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毕设 3D打印机(精版)

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毕业论文

巧克力挤出式3D打印机结构设计

学生姓名:

专业班级:

指导教师:

学院:机电工程学院

2015年6月

巧克力挤出式3D打印机结构设计

摘要

随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用于生活当中,3D打印技术也将被推向更高的层面。如今人们物质生活丰富,更多人们追求个性的生活。喜欢一些DIY设计,把自己喜欢的图案作为服饰或者食物的形状。鉴于3D 打印的流行和人们个性的追求,设计一款巧克力3D打印机是非常有前景的。

本设计基于快速成型技术的基本原理,对于普通3D打印机结构加以研究,特别对打印的材料和材料输出的方式加以设计和改进。在普通的挤出式打印机基础上进行优化设计,以巧克力为打印材料,先通过计算机建模软件建模,再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面,通过单片机读出截面的信息,由单片机指导三个坐标滑台运动和控制挤出头挤出量。本次设计的巧克力挤出式3D打印机主要为机械结构,由X、Y、Z坐标滑台、挤出头、滚珠丝杆副、直线导轨,箱体等部分组成。其中X、Y、Z坐标滑台是来实现三个自由度的运动,分别由三个步进电动机驱动,滚珠丝杠副传递运动,使坐标滑台在直线导轨上做直线运动。

最后设计出箱体结构设计比较简洁,容易实现桌面化。设计出能打印长200 mm,宽200 mm,高100 mm的巧克力3D打印机。

关键词3D打印机;快速成型;结构设计

3D printer structure design of extrusion of chocolate

Abstract

With the further development of intelligent manufacturing, new information technology, control technology, materials technology has been widely used in daily life, 3D printing technology will be promoted to a higher level. Now people rich material life, more and more people the pursuit of individual life. Like some DIY design, their love pattern as clothing or food shape. In view of the 3D print popular and people's pursuit of personality, the design of a 3D chocolate printer is very promising.

The basic design principle of rapid prototyping technology based on 3D structure, for ordinary printer to be studied, especially for the printing of materials and material output mode design and improvement. To optimize the design of extrusion type printer based in common, with chocolate for printing materials, through the modeling of computer modeling software, and then built the 3D model of "partition" layer by layer section, read the section of the information through the MCU, MCU instruction by three coordinate slider movement and control of extrusion head extrusion amount. The design of the extrusion type 3D chocolate printer mainly for mechanical structure, composed of X, Y, Z coordinates, the extrusion head slide, ball screw, linear guide, case etc.. The X, Y, Z coordinates of the slide is to realize three degrees of freedom of movement, which is composed of three stepper motor driven ball screw transmission, movement, coordinate slider motion in a straight line on the linear guide rail.

The structure design is simple, easy to implement desktop. Designed to print length 200 mm, width 200 mm, 100 mm 3D chocolate printer.

Keywords :3D printer; rapid prototyping; structure design

目录

摘要

Abstract

目录............................................................................................................................................ I V 1 前言 (1)

1.1 研究背景 (1)

1.1.1 研究目的 (2)

1.1.2 研究意义 (2)

1.2 研究方法和内容 (3)

1.2.1 研究方法 (3)

1.2.2 研究的主要内容 (3)

2 整体结构和工作原理 (4)

2.1 设计参数 (4)

2.2 工作原理分析 (4)

2.3 整体结构组成 (5)

2.4 整体方案设计与分析 (6)

2.4.1 滑台部件设计 (6)

2.4.2 挤出部件设计 (8)

2.4.3 机架部分设计 (9)

2.5 总装图 (10)

3 重要零件的设计计算和校核 (11)

3.1 电机的选择 (11)

3.2 联轴器的选择 (12)

3.3 挤出装置部件的设计计算 (13)

3.3.1 螺杆的设计 (13)

3.3.2 机筒的设计 (14)

3.3.3 螺杆的强刚度校核 (15)

3.4 轴的计算和校核 (16)

3.4.1 初估轴颈 (16)

3.4.2 轴的刚度校核 (17)

3.5 轴承寿命的计算 (18)

3.5.1 初选轴承型号 (18)

3.5.2 计算轴承的当量动载荷 (18)

3.5.3 轴承的寿命计算 (19)

4 基于SolidWorks的各部分机械结构设计 (20)

4.1 直线滑台的三维设计 (20)

4.2 挤出装置的机构设计 (20)

4.3 机架本体的结构设计 (21)

4.4 整体装配图结构 (22)

结论 (23)

参考文献 (24)

致谢 (25)

