3D打印机中,基
于FDM工艺的3D打印机是一个重要的品类,但这类设备中,进口比例仍然较高,这就需要加强对其机械结构设计进行研究,推动其国产化进程,以解决技术依赖
问题。
关键词:3D打印机;机械结构;设计
引言
自2008年起,桌面式3D打印机进入了飞速发展的阶段,这主要是因为
reprap的开源技术得到了极大的推广应用,从而产生了多个制造桌面3D打印机
的知名企业。经过不断改进,在开源3D打印机的基础上逐渐出现了SLS、SLA、DLP、3DP等多种打印技术,对制造业的进步发展产生了重大意义。而3D打印机
的结构也出现了门架体系结构、双光轴结构、并联式结构等多种形式。
1基本结构的设计
结合实际需要,本次设计中设计人员的基本思路如下:首先,基于直角坐标
系的x轴和y轴,组成平面扫描运动框架;其次,在机构选用方面,x轴和y轴
的导轨均采用丝杠机构,z轴光杆则采用丝杆机构;最后,整体工作台选择三回
旋轴机构,该机构主要由伺服电机和转轴组成,作为3D打印机设备的驱动。基
于此设计可知,x、y、z3个方向的移动均通过丝杆加以控制,电机则为其各方向
的移动提供动力。其在实际加工部件的过程中,与普通打印机类似,均由系统控
制工作台的3个自由度旋转相应角度,以实现预期的3D打印环节。
2工作原理
3D打印机主要工作原理是通过电脑的切片软件将三维模型按照设置的层厚切成一层一层,再根据切片算法,把面化成线的填充,再转化为G代码。3D打印机控制软件通过串口通信的方式,把数据传送到3D打印机的主控板,主控板上的固件主要由G代码解释器组成,G代码解释器把数据流解释为3个驱动喷头运动的步进电机和1个挤料电机的运动,通过A4988驱动步进电机的运动。同时,它的温控系统用了PID闭环控制,可以把温度稳定地控制在某个值,从而保证塑料的熔化,使喷头能够均匀出丝。
3D打印机毕业设计
……………………. ………………. ………………… 山东农业大学
毕 业 论 文 题目: 3D 打印机设计 学 院 机电学院 专业班级 电气五班 届 次 2014届 学生姓名 姜云飞 学 号 指导教师 宋洪军 二O 一四年五月十二日 装
订
线
……………….……. …………. …………. ………
目 录
摘要 (Ⅰ)
Abstract (Ⅱ)
引言 (2)
1绪论 (2)
1.1 国内外3D打印机的研究现状 (2)
1.1.1 国外3D打印机的研究现状 (2)
1.1.2 国内3D打印机的研究现状 (3)
1.2 3D打印机的发展趋势 (3)
1.2.1 3D打印产业的未来发展前景 (3)
1.2.2 3D打印技术未来发展的主要趋势 (4)
1.3 3D打印机的工作原理及特点 (4)
1.4 发展创新与突破 (6)
2 总体方案及结构设计 (7)
2.1 引言 (7)
2.2 总体框架的设计 (8)
2.3 温度控制回路的设计 (8)
2.4 XYZ三方向控制电机的设计 (9)
2.5 喷头移动及喷出量调节的设计 (9)
3 机械结构 (10)
3.1 传动方式的选择 (10)
3.2 转动惯量的计算 (11)
3.3 喷头的选择 (12)
4 电机的选择 (13)
4.1 伺服电机和步进电机的对比 (13)
4.2 直流交流伺服电机对比 (15)
4.3 负载转矩的计算 (15)
4.4 打印速度的初步估计 (16)
5 传感器 (16)
5.1 温度传感器对比 (16)
5.2 机械位置传感器 (18)
5.3 压力传感器 (19)
6 3D打印机的优点及面临问题 (21)
3D打印机的机械结构设计
3D打印机的机械结构设计
2、中国海洋大学
山东省青岛市崂山区
摘要:近几年来,为进一步提高制造业产品质量,制造业中广泛使用3D打印设备,该
设备的使用,使某些复杂构件的加工效率与质量得到了极大的提高,并在某种程度上打破了
传统工艺的局限。其中,以FDM为代表的3D打印机是一种重要类型,但目前此类设备的进
口比重仍很大,亟需加大对其机构设计的研究力度,促进其国产化,以解决技术依赖性问题。
