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新颖装置将塑料垃圾制成3D打印机“墨水”

新颖装置将塑料垃圾制成3D打印机“墨水”

塑料制造3年月刊3Frontiers of Sci ence

科技前沿

新颖装置将塑料垃圾

制成3D 打印机“墨水”

据国外媒体报道,伴随着人们对3D 打印机的热情高涨,人们产生了2D 喷墨打印机时代的一个惯性思维——如何面对令人发狂的高成本和墨盒的低效率置换。目前,一位大学生最新设计F i labot ,该装置能够将所有家居塑料废物转变成为3D 打印机的“墨水”。3D 打印机熔化塑料细丝条成为粘性浆状物质,然后逐层打印形成各种类型的塑料组件,小物件和建筑模型。这种打印机是未来发展的趋势,我们只需按一下按钮便能打印出我们所想到的任何物体。至今为止,3D 打印机主要应用于塑料制品打印,并被一些工程师、设计师等“最先尝试者”广泛接受,并试着更好地改变世界。目前,这种打印机的成本已开始

降低,作为“墨水”的塑料细丝,一个2.2磅重的线轴价

格为50美元。

F i labot 是由大学生泰勒-麦克南希研制的,该装置可以放在桌子上,用于磨碎任何塑料垃圾,例如:牛奶壶、水瓶以及塑料包装等,形成塑料细丝用于打印3D 物

体。

之前“体验版”的F i labot 出售价格为350美元,面向公众的最终价格尚待公布,相信未来3D 打印机将普及大众家庭,人们可以十分便利地打印任何形状的物体,并

且能够很方便地获得“打印墨水”,这将意味着人们能

够回收利用劣质打印组件。

www.c n-p lastic s.n et 20142

3D打印机的软件系统组成部分

3D打印机的软件系统组成部分 主要由计算机、应用软件、底层控制软件和接口驱动单元组成。 1)计算机一般采用上位机和下位机两级控制。其中上位主控机一般采用配置高、运行速度快的PC机;下位机采用嵌入式系统DSP(数字信号处理器),驱动执行机构。上位机和下位机通过特定的通信协议进行双向通信,构成控制的双层结构。为提高数据传输速度和可靠性,上位机和下位机的接口可选用通信速率高,数据传输量大的PCI接口,实现多重复杂控制任务的高效性与协调运动。 上位机完成打印数据处理和总体控制任务,主要功能有: (1)从CAD模型生成符合快速打印成型工艺特点的数据信息; (2)设置打印参数信息: (3)对打印成型情况进行监控并接收运动参数的反馈,必要时通过上位机对成型设备的运动状态进行干涉; (4)实现人机交互,提供打印成型进度的实时显示; (5)提供可选加工参数询问,满足不同材料和加工工艺的要求。 下位机进行打印运动控制和打印数据向喷头的传送。它按照预定的顺序向上位机反馈信息,并接受控制命令和运动

参数等控制代码,对运动状态进行控制。 2)应用软件主要包括下列模块处理部分: (1)切片模块:基于STL文件切片模块; (2)数据处理:具有切片模块到打印位图数据的转换,打印区域的位图排版;对于彩色打印还需要对彩色图像进行分色处理; (3)工艺规划:具有打印控制方式,打印方向控制等模块; (4)安全监控:设备和打印过程故障自诊断,故障自动停机保护。 3)底层控制软件:主要用于下位机控制各个电机,以完成铺粉辊的平移和自转、粉缸升降、打印小车系统的X、Y 平面运动。 4)接口驱动单元:主要完成上位机与下位机接口部分驱动。 分层软件,就是把3D模型按照层厚设置按照Z轴方向分层,并得到G代码,供设备使用。基本上3D打印机都自带了控制软件,对于想自己开发3D打印机的朋友来说,已经有很多国外的免费或者开源的分层软件可以直接使用。

3D打印机的设计

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:

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

详解3D打印机控制原理

详解3D打印机控制原理 和通常我们见到的打印机一样,3D 打印机也是由控制电路、驱动电路、 数据处理电路、电源及输入输出模块这几个部分构成。重庆大学自动化学院罗 克韦尔实验室将闪铸AdventurerⅢ3D 打印机拆解开来,对其主要元器件逐个进行分析。 从外观来看,采用FDM 熔融层积成型技术面相的个人消费者的3D 打印机的结构并不复杂,甚至有点简陋,不过也正是这样的原因才能够将3D 打印机的 价格从几万甚至几十万美元降低到几千元人民币。目前,消费级的3D 打印机 主要都由PC 电源、主控电路、步进电机及控制电路、高温喷头和工件输出基 板这几个部分组成,外面用木板来固定,采用非密闭式铸模平台。我们测试的 这款闪铸AdventurerⅢ3D 打印机相对比较高端,不仅能够通过USB 连接线连接电脑进行打印控制,还能够插入储存有3D 模型文件的SD 卡,通过LCD 打印控制界面来进行控制打印。 我们可以看到其核心是一块采用ATmega1280-16AU(16MHz)8 位AVR 微处理器的主电路板,通过这块主电路板将处理后的3D 模型文件转换成 X、Y、Z 轴和喷头供料的步进电机数据,交给4 个步进电机控制电路进行控制,然后让步进电机控制电路控制工件输出基板的X-Y 平面移动、喷头的垂直移动和喷头供料的速度,比较精确地让高温喷头将原料(ABS 塑料丝)融化后一层一层地喷在工件输出基板上,形成最终的实体模型。 从硬件结构上来说,闪铸AdventurerⅢ3D 打印机并不复杂,成本也并不是太高,据重庆大学自动化学院副院长林景栋教授介绍其主控制电路成本也就 100 元左右,一套步进电机和控制电路的成本也在100 元左右,可加热的工件 输出基板和喷头成本也不是太高。在得知它配备的航嘉磐石355 电源售价超过

3D打印机的构造PDF.pdf

3D打印机的构造 文章来自在 Sat, Nov 17 2012 09:05:00 ? ? ? 300 查看 之前有篇blog中Frank为大家讲述了什么是3D打印,有很多朋友问我,可不可以对这个新奇的3D阐述得更为准确,其实Frank 也是学电子的,3D打印其实涉及得更多的是自动化与艺术设计造型,所以Frank在了解一定的3D打印后,为大家更详细地说说,3D打印的每个模块是如何工作以及一些简单的原理步骤介绍。

3D打印时代已经来到 什么是3D打印?举个简单的实例。假如你在虚拟游戏中看到一 个喜欢的人物或者宠物,而你又没有办法得到他,如果你有他的三维模型,那么3D打印机可以帮助你实现梦想,给你打印一个与你提供的模型完全一样的人物或者宠物,这就是3D打印机。 3D打印机又叫三维立体打印机,也可以称之为快速成型机,它是用液体或粉状塑料制造物品,能制造从牙刷到凉鞋等许多家庭用品。目前3D打印机在建筑设计、食品制作、微型模型、复杂结构、零配件、趣味模型等领域都已经有了一定的应用。 简单的3D打印原理

看了很多3D打印的视频和模型,你会被它神奇的克隆能力惊呆了,这太神奇了,完全是神奇的克隆机器嘛。这样的高科技到底是怎么工作的呢? 说起它的原理,它一点都不复杂,其运作原理和传统打印机工作原理基本相同,也是用喷头一点点“磨”出来的。只不过3D打印它的喷的不是墨水,而是液体或粉末等“打印材料”,利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。 下面我们就以Makerbot公司(这家公司的创始人之一Bre Pettis,曾经是一名普普通通的教师)的3D打印机为例来讲讲3D打印是怎么工作的。

3D打印机体系结构研究

打印机体系结构 PC机,三维设计软件,切片软件,控制程序都运行在上位机上面。底层控制主要负责打印的执行,控制器主板连接3D打印机所需要的所有不同的硬件到微控制器。主板需要特别的能承受大负载的转换硬件,以便转换到打印平台和挤出器加热端的高电流环境。主板要能读入温度传感器的输入信号,也要能从大电流电源生成整个系统的能源集线器。主板与每个轴的限位开关进行交互,并把打印头在打印前精准定位。微控制器可以和主板集成在一起也可以分离开来,它可以读取并解析温度传感器、限位开关等传感器,也可以通过电机驱动器控制电机,并转换到高负载通过晶体管电路。微控制器用分离的步进电机驱动器来控制电机。微控制器用Arduino开源硬件作为基础 电源等进行供电应,电压在 以上,整个打印机的最大消耗电源部件 打印工作流程及各部件关系 所示的控制结构下,3D打印机的工作流程如 模型的构建及模型的检查与修改器由三维设计软件来实现,模型的切片及计算刀具路径由切片软件来