1 前言

1.1 研究背景

随着时代的进步,我们的生活水平日渐提升,同时,人口也在急剧的增长,我们需要越来越多的物品来满足物质生活条件。这就势必造成我们对物品的要求也会越来越高,做工精细、独特且非量产的物品会受广大人们的喜爱。如今,我们拥有了3D打印这一先进的技术,我们可以通过3D打印机来打印各种我们所需要的、想要的。3D打印技术应用面广,它可以用于医疗行业、科学研究、产品模型、建筑设计、制造业及食品等,前景广泛[1]。

3D打印技术,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机则出现在上世纪90年代中期,即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置[2]。它与普通打印机工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“印材料”,与电脑连接后,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。如今这一技术在多个领域得到应用,人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。经过十多年的探索和发展,3D打印技术有了长足的进步,目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi 的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率,并可实现24位色彩的彩色打印。

目前,在全球3D打印机行业,美国3DSystems和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外,在此领域具有较强技术实力和特色的企业、研发团队还有美国的Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。3D Systems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后,3D Systems奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司2010年与传统打印行业巨头惠普公司签订了OEM合作协议,生产HP品牌的3D打印机。继2011年5月收购Solidscape公司之后,Stratasys又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并[3]。当前,国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。在欧美发达国家,3D打印技术已经初步形成了成功的商用模式。如在消费电子业、航空业和汽车制造业等领域,3D 打印技术可以以较低的成本、较高的效率生产小批量的定制部件,完成复杂而精细的造型[4]。另外,3D打印技术获得应用的领域是个性化消费品产业。如纽约一家创意消费品公司Quirky通过在线征集用户的设计方案,以3D打印技术制成实物产品并通过电子市场销售,每年能够推出60种创新产品,年收入达到100万美元[5]。

自20世纪90年代以来,国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面都有一定的科研优势;华中科技大

学在分层实体制造工艺方面有优势,并已推出了HRP系列成型机和成型材料;西安交通大学自主研制了三维打印机喷头,并开发了光固化成型系统及相应成型材料,成型精度达到40.2mm;中国科技大学自行研制了八喷头组合喷射装置,有望在微制造、光电器件领域得到应用[6]。但总体而言,国内3D打印技术研发水平与国外相比还有较大差距。

近年来,国内企业已实现了3D打印机的整机生产和销售,这些企业共同的特点是由海外归国团队建立,规模较小,产品技术与国外厂商同类产品相比尚处于低端。目前,国产3D打印机在打印精度、打印速度、打印尺寸和软件支持等方面还难以满足商用的需求,技术水平有待进一步提升。在服务领域,我国东部发达城市已普遍有企业应用进口3D打印设备开展了商业化的快速成型服务,其服务范围涉及到模具制作、样品制作、辅助设计、文物复原等多个领域。与内地相比,我国港台地区3D打印技术引入起步较早,应用更为广泛,但港台主要着重于技术应用,而非自主研发[7]。

1.1.1 研究目的

随着科学技术的发展和不断进步,人们对生活的质量要求越来越高,需求也越来越特别,总喜欢设计出自己想要的东西,而不是个商店里卖个固定的种类。巧克力是人们日常生活中常见的食品,也是节日里送朋友恋人的最佳礼物。人们如果能根据自己的想法设计出自己想要的图案,或者写一些有意义的话。将这些创意应用在3D打印机上,用3D打印机将这些创意打印成巧克力,再将其作为礼物送给别人。这无疑将受到大家的青睐。而且设计出的巧克力打印机比较轻便,适合于家庭使用,这样就可以在家自己制作DIY巧克力了。3D巧克力打印机的研制将科学技术的进步带入了普通的人们生活中,大大地提高了人们的生活质量。

通过本次设计研究,将传统的3D打印机进行改进和创新,使其在不需加热和冷却等复杂情况下,能打印出形式各种各样的巧克力作品。设计的巧克力挤出打印机,具备普通的3D打印机的功能和结构,同时应用现在所学的知识进行设计改进。一方面可以将快速成型技术进行改进设计,同时,另一方面,对于自身而言也是将理论知识运用于实践的举措。对于3D打印机,特别是挤出式的3D打印机有更进一步的了解和掌握。

1.1.2 研究意义

本次研究设计通过改进原有三维打印机复杂性方案,从而改善结构的工艺性。与传统模型制作相比,3D打印具有传统模具制作所不具备的优势,主要表现如下:制作精度高,经过20年的发展,3D打印精度有了大幅度的提高。目前市面上的3D打印成型的精度基本上都可以0.3 mm以下。制作周期短,传统模型制作往往需要经过模具的设计模具的制作制作模型修整等工序,制作的周期长。而3D打印则去除了模具的制作过程,使得模型的生产时间大大缩短,一般几个小时甚至几十分钟就可以完成一个模型的打印。可以实现个性化制作[8]。对于传统模型的制作,个性化模型的生产就显得力不从