关键词:3D打印机;机械结构;设计
1.3D打印机整体机械结构设计
1.1.基本结构的确定
当前基于FDM工艺的3D打印机存在三种主要的结构形式,包括三角形结构、三角爪式
结构和矩形盒式结构,这些结构存在不同的优缺点,根据设计人员综合分析后,最终确定本
次设计基于矩形盒式结构进行。同时在传统矩形盒结构的基础上,考虑到大尺寸零件加工的
需要,对结构进行如下改进:
(1)该结构的Z轴传动模式调整为双螺纹传动;
(2)X,Y十字轴变更为高精度直线模组;
(3)应用步进电机为打印机提供动力。
1.2.打印机框架材料的选择
考虑到打印机框架的加工便利度和力学性能,本次选择工业铝型材作为打印机框架材料,其抗拉强度约为265MPa。在此基础上,为提高打印机框架的紧固程度,使用规格为4040角
码T型螺栓作为连接件进行紧固。
2.本次3D打印机的运动系统设计
2.1.三轴运动方式的分析和确定
考虑到本次设计的3D打印机的实际应用方向,在确定成型尺寸的前提下,应当尽可能
地缩小整机设备尺寸。基于此方面的需要,在本次设计中,选择如下运动方式:打印喷头与
X-Y平面进行复合运动,而工作平台在Z轴方向上独立运动。这种三轴运动模式与传统CNC
FDM彩色3D打印机系统设计与仿真
FDM彩色3D打印机系统设计与仿真
摘要:本文主要介绍了一种基于Fused Deposition Modeling(FDM)技术的彩色3D打印机系统的设计与仿真。该系统利用多个颜色喷头,通过控制打印材料的混合比例,实现对打印品颜色的精确控制。通过使用SolidWorks软件对整个
系统进行模拟和绘图,结合软件仿真模拟分析打印机中各个组件之间的互相作用,验证了该系统设计的可行性。
关键词:FDM技术;3D打印机;彩色打印;设计;仿真
1. 引言
随着3D打印技术的不息进步和应用推广,传统的单色3D打印逐渐不能满足人们对于打印品颜色丰富性的要求。彩色3D打
印技术应运而生,成为热门的探究和进步方向。而在彩色3D
打印技术中,FDM技术由于其简易、成本较低等优点,被广泛
应用于3D打印机中。本文将重点介绍基于FDM技术的彩色3D
打印机系统的设计与仿真。
2. 彩色3D打印机系统设计
彩色3D打印机系统主要由喷头组件、导轨组件、控制系统组
件和显示屏组件等部分组成。其中,喷头组件是整个系统的核心部分,其设计和性能直接影响着打印品的颜色质量和打印速度。在设计喷头组件时,需要思量多个颜色喷头的位置和安装方式,以及控制材料输送和混合比例的机构。
3. 打印材料选择与混合比例控制
为实现彩色打印,需要选择不同颜色的打印材料,并通过混合比例控制打印材料的组合,从而实现对颜色的精确控制。在材料选择方面,需要思量打印材料的相容性、光泽、韧性等特性,
以及颜色的稳定性和鲜艳度等因素。在混合比例控制方面,可以通过控制不同喷头中材料的输送速度和材料温度等参数,来实现对打印材料的混合比例控制。
3D打印机毕业设计
3D打印机毕业设计
概述
这份文档旨在介绍一个关于3D打印机的毕业设计项目。该项目将探索以下方面:
- 3D打印技术的原理和应用
- 毕业设计的目标和意义
- 设计方案和实施计划
- 预期的成果和评估方法
3D打印技术
首先,我们将简要介绍3D打印技术的原理和应用。3D打印技术是一种快速制造技术,可以通过一层一层地叠加材料来创建三维实体。它具有许多应用领域,如制造业、医疗领域和艺术等。
毕业设计目标和意义
接下来,我们将探讨毕业设计的目标和意义。本次毕业设计的目标是设计和构建一个能够根据输入的模型数据进行自动打印的
3D打印机。这将有助于为用户提供更便捷和高效的制造体验。此外,毕业设计的意义在于深入理解和应用3D打印技术,并为进一步的研究和发展提供基础。
设计方案和实施计划
在这部分,我们将介绍该毕业设计的设计方案和实施计划。设计方案包括硬件设计、软件开发和系统集成。具体而言,我们将选择适合的硬件设备,并开发相应的软件来实现模型数据的解析和控制。然后,我们将进行系统集成以确保各个组件能够协同工作。实施计划将包括各个阶段的时间安排和任务分配。