图2 3D打印工作流程及各部件关系 [1]胡迪·利普森(美).3D打印:从想象到现实[M].北京:中信出版社,2013. [2]詹姆斯·凯利(美).3D打印就这么简单[M].北京:人民邮电出版社,2014. [3]中国机械工程学会.3D打印:打印未来[M].北京:中国科学技术出版社,2013. 崔万瑞(1973.02-),男,吉林德惠人,副主任,高级工程师,硕士,研究方向:数字化制造。 2)真空存在漏气,造成进气压力信号高于正常值, 使电脑发出增加喷油量的指令,进而造成氧传感器指示混 合气浓。 图3 首先仔细检查进气系统。当用水滴在1、2缸进气歧 管接口垫处时,水被很快吸入进气歧管,遂更换了进气歧 管接口垫。试车怠速正常,但发现加速时回火放炮。重复 检查进气系统,已不存在泄露。重新检测数据流,发现在 急加速时,氧传感器电压突然降到0.4V以下,指示混合气 稀,符合故障现象。故又做燃油压力测试无异常。经过以 上检查,此时考虑到喷油器急加速时喷油量不够,便更换 一个新的喷油器,故障排除。

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。 所以有: 所以运动可以转化为以(-B,A)为圆心,C为半径的圆,当z=O,

主流3D打印机结构对比

二、主流3D打印机结构对比 主流3D打印机其实有开源的reprap系列、Ultimaker 、printrbot 还有曾经开源的Makebot系类。我主要是从两方面考虑的: 1)我更多的是考虑结构的代表性,而不是品牌,reprap系列的打印机基本上是三角形的、而Ultimaker、makebot系类是矩形盒状、printrbot则是矩形支架状。 2)我考虑的我们下一步自己DIY打印机的难度。在精度与组装难度之间要取得一个平衡。我也知道3dsystem的机子精度高,效果好,但是价钱、组装等问题都不是我们DIY可以做到的。Rostock结构简单效果也不错,但是其固件调教需要较高的经验,同样不适合我们菜鸟DIY。 因此,基于上述两个原因,我就目前主流3d打印机进行对比,当然,这个是我自己的个人经验,供大家参考,有不同意见的我非常欢迎大家提出建设性意见和建议。 三角型结构的代表作 三角形是稳定与成本的完美结合,在我们DIY时无非就是考虑稳定和成本嘛,自然三角形结构是首选,在三角形结构中以reprap系列最为流行,而reprap的分支众多,现在比较流行的是mendel 、huxley 和Prusa这三个分支。其基本特点是机身侧边是一个三角形,三角形底部是放热床的地方,X轴在两个Z轴部件电机构成的平面上活动,而Z轴则与机身三角形的垂直中线重合。在打印机是由于热床在Y轴上前后移动会带着打印物体也前后移动,所以需要特别留意打印物体与热床的粘合度要牢固哦。 这种结构的优点是: 1)结构简单,组装、维修等都较为方便 2)对于丝杆、光轴的切割精度要求不高(两边有点多余量不会影响结构,因为两头都是开放的。) 3)需要的部件较少 其缺点是: 1)机体的制作精度较低,通常只能达到mm级,需要更高的精度需要很大的力气去调试的 2)打印时,打印物体随热床在Y轴前后移动 3)电源、控制板放的位置比较随意,不好看。 代表机型:Prusa i2,mendel 矩形盒式结构的代表作 这种结构的机器是目前市面上最为普及的机型,整个3d打印的发展来历程来看,这种形式的机器也是发展较为完整的机器,商业化程度最高。Makebot 、Ultimaker Mbot等机型都是此类的代表。这机器的特点是热床移动是沿Z轴移动的,物体定在热床上不会有XY 轴方向的移动,所以基本不用担心打印物体的在打印过程中出现位移情况。而且由于只需对喷头做XY轴移动,减轻喷头重量就可以条打印速度和打印精度(Ultimaker就是用这样的思路)。 优点: 1)打印精度、打印速度较高 2)安装精度高,因为采用激光切割技术,其精度可以轻松达到0.1mm 3)电源、电线等可以很好的收藏在机体内 缺点:

主流3D打印机结构对比

主流打印机其实有开源地系列、、还有曾经开源地系类.我主要是从两方面考虑地: )我更多地是考虑结构地代表性,而不是品牌,系列地打印机基本上是三角形地、而、系类是矩形盒状、则是矩形支架状.个人收集整理勿做商业用途 )我考虑地我们下一步自己打印机地难度.在精度与组装难度之间要取得一个平衡.我也知道地机子精度高,效果好,但是价钱、组装等问题都不是我们可以做到地.结构简单效果也不错,但是其固件调教需要较高地经验,同样不适合我们菜鸟.个人收集整理勿做商业用途 因此,基于上述两个原因,我就目前主流打印机进行对比,当然,这个是我自己地个人经验,供大家参考,有不同意见地我非常欢迎大家提出建设性意见和建议.个人收集整理勿做商业用途 三角型结构地代表作 三角形是稳定与成本地完美结合,在我们时无非就是考虑稳定和成本嘛,自然三角形结构是首选,在三角形结构中以系列最为流行,而地分支众多,现在比较流行地是、和这三个分支.其基本特点是机身侧边是一个三角形,三角形底部是放热床地地方,轴在两个轴部件电机构成地平面上活动,而轴则与机身三角形地垂直中线重合.在打印机是由于热床在轴上前后移动会带着打印物体也前后移动,所以需要特别留意打印物体与热床地粘合度要牢固哦.个人收集整理勿做商业用途 这种结构地优点是: )结构简单,组装、维修等都较为方便 )对于丝杆、光轴地切割精度要求不高(两边有点多余量不会影响结构,因为两头都是开放地.) )需要地部件较少 其缺点是: )机体地制作精度较低,通常只能达到级,需要更高地精度需要很大地力气去调试地 )打印时,打印物体随热床在轴前后移动 )电源、控制板放地位置比较随意,不好看. 代表机型:, 矩形盒式结构地代表作 这种结构地机器是目前市面上最为普及地机型,整个打印地发展来历程来看,这种形式地机器也是发展较为完整地机器,商业化程度最高. 、等机型都是此类地代表.这机器地特点是热床移动是沿轴移动地,物体定在热床上不会有轴方向地移动,所以基本不用担心打印物体地在打印过程中出现位移情况.而且由于只需对喷头做轴移动,减轻喷头重量就可以条打印速度和打印精度(就是用这样地思路).个人收集整理勿做商业用途 优点: )打印精度、打印速度较高 )安装精度高,因为采用激光切割技术,其精度可以轻松达到 )电源、电线等可以很好地收藏在机体内 缺点: )安装过程较为复杂、维修也较为困难 )丝杆、光轴加工精度要高与 )整机成本较高 代表机型:地系列系列系列 矩形杆式结构地代表作

3D打印机主要结构组成部件介绍

3D打印机主要结构组 成部件介绍 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

3d打印机主要结构组成部件介绍 3d打印机在整个系统中,主要系统是通过机械、控制及计算机技术等为一体的机电一体化系统。主要部件有:X-Y-Z 运动系统、喷头结构、数控模块、成型环境模块等组成。 X-Y-Z 运动是3D打印机进行三维制件的基本条件。X-Y 轴组成平面扫描运动框架,由伺服电机驱动控制喷头的扫描运动;Z 轴由伺服电机驱动控制工作台做垂直于X-Y 平面的运动。扫描机构具有良好的随动性几乎不受载荷,但运动速度较高,具有运动的惯性。Z 轴应具备一定的承载能力和运动平稳性。因此,在系统中,X 轴机构选用导轨---同步齿形带;Y 轴机构选用光杆---同步齿形带;Z 轴机构选用扭矩力较大的伺服电机驱动装置杆。 (1)成型工作缸:在缸中完成零件加工,工作缸每次下降的距离即为层厚。零件加工完后,缸升起,以便取出制造好的工件,并为下一次加工做准备。工作缸的升降由伺服电动机通过滚珠丝杆驱动。 (2)供料工作缸:提供成型与支撑粉末材料。 (3)余料回收袋:安装在成型机壳内,回收铺粉时多余的粉末材料。 (4)铺粉辊装置:包括铺粉辊及其驱动系统。其作用是把粉末材料均匀地铺平在工作缸上,并在铺粉的同时把粉料压实。 (5)喷头:在工作缸内喷射成型时的粘接剂,粘接不同层之间的粉料,是三维打印快速成型的关键部件。 (6)X-Y-Z三维传动系统:带动喷头小车在X,Y方向做二维平面运动,驱动成型工作缸和供料工作缸在Z轴方向做上下运动。 (7)机身和机壳:机身和机壳给整个快速成型系统提供机械支撑和所需的工作环境。