心,或者是成本高昂。而3D打印对于打印的数量没有限制,不管是一个还是多个,都可以以相同的成本制作出来。制作材料的多样性。一个3D打印系统往往可以实现不同材料的打印,而这种材料的多样性可以满足不同领域的需要。比如金属石料高分子材料都可以应用于3D打印[9]。制作成本相对低。虽然现在3D打印系统和3D打印材料比较贵,但是如果用来制作个性化产品,其制作成本就相对较低了加上现在新的材料不断出现,其成本下降将是未来的一种趋势。发展创新与突破,3D打印被用作经济学人杂志封面,主题为看制造业新技术如何改变世界,详细介绍了3D打印的历史和发展,可见人们对于3D打印成为一项可以改变世界的影响力日益关注[10]。而3D打印的价值体现在想象力驰骋的各个领域,人们利用3D打印为自己所在的领域贴上了个性化的标签。

1.2 研究方法和内容

1.2.1 研究方法

第一,分析相关资料法。首先应该对于国内外的研究和发展的现状有所设计和了解掌握,对于相关的信息进行分析,和归纳。通过对期刊、历史的资料和相关的文献等有关材料进行翻译和分析掌握,来获得巧克力挤出式3D打印机系统的一些发展现状。

第二,学习法。请教毕业设计的指导老师,请教学校里有关方面的专家,与同学进行讨论,思考,到实地观察和分析现有的3D打印机的优点,主要还有那些不足之处,进行学习和不断地改进创新。

第三,调查法。走访一些3D打印机的销售处,去访问一些相关公司的网页,对实体有了进一步的观察和了解,记录相关的数据。到实地拍摄,考察,研究现有的3D打印机。并且,根据自己的观察,做成一些方案。

通过以上的研究方法,总结出巧克力挤出式3D打印机的研究路线:

分析国内外的研究背景情况→查找相关的资料→市场调查和研究分析→做出具体的设计方案→绘制相关的图纸→进行意见的反馈→修改相关的图纸。

1.2.2 研究的主要内容

本课题主要研究内容如下:

(1)对于巧克力挤出式3D打印机在设计过程中,所遇到的一些重大问题进行科学合理的分析,并且提出个性的解决方案。

(2)针对快巧克力挤出式3D打印机的机构进行设计分析,主要的,特别是在巧克力挤出头的结构设计。在普通3D打印机的基础上,进行适当地设计与改进。再根据实际需要来进行加工机构的分析,并且,对于具有决定意义的零部件进行刚度校核,和强度的校核。

2 整体结构和工作原理

2.1 设计参数

巧克力挤出式3D打印机一般由机械结构系统,单片机控制脉冲系统和三维建模软件系统三大出式3D打印机的设计主要分为这样几个部分。首先是三个自由度上的直线运动,通过步进电机带动滚珠丝杆螺母副实现工作台或挤出头的移动。其次是挤出头部分,也是此设计的重点。此次设计的挤出头类似于单螺杆泵结构,挤出原理是由步进电机经由联轴器带螺杆转动,从而使得腔体里有一个体积差,形成压力差,使得输入的巧克力能以一个相对稳定的速度从挤出头里挤出[11]。另外是工作台部分。工作台是电机分别带动滚珠丝杆螺母副实现XY两个方向的运动。最后就是打印机的主体部分,由立板,支撑板,折板等构成,组成机床的大致框架。巧克力挤出式3D打印机的主要技术参数如表2-1:

表2-1 巧克力挤出式3D打印机的主要技术参数

工作台尺寸打印尺寸截面精度厚度精度

400×400mm200×200×100mm0.01mm×0.01mm0.005mm

2.2 工作原理分析

巧克力挤出式3D打印机的工作原理是这样的。首先xyz的滑台组是实现工作台或挤出头的直线移动。滚珠丝杠副的原理如图2-1所示,通过步进电机连接联轴器,带动丝杆转动,从而实现滑台和工作台的直线运动。通过步进电机的输入端输入不同大小频率的脉冲,由于步进电机的步距角很小,一般为0.9度或1.8度,这样就可以由步进电机输出平稳精度高的直线运动[12]。

图2-1 滚珠丝杠副

螺杆泵由步进电机带动转动,从而使得螺杆转动。螺杆泵的结构如图2-2所示,泵的主要部件是转子(螺杆)和定子(螺腔)。转子是一根单头螺旋的钢转子;定子是一

个通常由弹性材料制造的、具有双头螺旋孔的定子。转子在定子内转动。泵内的转子是呈圆形断面的螺杆,定子通常是泵内具有双头螺纹的橡皮衬套,螺杆的螺距为橡皮套的内螺纹螺距的一半。螺杆在橡皮内作行星运动,螺杆通过平行销联轴节(或偏心联轴器)与电机相连来转动的[13]。