预期成果和评估方法
最后,我们将提出预期的成果和评估方法。预期的成果是一个完全能够自动打印的3D打印机原型,并且能够按照输入的模型数据进行准确的打印。评估方法将包括功能测试、性能评估和用户评价等方面,以验证该原型的可行性和优势。
结论
综上所述,这份文档介绍了一个关于3D打印机的毕业设计项目,包括了3D打印技术的原理和应用、毕业设计的目标和意义、设计方案和实施计划,以及预期的成果和评估方法。这个毕业设计项目将为进一步推动3D打印技术的研究和发展提供有力支持。
3d打印机毕业设计
3d打印机毕业设计
3D打印机毕业设计
近年来,随着科技的不断进步和应用的普及,3D打印技术成为了一个备受关注的热门话题。在这个快速发展的领域中,3D打印机毕业设计成为了许多学生的首选。本文将探讨3D打印机毕业设计的重要性、设计思路以及实践应用。
首先,我们来谈谈3D打印机毕业设计的重要性。随着3D打印技术的不断发展,它已经逐渐渗透到各个领域,如医疗、制造业、航空航天等。因此,对于毕业
生来说,掌握3D打印技术已经成为了一种竞争优势。通过进行3D打印机毕业设计,学生可以深入了解3D打印技术的原理、应用和发展趋势,提升自己的
专业素养和实践能力。
接下来,我们来探讨一下3D打印机毕业设计的设计思路。在进行3D打印机毕业设计时,学生需要首先明确自己的设计目标和需求。例如,他们可以选择设
计一台能够打印复杂结构的3D打印机,或者设计一种新型的3D打印材料。然后,学生需要进行相关的研究和实验,以了解当前的3D打印技术和市场需求。在设计过程中,学生可以参考已有的3D打印机设计,但也需要加入自己的创
新思想和独特之处。最后,学生需要进行实际的制造和测试,以验证自己的设
计理念和技术可行性。
除了设计思路,3D打印机毕业设计还需要考虑实践应用。随着3D打印技术的
不断发展,它已经在各个领域得到了广泛的应用。例如,在医疗领域,3D打印技术可以用于制造个性化的医疗器械和人体器官模型,为医生提供更好的诊断
和治疗方案。在制造业领域,3D打印技术可以用于制造复杂零件和原型,提高生产效率和降低成本。因此,通过进行3D打印机毕业设计,学生可以将自己
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3D打印机的设计
Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
3D打印机总体方案及结构
设计
题目: 3D打印机设计
专业班级机械电子工程1班
届次 2013届
学生姓名揭硕
学号
指导教师
二O一六年十月十二日
一、总体框架的设计
系统概述
系统由输人设备制定部分参数,从存储设备或者直接从计算机中得到事先建好的三维模型,由单片机对模型进行分析,切片,建立必要的支撑结构,再从单片机输出控制指令,控制喷头型材料融化,并通过一定的驱动电路驱动电机,带动喷头进行X、Y、Z三个方向的移动,并控制喷头的喷出系统调节喷出材料的多少。每打好一层,从外部设备读取下一层的参数,再打印下一层,直到全部模型完成。完成模型的打印之后,还需要后期的材料回收工作。
系统框架
输入设备、存储外设、上位机、温度传感器的测量值----单片机分析----温度控制回路、XYZ各方向电机控制、喷出量控制、显示设备打印耗材的选用
为了实现3 D打印机的功能,所选材料也很重要。既要由较低的熔点,也要有较好的粘滞性,同时也需要快速成型。综合考虑,我们最终选择了P L AA /B S耗材。
设计思路概述
ABS/PLA耗材熔点为230℃左右,分解温度260℃以上,故其通常成型
温度在250℃以下。控制回路使用温度传感器返回当前温度,反馈回路保
证了温度保持恒定,控制器统一使用了单片机来输出指令
(3)控制回路方框图如下:
设置的空气温度→单片机→D/A转换器→加热电路→当前温度→温度传感器→A/D转换器→单片机
x y z三方向控制电机的设计
采用化繁为简的思路,将三维打印转化为二维进而转化为一维打