3d打印机结构_3d打印机分类

3d打印机结构_3d打印机分类 3d打印机简介3D打印机简称(3DP)是一位名为恩里科·迪尼的发明家设计的一种神奇的打印机,不仅可以“打印”一幢完整的建筑,甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品的形状。但是3D打印出来的是物体的模型,不能打印出物体的功能。 3D打印机又称三维打印机(3DP),是一种累积制造技术,即快速成形技术的一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中,机器会按照程序把产品一层层造出来。 3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料,堆叠薄层的形式有多种多样,可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。 3d打印机结构打开包装,一套3D打印机由3D打印机、12v变压器、工具包组成。工具包中包含了说明书、一卷测试用耗材、一个4G的SD卡还有一个内六角螺丝刀。 将变压器插入打印机后方的原型插孔、插上电源、打开电源开关就可以开启打印机。打印机正面上方是中文触摸屏,下方有一个SD卡插口,取出附带SD卡,插入插孔即可。初次使用机器需要剪掉合格证,以免影响打印。 黄色部分是打印头,下方是打印平台,打印平台需要粘贴3D打印专用的美纹纸,在出厂时已经贴好,如果纸张没有破损就不用重新粘贴。 打印机后面有耗材架和挤出机,耗材架平时可以收回,使用是拉开,可以将耗材挂上。 3d打印机分类第一类是FDM打印机,也是市场上见得比较多的打印机。今年差不多约六

3D打印机的构造

3D打印机的构造 文章来自叶晓劼在Sat, Nov 17 2012 09:05:00 ?Consumer applications ?Manufacture ?Instrumentation 300 查看 之前有篇blog中Frank为大家讲述了什么是3D打印,有很多朋友问我,可不可以对这个新奇的3D阐述得更为准确,其实Frank也是学电子的,3D打印其实涉及得更多的是自动化与艺术设计造型,所以Frank在了解一定的3D打印后,为大家更详细地说说,3D打印的每个模块是如何工作以及一些简单的原理步骤介绍。

3D打印时代已经来到 什么是3D打印?举个简单的实例。假如你在虚拟游戏中看到一 个喜欢的人物或者宠物,而你又没有办法得到他,如果你有他的三维模型,那么3D打印机可以帮助你实现梦想,给你打印一个与你提供的模型完全一样的人物或者宠物,这就是3D打印机。 3D打印机又叫三维立体打印机,也可以称之为快速成型机,它是用液体或粉状塑料制造物品,能制造从牙刷到凉鞋等许多家庭用品。目前3D打印机在建筑设计、食品制作、微型模型、复杂结构、零配件、趣味模型等领域都已经有了一定的应用。 简单的3D打印原理

看了很多3D打印的视频和模型,你会被它神奇的克隆能力惊呆了,这太神奇了,完全是神奇的克隆机器嘛。这样的高科技到底是怎么工作的呢? 说起它的原理,它一点都不复杂,其运作原理和传统打印机工作原理基本相同,也是用喷头一点点“磨”出来的。只不过3D打印它的喷的不是墨水,而是液体或粉末等“打印材料”,利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。 下面我们就以Makerbot公司(这家公司的创始人之一Bre Pettis,曾经是一名普普通通的教师)的3D打印机为例来讲讲3D打印是怎么工作的。

3D打印机扫盲帖(一)基础硬件知识与流行3D打印机结构对比

首先说明,这个帖子是属于知识普及贴,给初学者对3d打印机的机械结构有一个较为全面的了解。如果是老鸟的话,欢迎提宝贵建设性建议。这是我自己的一些经验体会和大家分享。我说的不一定是真理,但是是自己的经验,希望对大家有帮助。 前言 目前在*宝上买3D打印机的商家中,又各式各样的花多眼乱的3D打印机。在我看来,这些打印机所应用的原理,技术手段基本上是大同小异的。但是作为商家,肯定会对自己所卖的产品有些广告成分(这个无可厚非),作为消费者和使用者的我们来说,选择功能和价钱都合适自己的打印机才是最重要的。花2000块钱diy一台开源的或者花20000块钱买一台现成的CUBE 这个是个人选择。我们不需要在这里争这个,我们需要做的是对各种各样的打印机有所了解,知道优点、缺点,这样才可以作出最好的选择。 一、基础知识 1.3d打印机的是由下面这几个部件构成的: 1)机体框架:机体框架是各款打印机之间的最大差异的地方,总的所来有一个原则是不会违背的,就是结构的刚性!各款打印机都是主要采用三角形、矩形来作为机体结构的基本形状。因为打印机工作的时候,x轴、y轴是在不断的运动的,所以为了保证打印机的精度,所以喷头运动时的动量对机体的影响越小越好!解决方法就是减轻喷头质量和提高机体刚性。本文下部会详细说说各种机体的优缺点的。 2)机械轴 机械轴就是XYZ轴运动的部件,主要有3种类型: 直角坐标型:XYZ轴成互为直角样子的,XY轴通常是由同步带接步进电机来定位的,Z 轴则是由丝杆控制的。 三角爪型:其数学原理是跟直角坐标型一样,用笛卡尔坐标系原理的。只是将XY轴通过三角函数来映射到三个爪的位置上。