1.出料腔

2.拉杆

3.螺杆套

4.螺杆轴

5.万向节总成

6.吸入管

7.连节轴 8、9.填料压盖 10.轴承座 11.轴承盖 12.电动机 13.联轴器 14.轴套 16.传动轴 17.底座

图2-2 单螺杆泵结构

螺杆与橡皮套相配合形成一个个互不想通的封闭腔。当螺杆转动时,封闭腔沿轴向有吸入端向排出端方向运动,封闭腔在排出端消失,同时在吸入端形成新的封闭腔。螺杆作行星运动使封闭腔不断,向前运动以至消失,即将料液向前推进,从而产生抽吸料液的作用[14]。

2.3 整体结构组成

巧克力挤出式3D打印机主要有三部分组成,如图2-3所示:

图2-3 总体结构

(1)挤出部分。由动力装置、机架、传动机构、螺杆组成。

(2)三方向运动部分。由动力装置、机架、传动装置、丝杠螺母副等部件组成。

(3)机架部分。由支撑架、固定板、工作台面等部分组成。

2.4 整体方案设计与分析

在本次设计和研究的过程中,我们充分考虑了该打印机在使用的通用性,可以适用多种类似巧克力材料,如蛋糕、奶油等。机械结构最大限度,采用了外购件,包括标准件和通用件,并且经过了标准化的检验,这就使得机械结构零部件的标准化系数已经符合国家的标准。通用零部件已经过长期的可靠性的验证,在技术已经十分的成熟。同时,该机械结构十分简单,具有广泛的适用性和实用性。

2.4.1 滑台部件设计

(1)电机选择:由于本次巧克力挤出式3D打印机的设计为简化的设计,在减速器方面没有过多的设计。我们对于电机的要求较高。在步进电机和伺服电机选择,分析它们的性能如下:

①、控制精度不同。两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°;德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。

②、低频特性不同。步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。

③、矩频特性不同。步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。

④、过载能力不同。步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载

能力。以松下交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。

⑤、运行性能不同。步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。

⑥、速度响应性能不同。步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA 400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合[15]。

综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但伺服电机的成本远高于步进电机。在考虑设计的经济性时,我们选择步进电机作为运动源。

电机功率和转矩较小,但是要求精度较高,步矩角小,分辨率高,同时体积和质量要小。最后选型为LC57HS0601步进电机。

(2)联轴器选择:联轴器连接电机输出轴和丝杆轴,输出的转矩不大,可按照电机轴和丝杆轴的轴径选择联轴器型号。根据GB/T 5272-2002《梅花形弹性联轴器》选用最基本型LM1-MT1。

(3)丝杆螺母副设计:滚珠丝杠副是由丝杠及螺母二个配套组成的。是目前传动机械中精度最高也是最常用的传动装置。根据设计的工作台尺寸400×400 mm,所以丝杆的长度为400 mm。丝杆和光杆配合使用支撑滑台,由于丝杆光杆承受的力较小,初 mm。滚珠丝杠的基本参数公称直径16 mm,公称导程2.5 mm,精度7选其直径为16

级。根据GB/T 17587.2-1998选择滚珠丝杠型号为GB17587-16×2.5×380[16]。滚珠丝杠副的安装方式选择两端铰支,如图2-4(a)、(b)所示。此结构简单,轴向刚度小,适用中等回转刚度。两根光杆和丝杠配合,滚珠丝杠螺旋转动带动螺母滑台直线移动,运动如图2-4(c)所示。

图2-4 滑台组

2.4.2 挤出部件设计

(1)电机选择

挤出头挤出熔体巧克力时需要运动平稳,精度要求高,根据上节的电机选择分析可选择步进电机,厚度精度为0.005 mm,需要选择精度更高的步进电机。选型57BYGH002。

(2)偏心联轴器设计

单螺杆泵的工作原理是偏心单头螺旋的转子(螺杆)在双头螺旋的定子孔(螺腔)内绕定子轴线作行星回转。在传动轴和螺杆之间需要有个偏心联轴器连接。此设计为简化设计,设计出的偏心联轴器基本结构如图2-5所示,螺杆具有单头螺纹,其任意截面皆为半径为R的圆,截面的中心位于螺旋线上且与螺杆的轴心线偏离一个偏心距e,绕轴旋转且沿轴向移动而形成的[17]。

