FDM型3D打印机设计

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FDM型3D打印机设计

作者：胡健邱鹏飞

来源：《科技风》2018年第25期

摘要：快速成型（FDM）是一种使用热塑性的塑胶材料将材料压成半熔融形态的细长丝状，然后将材料一层一层叠加从3 DCAD数据内建立原型的技术。本文在介绍快速成型（FDM）打印机基本内容的基础上，重点介绍了它的运行机制和机器结构，还对他的结构进

行了详细的分析。自制的FDM 3D打印机遵循3D打印机的标准设计思思路同时，设计人员可以在实践中不断修改和优化设计方案，以满足创新和创新的需要。

关键词：3D打印机；FDM技术；快速成型

目前，以3D打印为技术核心的“第三次工业革命”在全世界兴起了一股数字化制造业的热潮，随着中国等一批新兴国家不断向该领域进军，发达国家对3D打印技术的独导地位正在不断的减弱。本文主要介绍3D打印机的工作原理及性质，进而分析其结构组成，侧重研究分析机械部分三维打印端头的结构和影响打印端头精度的因素。最后结合电机的运动规律与机床的运动机构，设计出最完善的方案并制作成型。

1 FDM型3D打印机打印原理及结构分析

1.1 打印原理及过程

原理：快速成型技术的基本原理是先用软件画出产品的三维CAD模型，以设定好基本参数，取合理的的厚度对模型进行切片处理，即将3D模式转化为一步步的指令，一层层执行。机器加热喷头根据每一层的二维截面信息进行移动，送丝机构将丝材送往喷头，在喷嘴部件旁，塑胶丝体被充分加热到熔点并熔化，随后从喷嘴中加压成型，并将成型材料防止在工作台表面，然后在工作台上降温固化。，形成模型的一层。打印结束后，工作台面就会降低与该层厚度大小相同的高度。之后一直按照这个过程重复打印，直到整个实体模型完成打印为止。

过程：CAD三维建模→CAD模型的近似处理→切片处理→造型→后处理

1.2 结构分析

框架设计分析：采用了铝型材组装了打印机的基本框架。通过三轴联动平台、步进电机运动滑块、传动丝杠、导向光杆等部件组成基础传动系统，满足打印机在X、Y、Z三个方向的运动控制。