3D打印机的基本结构有哪些

近些年,3D打印技术快速发展,但是,3D打印技术并未被大多数人所熟知,始终蒙着一层神秘的面纱。其实,看似黑科技的3D打印技术其实并没有那么高不可攀,只要稍加学习动手DIY一台打印机并不是难事。今天我们就从3D打印机的基础结构入手,快速认识一台3D打印机的基础结构。 FDM 3D打印机结构通常包括: 1、框架 框架是3D打印机的骨干。通常工业用打印机都被灰色塑料所包围,但家用的则没有。早期使用木来做成支架,但现今大多采用亚克力或者是金属来打造支架。框架有开放式,半开放式以及封闭式。封闭式好处在于容易保持打印的环境温度,防尘以及防止手烫伤。 2、主控制器

主控制器相当于电脑CPU+内存+硬盘等,程序存放在主控制器的Flash内,通电后主控制器按照程序运行控制电机,显示内容,接受按键操作,通讯等。 3、电机 分X Y Z E轴,XYZ轴控制打印空间的位置,E轴控制耗材的挤出和回抽,通常采用步进电机。好的电机可以让打印细节更精准,有效减少振纹,模型表面更平滑细腻。创想三维采用强驱动步进电机,输出稳定噪音低,长时间运载不会出现变形及噪音问题,使用寿命长。 4、限位器 打印机XYZ轴可能会被手移动或者打印过程中丢步等。这样主控制器就无法正确得到打印头和平台所处的位置。通过让打印头和平台朝一个方向一直移动,然后使其撞击限位器,撞击限位器后主控制器获取到打印头和平台目前处于限位器的位置,通常将该位置设为坐标

0点,然后控制打印头和平台在允许的空间内移动,避免撞到机器边缘。限位器常用的有机械开关和光电开关。 5、喷嘴 喷嘴主要功能是加热材料,最后再靠电机的力来挤压丝,使的丝可以按照一定速率fhwjkf。大多数打印机采用0.4mm孔径大小的喷嘴。喷嘴孔径越小,精度越高,产品质量越好。孔径越大的喷嘴,打印速度越快。大多数打印机的喷嘴都能替换,因此我们可以按照我们意愿换上所需的喷嘴。

FDM型3D打印机设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/fe13354382.html, 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。

【工程师手册】3D打印机的结构及元器件

【工程师手册】3D打印机的结构及元器件 和通常我们见到的打印机一样,3D打印机也是由控制电路、驱动电路、数据处理电路、电源及输入输出模块这几个部分构成。重庆大学自动化学院罗克韦尔实验室将闪铸AdventurerⅢ3D打印机拆解开来,对其主要元器件逐个进行分析。从外观来看,采用FDM 熔融层积成型技术面相的个人消费者的3D打印机的结构并不复杂,甚至有点简陋,不过也正是这样的原因才能够将3D打印机的价格从几万甚至几十万美元降低到几千元人民币。目前,消费级的3D打印机主要都由PC电源、主控电路、步进电机及控制电路、高温喷头和工件输出基板这几个部分组成,外面用木板来固定,采用非密闭式铸模平台。我们测试的这款闪铸AdventurerⅢ3D打印机相对比较高端,不仅能够通过USB连接线连接电脑进行打印控制,还能够插入储存有3D模型文件的SD卡,通过LCD打印控制界面来进行控制打印。 我们可以看到其核心是一块采用ATmega1280-16AU(16MHz)8位AVR微处理器的主电路板,通过这块主电路板将处理后的3D模型文件转换成X、Y、Z轴和喷头供料的步进电机数据,交给4个步进电机控制电路进行控制,然后让步进电机控制电路控制工件输出基板的X-Y平面移动、喷头的垂直移动和喷头供料的速度,比较精确地让高温喷头将原料(ABS塑料丝)融化后一层一层地喷在工件输出基板上,形成最终的实体模型。 从硬件结构上来说,闪铸AdventurerⅢ3D打印机并不复杂,成本也并不是太高,据重庆大学自动化学院副院长林景栋教授介绍其主控制电路成本也就100元左右,一套步进电机和控制电路的成本也在100元左右,可加热的工件输出基板和喷头成本也不是太高。在得知它配备的航嘉磐石355电源售价超过200元后,自动化学院的廖孝勇老师笑着对我们说,这个电源可能是这款打印机里面硬件成本最高的配件。