图2-5 偏心联轴器

(3)传动轴及螺杆设计

按挤出头的设计,电机输出后连接联轴器,再传给传动轴,在传动轴上需要有轴承支撑,传动轴设计如图2-6所示,L1段连接联轴器,L2段用于轴承支撑,L3段连接偏心联轴器。

图2-6 传动轴

单螺杆挤出机是由一根阿基米德螺杆在料筒中旋转构成,单螺杆挤出机的大小一般用螺杆的直径来表示。螺杆是挤出机的关键部件,各啮合螺杆之间以及螺杆与缸套间的间隙很小,在泵内形成多个彼此分隔的容腔,转动时,下部容腔V增大,吸入液体,然后封闭;封闭容腔沿轴向推移,新的吸入端形成,一个个的封闭容腔移动,液体就不断被挤出。螺杆结构如图2-7所示,螺杆的直径(D)与长径比(L/D)是螺杆的基本参数[18]。

图2-7 螺杆

(4)挤出装置的整体设计

挤出装置的原理是利用螺杆泵的相互啮合空间容积变化来输送熔体巧克力的。螺杆泵有单螺杆、双螺杆和多螺杆等几种。按螺杆的安装位置可分为卧式和立式两种。本设计所用到的是单螺杆立式安装,整体设计就如图2-8所示。

图2-8 挤出装置

2.4.3 机架部分设计

在本次设计的机架部分,主要包括底座支板,立板和悬臂板。底座支板上分布有X 进给方向的滑台组,主要是起支撑作用,立板固定在底座支板上。在立板上布置Y轴的滑台组,滑台上固定悬臂板,悬臂板上布置Z方向滑台组,滑台组的支撑板上固定挤出装置。这样机架就把三自由度的滑台组固定了,挤出装置也被固定。此种结构简单,可靠,安装方便。

图2-8 挤出装置

2.5 总装图

根据设计参数和上述的各个机构的原理,设计出3D打印机,其总装图如图2-9所示:

图2-9 总装图

3 重要零件的设计计算和校核

3.1 电机的选择

巧克力挤出式3D 打印机的电机分为以下几种。第一种是XYZ 三坐标进给机构中的步进电机,有三台。第二种是挤出装置中的步进电机,有一台。本次设计对电机的要求高,故采用不仅电机,XYZ 轴的进给系统运动直接影响打印精度。进给系统的运动性能一样采用同种步进电机。因为本次设计的重点是巧克力挤出式3D 打印机的挤出装置,因此,挤出装置中的步进电机应该选择更精度更高的。

(1) 进给系统步进电机的选择

选用进给系统的动力源时,主要需要考虑转动力矩的大小应满足使用要求,响应要迅速,不产生丢步现象等等。

计算电机力矩,根据电机的力矩选择电机的型号。

mg F μ= (3-1)

计算得:1.1111.0=?=F N 丝杆轴的直径为16mm ,则所需力矩为

1000

2?Φ?=F T (3-2) 计算得:0055.01000

2161.1=??=T N ·m 考虑滚珠丝杆副的摩擦和转动惯量等因素,同时,步进电机在速度变化时应该保证恒转矩,所以安全系数选3比较稳妥,故电机力矩为

0165.030055.0=?N ·m

故选步进电机型号为LC57HS0601步进电机,其静力矩为0.065N ·m ,步矩角0.9°,相电流0.5A ,重量为0.12kg ,尺寸为205757??mm 。

(2) 挤出装置系统电机的选择

挤出装置系统的动力系统有下列的要求。首先分辨率应该高,速度调节方便快速,受环境等因素的影响小,并且额定功率小,并且可用在数控开环的系统。而BF 系列步进电机是反应式步进电动机。综合以上的因素,我们选用了型号LC57HS0602的电动机作为本次设计主运动的动力源。

额定功率为0.37kW ,额定转矩0.882N ·m ,外形尺寸75mm 。

选用时主要有以下几个步骤:

根据需要的脉冲当量和综合最大静转矩电机型号,来初选步进电机号,并从机械设计手册中查到步距角θb ,

由于

360

θ0?i L b ≤p δ (3-3) 综合考虑,初选了5.1θ=b ,i =2.08,可满足以上公式。

步进电机最大静转距 M 1是指电机的额定的转距。步进电机的最大启动转矩M m 与最大静转矩M j 的存在一定的比例关系是:

M m =λM j (3-4) 步进电机的空载启动是这样定义的,一台步进电机在没有外加工作负载情况下的启动,这时步进电机所需要的空载转矩。动力式计算如下:

M k =M 2+M f +0M (3-5)