印。即Z方向采用步进电机,由步进电机固定的给量算出所需的步进角,用这种方式将三维打印先转化为每一平面内的二维打印,再由Y方向也为步进电机带动,则每一平面内的二维打印又转化为很多条直线上的一维
打印。
喷头移动及喷出量调节的设计
熔融挤出系统对喷头系统的基本要求是:将成型料丝送人液化器中,在其中及时而充分地熔化,由固态变为熔融态,然后再进一步从更小
直径的喷嘴中以极细丝状挤出,按扫描路径堆积成型。而且送丝速度要与扫描速度相匹配,以保证均匀一致的材料堆积路径。成型工艺对喷头系
统的功能要求可以分解为以下几点:
1) 供应功能:将料丝从丝筒上拉出,提供成型材料;
2) 熔丝功能与料丝送进功能:将送进的固态料丝及时且充分地熔化成为熔融状态并将料丝送人液化器;
3) 流道功能:提供熔融态材料稳定流动的通道;
4) 定径功能:对挤出熔融态物料进行定径,变为满足要求的细小直径的丝材进行堆积;
5) 出丝速度匹配与出丝起停控制功能:出丝速度可控,能根据扫描速度进行调整,实现互相匹配。出丝应能根据路径扫描要求及时起停,以保证高质量的成型路径,尤其是在路径起停处。
在采用熔丝挤出方式的工艺原理时,就是借助液化器中未熔丝材的活塞作用,将熔融材料挤出喷嘴,出丝推力近似等于送丝驱动力,所以在此特定的工艺原理中,送丝功能和基础功能是等效的。
喷头实现方法设计
基于所选择的打印耗材,喷出技术采用熔融沉积成型技术,根据片层参数控制加热喷头沿模型断面层扫描,同时控制熔融液体的体积流量,使粘稠液体物料均匀地铺洒在断面层上。
液化器中使用电热丝提供热量使料丝熔融。熔融挤压快速成型工艺对温度的要求极其严格,喷头出丝温度和成型室的温度严格处于一定的温度范围之内,且一旦设定温度控制值之后,须保证其温度保持在平稳状态,不能产生较大的扰动,否则成型质量将受到影响。这就要求液化器温度必须保持稳定。因此,我们需要加入上述的温度控制回路来严格控制液化器的温度。
二、机械结构
传动方式的选择
直线导轨可分为:滚轮直线导轨和滚珠直线导轨两种,前者速度快精度稍低,后者速度慢精度较高。
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件,其主要功能是将旋转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反覆作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
1)与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3
由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。
2)高精度的保证
滚珠丝杠副是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的,特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。
3)微进给可能
滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。
4)无侧隙、刚性高
滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。
5)高速进给可能
滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。
转动惯量的计算
滚珠丝杠根据国家标准JB/T9893-1999 选用长度L=,公称直径
D=12mm,公称导程mmPh40
对本系统而言,丝杠传动折算到马达轴上的总惯量为:
Jt=Z1+1/i2[Z2+JS+JW]++=
其中i为两齿轮的传动比,此处取i=Z1/Z2=1
其他符号说明如下:
Z1——齿轮l 及其轴的转动惯量;J1=
Z2——齿轮2 的转动惯量,取J2=;
Js——丝杠转动惯量,×;
Jw----为工作台折算到丝杠上的动惯量;
W——工作台重量,工作台轻,取6kg;