3D打印机的构造

. 3D打印机的构造 Sat, Nov 17 2012 09:05:00 在叶晓劼文章来自 Consumer applications?Manufacture?Instrumentation?300 查看 之前有篇blog中Frank为大家讲述了什么是3D打印,有很多朋友问我,可不可以对这个新奇的3D阐述得更为准确,其实Frank 也是学电子的,3D打印其实涉及得更多的是自动化与艺术设计造型,所以Frank在了解一定的3D打印后,为大家更详细地说说,3D打印的每个模块是如何工作以及一些简单的原理步骤介绍。 . . 3D打印时代已经来到 什么是3D打印?举个简单的实例。假如你在虚拟游戏中看到一

如果你有他的个喜欢的人物或者宠物,而你又没有办法得到他,打印机可以帮助你实现梦想,给你打印一个3D三维模型,那么打印机。与你提供的模型完全一样的人物或者宠物,这就是3D 打印机又叫三维立体打印机,也可以称之为快速成型机,它3D 能制造从牙刷到凉鞋等许多家庭是用液体或粉状塑料制造物品,打印机在建筑设计、食品制作、微型模型、复杂3D用品。目前结构、零配件、趣味模型等领域都已经有了一定的应用。 3D简单的打印原理. . 看了很多3D打印的视频和模型,你会被它神奇的克隆能力惊呆了,这太神奇了,完全是神奇的克隆机器嘛。这样的高科技到底是怎么工作的呢? 说起它的原理,它一点都不复杂,其运作原理和传统打印机工作原理基本相同,也是用喷头一点点“磨”出来的。只不过3D打印它的喷的不是墨水,而是液体或粉末等“打印材料”,利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。 下面我们就以Makerbot公司(这家公司的创始人之一Bre

3D打印机主要结构组成部件介绍

3D打印机主要结构组成 部件介绍 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

3d打印机主要结构组成部件介绍 3d打印机在整个系统中,主要系统是通过机械、控制及计算机技术等为一体的机电一体化系统。主要部件有:X-Y-Z 运动系统、喷头结构、数控模块、成型环境模块等组成。 X-Y-Z 运动是3D打印机进行三维制件的基本条件。X-Y 轴组成平面扫描运动框架,由伺服电机驱动控制喷头的扫描运动;Z 轴由伺服电机驱动控制工作台做垂直于X-Y 平面的运动。扫描机构具有良好的随动性几乎不受载荷,但运动速度较高,具有运动的惯性。Z 轴应具备一定的承载能力和运动平稳性。因此,在系统中,X 轴机构选用导轨---同步齿形带;Y 轴机构选用光杆---同步齿形带;Z 轴机构选用扭矩力较大的伺服电机驱动装置杆。 (1)成型工作缸:在缸中完成零件加工,工作缸每次下降的距离即为层厚。零件加工完后,缸升起,以便取出制造好的工件,并为下一次加工做准备。工作缸的升降由伺服电动机通过滚珠丝杆驱动。 (2)供料工作缸:提供成型与支撑粉末材料。 (3)余料回收袋:安装在成型机壳内,回收铺粉时多余的粉末材料。 (4)铺粉辊装置:包括铺粉辊及其驱动系统。其作用是把粉末材料均匀地铺平在工作缸上,并在铺粉的同时把粉料压实。 (5)喷头:在工作缸内喷射成型时的粘接剂,粘接不同层之间的粉料,是三维打印快速成型的关键部件。 (6)X-Y-Z三维传动系统:带动喷头小车在X,Y方向做二维平面运动,驱动成型工作缸和供料工作缸在Z轴方向做上下运动。