在式中:M k 为空载启动转矩;M 2为空载启动时部件,由静止一直到到最大快进速度,从而折算到电机轴上的加速产生的力矩;M f 为电机在空载时,来折算到电机轴上的摩擦转矩。

并且,我们需要保证初选电机型号时,需要满足步进电动机的所需空载启动力矩应该小于步进电机名义启动转矩。经过计算和校核,步进电机LC57HS0602满足要求。

3.2 联轴器的选择

在本次的设计上,采用的是步进电机直接通过联轴器带动丝杆轴,这样就减少了减速箱这一部分的结构设计。

在联轴器的选择上,在不考虑工作台的基础上,本次的设计有两类联轴器。一类是进给机构中的步进电机,轴颈较小,扭矩也较小。另一类是挤出装置机构中的联轴器,轴颈较大,同时,扭矩也较大。

步进电机联轴器,主要用于联接步进电机轴与其他轴来传递扭矩,并且需要有精密的传动能力。应该具有以下的特点,没有间隙,联轴器的整体在传动运行的过程中不能有间隙;合适的的刚性,联轴器不可以出现传动的滞后性,否则将严重影响步进电机传动的和工作的精度。比较小的惯量,在强度的基础之上,应降低步进电机联轴器的重量。柔性应该较好,有精密要求的的步进电机联轴器,不仅需要刚性高,同时需要校正在安装过程中产生的主动轴与从动轴之间的各种各样的误差。

选择弹性柱销联轴器,GB/T 5014-2003,型号为LX1,公称转矩为250N ·m ,轴颈18mm ,D 为90mm ,b 为20mm ,质量为2kg 。

挤出装置上的联轴器的要求进给系统上的有很大的不同。它传递的转矩小,轴颈也较小,因此选用刚性联轴器。选用联轴器LS9 -32-1214 L41,LS9表示系列号,材料为铝合金 。32表示外径尺寸为32mm ,定位螺丝固定 12mm ,D1轴径为12mm 。

3.3 挤出装置部件的设计计算

在本次设计的挤出装置是应用单螺杆挤出机的原理,参照其原理进行简化设计。我们挤出的材料为熔融的巧克力。把这种挤出机也称为熔体挤出机。熔体挤出机的功能是泵送、加压和混合熔体。从这些功能看亦可认为熔体挤出机是一种特殊形式的螺杆泵。根据熔体挤出机的功能要求,与塑化挤出机相比,有下列特点。

螺杆直径可选用较大尺寸。这是因为输送的熔体质是受螺杆直径和螺槽深度影响较小,如最大宜径可达300 mm。螺杆长径比较小,一极不超过22 mm。显然这是由于熔体挤出螺杆不担负固体输送和熔融物料的缘故。螺杆结构不一定采用三段式分段,如采用长区渐变式全锥形结构。一般只要求装设混和元件,仅在特殊需要时才装设剪切元件。为防止剪切过热.螺杆速度可取较低值。同时需要的驱动功率也较小。根据自热挤出原理,若取高螺杆转速时,加热功率必然很低。机筒加热器的主要作用是保持熔体温度。因此需要的加热功率较低。一般进料区不设冷却装置。担负输送热敏性物料的挤出机,为防止过热,可沿机简装设冷风系统湿度控制系统较简单。一般不配置加料斗或料仓,而用熔体管直接输入熔体。在聚合物加工工业小应用熔体挤出机作熔体输送、配科等工作[19]。

3.3.1 螺杆的设计

螺杆的材料选择38CrMoAIA钢。单螺杆挤出机螺杆的基本几何尺寸关系表示在图3-1中。螺杆的几何结构直接决定螺杆的性能。设计螺杆的主要任务就是确定其合理的几何形状及尺寸。

图3-1 螺杆几何结构

(1) 螺杆的径向尺寸巧克力熔体输送速率计算

螺杆直径Ds系指螺杆外径,其名义尺寸与机筒内孔直径Db相等。螺杆的直径是螺杆挤出的标称尺寸。这是由于螺杆直径越大,机器产量越高,用螺杆直径可大体估计机器的生产能力。取Ds=32 mm。

。显然有如下关系:实际上机筒内径与螺杆外径之间存在径向间隙f

)(2

1r b f D D -=δ (3-6) 代入数据得:2.0)6.3132(5.0=-?=f δ

螺杆螺纹表面与机筒内孔表面形成近似于矩形截面的物料流道,通常称螺槽。螺槽深度H 与螺槽内容料体积有关,是重要的几何参数。当忽略径向间隙时,螺槽深度即为螺杆螺纹高度。