(7)机身和机壳:机身和机壳给整个快速成型系统提供机械支撑和所需的工作环境。

主流3D打印机结构对比

二、主流3D 打印机结构对比 主流3D 打印机其实有开源的reprap 系列、Ultimaker 、printrbot 还有曾经开源的Makebot 系类。我主要是从两方面考虑的: 1)我更多的是考虑结构的代表性,而不是品牌,reprap 系列的打印机基本上是三角形的、 而Ultimaker 、makebot 系类是矩形盒状、printrbot 则是矩形支架状。 2)我考虑的我们下一步自己DIY 打印机的难度。在精度与组装难度之间要取得一个平衡。我也知道3dsystem 的机子精度高,效果好,但是价钱、组装等问题都不是我们DIY 可以做到的。Rostock 结构简单效果也不错,但是其固件调教需要较高的经验,同样不适合我们菜鸟DIY 。 因此,基于上述两个原因,我就目前主流3d 打印机进行对比,当然,这个是我自己的个人经验,供大家参考,有不同意见的我非常欢迎大家提出建设性意见和建议。 三角型结构的代表作三角形是稳定与成本的完美结合,在我们DIY 时无非就是考虑稳定和成本嘛,自然三角形结构是首选,在三角形结构中以reprap 系列最为流行,而reprap 的分支众多,现在比较流行的是mendel 、huxley 和Prusa 这三个分支。其基本特点是机身侧边是一个三角形,三角形底部是放热床的地方,X 轴在两个Z 轴部件电机构成的平面上活动,而Z 轴则与机身三角形的垂直中线重合。在打印机是由于热床在Y 轴上前后移动会带着打印物体也前后移动,所以需要特别留意打印物体与热床的粘合度要牢固哦。 这种结构的优点是: 1)结构简单,组装、维修等都较为方便 2)对于丝杆、光轴的切割精度要求不高(两边有点多余量不会影响结构,因为两头都是开放的。) 3)需要的部件较少 其缺点是: 1)机体的制作精度较低,通常只能达到mm 级,需要更高的精度需要很大的力 气去调试的 2)打印时,打印物体随热床在Y 轴前后移动 3)电源、控制板放的位置比较随意,不好看。 代表机型:Prusa i2,mendel 矩形盒式结构的代表作 这种结构的机器是目前市面上最为普及的机型,整个3d 打印的发展来历程来看,这种形式的机器也是发展较为完整的机器,商业化程度最高。Makebot 、Ultimaker Mbot 等机型都是此类的代表。这机器的特点是热床移动是沿Z 轴移动的,物体定在热床上不会有XY 轴方向的移动,所以基本不用担心打印物体的在打印过程中出现位移情况。而且由于只需对喷头做XY 轴移动,减轻喷头重量就可以条打印速度和打印精度(Ultimaker 就是用这样的思路)。 优点: 1)打印精度、打印速度较高 2)安装精度高,因为采用激光切割技术,其精度可以轻松达到0.1mm 3)电源、电线等可以很好的收藏在机体内 缺点:

3D打印机的主要技术平台与优缺点

3D打印机的主要技术平台及优缺点 3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术,从成型工艺上看,3D打印技术突破了传统成型方法,通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合,无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型,这使得产品的设计生产周期大大缩短,生产成本大幅下降。3D打印,俗称“三维打印技术”或“快速制造技术”,是对一系列“增材制造”技术的总称。 那么,3D打印技术主要分为哪几种,优缺点是什么呢?以下详细说明: 一、FDM:熔融沉积成型工艺 熔融沉积成型工艺(Fused Deposition Model-ing, FDM)是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。该技术于1988年发明,随后Stratasys公司成立并在1992年推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者(3DModeler)”,这也标志着FDM技术步入商用阶段。国内的清华大学、北京大学、北京殷华公司、中科院广州电子技术有限公司都是较早引进FDM技术并进行研究的科研单位。FDM工艺无需激光系统的支持,所用的成型材料也相对低廉,总体性价比高,这也是众多开源桌面3D打印机主要采用的技术方案。 FDM成型原理:熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积,它将丝状的热熔性材料进行加热融化,通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。喷头可以沿X轴的方向进行移动,工作台则沿Y轴和Z轴方向移动(当然不同的设备其机械结构的设计也许不一样),熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度,然后重复以上的步骤直到工件完全成型。下面我们一起来看看FDM的详细技术原理(如图1)。

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