(2)螺杆的轴向尺寸

螺杆具有一般螺纹件的共同要素——螺纹导程S 和螺旋角φ。导程S =32 mm 。大多数单螺杆挤出机都配有单头螺纹螺扦,因此螺距等于导程。螺旋角φ将螺杆的径向尺寸和轴向尺寸联系起来,具有如下关系:

b

D S πφ=tan (3-7) 代入数据得:318.032

14.332tan =?=φ 即螺旋角?=67.17φ

螺槽轴向宽度B 是沿螺杆轴向量取的螺槽宽度。同样螺的轴向宽度为b 。4=b mm 二者与螺距有下列关系:

28432=-=-=b S B mm

定义垂直于螺纹方向量取的尺寸为螺槽法向宽度W 和螺棱以向宽度e ,并有下列关系式:

φφcos )(cos b S B W -== (3-8)

代入数据得:3.2767.17cos 28==W mm 9.3cos ==φb e mm

(3)巧克力熔体输送速率计算

根据上述的设计,螺杆直径Ds =32 mm ,螺距S =32mm ,螺槽的深度为4 mm ,螺旋角?=67.17φ。参照巧克力的物料参数,熔体粘度s Pa ?=200η熔体密度31017.1?=m ρ。 计算熔体输送速率。

L

P D s H nH Ds Q φπηφφπ2322sin 121sin cos 21-= (3-9) 代入数据得:s m Q /0031.03 =。

3.3.2 机筒的设计

本设计为普通机筒结构型式,普通机筒的几何体型较简单,但机筒内孔机械加工精度和光洁度要求很高,设计机筒结构时必须结合机械加工特点考虑。机筒的结构型式按挤出机的类型、用途和制造条件,设计成整体式和分段式。整体式机筒用机械加工方法保证机筒的精度要求。分段式机筒,联接法兰影响热传递均匀性,增加热量消耗,装配精度要求高[20]。本设计采用整体式,根据螺杆的大小及尺寸设计出如下图3-2的机筒。

图3-2 机筒几何结构

3.3.3 螺杆的强刚度校核

(1)强度校核

已知螺杆材料为38CrMoAIA 钢,许用应力[][]278=σMN/m 2,机头的压力P =10 MPa ,螺杆的最高转速min /80r n =,驱动电机功率为1.5 kW ,驱动装置效率95.0=η。

计算轴向力

由常规螺杆的经验关系式:

PA P Pa )lg 094.33059.4(-= (3-10)

带入得:0609.0104810)10lg 094.33059.4(42=???

?-=πPa MN

由式 r

a y A P =

σ (3-11) 计算压应力: 7.246

.51040609.024=???=πσy MN/m 2 由式

ηmax

max 9549n N Mn = (3-12) 计算扭矩:

249595.080

229549=??=Mn N ·m 由式 610?=

n n W M τ (3-13) 计算剪应力:

4.7210

6.510162495638

=????=πτ MN/m 2 由式

[]στσ≤+24r (3-14)

计算螺杆强度:

9.1464.7247.2422=?+ MN/m 2[]σ≤

校核结果:螺杆强度符合要求。

(2)刚度校核

根据螺杆的材料为38CrMoAIA 钢,3.0=μ,200=E GN/m 2,螺杆的许用扭转角[]m /1?=θ。

由式

[]θμ≤+4)1(1167ED

Mn (3-15) 计算扭转角:

[]θ≤?=???+??-m /46.010

810200)3.01(24951167849 校核结果:刚度符合要求。

3.4 轴的计算和校核

在本次设计中有多个轴,比如进给机构中的三根丝杆轴,挤出装置机构中的一个传动轴。由于挤出装置中的轴是竖直安装,所受载荷小。轴的结构也简单,故不需校核其刚度和强度。本设计中对XYZ 进给精度要求高,而且轴的跨度较大。比较XYZ 轴所受载荷的大小,YZ 轴的安装都是竖直的,所以其受的载荷相对X 轴的工作台要小些。且丝杆轴只考虑其弯曲形变。在这里我们选取了一个具有典型意义的轴,X 轴上所在的丝杆轴。

3.4.1 初估轴颈

轴的材料均采用45#钢,为加强其性能,采用调质处理。

由机械设计手册查得640=b σMPa ,查得110C =,由公式得:

d ≥ (3-16) 确定该轴最最小轴处的轴径。一般情况下,开一个键槽轴径应增大5%;开键轴可将估算的轴颈d 的值增大7%作为其小径。由已知数据,求得轴径并适当取整为:

8.101000

753.4391103=??≥d mm , 由于所求d 应该为受扭部分的最细处,即安装带轮处,此处的轴径应该有一个键槽,故轴径应该增大5%。则:

34.118.1005.1min =?=d mm ,

取整得此处轴径大小为121=d mm ,此处安装联轴器。

轴的各处轴径依次分别为162=d mm ,此处安装角接触球轴承;123=d mm ,此处

3D打印机源代码详解

3D打印机使用说明 三角洲并联臂3D打印机Marlin固件配置详解 不同版本可能有些区别 只需修改文件夹里Configuration.h的参数就可以了 红色字体是配置时可能需要修正的参数 软件:arduino-1.0.6(其他版本可能会编译出错) 和RepetierHost_1_0_6 //=========================================================================== //============================= DELTA Printer =============================== //=========================================================================== 基本设置包括:主板类型,温度传感器类型,轴设置,限位开关配置 #define STRING_VERSION_CONFIG_H __DATE__ " " __TIME__ // build date and time #define STRING_CONFIG_H_AUTHOR "(jcrocholl, Mini Kossel)" // Who made the changes. #define SERIAL_PORT 0 选择用于和上位机通讯的串口,该值请保持0不动 #define BAUDRATE 250000 //波特率配置,该值必须和你的上位机 波特率相匹配,否则无法通讯。常用波特率有115200和250000 // This enables the serial port associated to the Bluetooth interface //#define BTENABLED // Enable BT interface on AT90USB devices //// The following define selects which electronics board you have. Please choose the one that matches your setup // 10 = Gen7 custom (Alfons3 Version) "https://https://www.sodocs.net/doc/1f11063056.html,/Alfons3/Generation_7_Electronics" // 11 = Gen7 v1.1, v1.2 = 11 // 12 = Gen7 v1.3 // 13 = Gen7 v1.4 // 2 = Cheaptronic v1.0 // 20 = Sethi 3D_1 // 3 = MEGA/RAMPS up to 1.2 = 3 // 33 = RAMPS 1.3 / 1.4 (Power outputs: Extruder, Fan, Bed) // 34 = RAMPS 1.3 / 1.4 (Power outputs: Extruder0, Extruder1, Bed) // 35 = RAMPS 1.3 / 1.4 (Power outputs: Extruder, Fan, Fan)

3d打印机一些参数解析

参数解析 一、打印速度 因供应商和实现技术的不同,“打印速度”的含义不尽相同。打印速度可能是指单个打印作业在Z轴方向打印一段有限距离所需的时间(例如,每小时在Z轴方向打印的英寸或毫值)。拥有稳 定垂直构建速度的3D打印机通常采用这种表达方式。其垂直打印速度与打印部件的几何形状和 (或)单个打印工作的部件数无关。垂直构建速度快、且因部件几何形状或打印部件数而产生很少或不产生速度损失的3D打印机,是概念建模的首选。因为这类打印机能够在最短时间内快速生产大量替换部件。 另一种描述打印速度的方式是打印一个具体部件或者具体体积所需的时间。采用此描述方法的打印技术通常适用于快速打印单个简单的几何部件,但遇到额外的部件被添加到打印作业中,或者正在打印的几何形状复杂性和(或)尺寸增加时,就会出现减速。由此产生的构建速度变慢,会导致决策过程的延长,削减个人3D打印机在概念建模方面的优势。然而,打印速度始终是越快越好,对概念建模应用而言更是如此。垂直构建速度不受打印数量和复杂度影响的3D打印机,是概念建模应用的首选,因为它们可以快速地大量打印不同的模型,用于同时进行比较,这就能加速和改善早期决策过程。 二、部件成本 部件成本通常表示为每单位体积的成本,如每立方英寸的成本或每立方厘米的成本。即使是同一台3D打印机,打印单个零部件的成本也会因为几何形状的不同而相差很大,所以一定要了解供应商提供的部件成本是指某一特定部件,还是各类部件的平均值。根据您自己常用的典型零部件STL 文件包来估算部件成本,往往更有助于决定您所期望的部件成本。为了准确地比较不同供应商声称的参数值,有必要了解下成本估算中包含什么、不包含什么。 一些3D打印机厂商的部件成本只是指某特定数量打印材料的成本,而且这个数量仅仅是成品的测量体积。这种计算方法并不能充分体现真实的部件打印成本,因为它忽略了使用到的支撑材料、打印工艺产生的过程损耗及打印过程中使用的其他消耗品。各种3D打印机的材料使用率有显著的差异,因此了解真实的材料消耗是准确比较打印成本的另一个关键因素。 部分成本取决于3D打印机打印一组既定部件所消耗的材料总量和使用材料的价格。通常,使用粉末材料的3D打印技术,部件成本最低。廉价的石膏粉是基础建模材料。未使用的粉末会不断地在打印机中回收和再利用,因此其部件成本可以达到其他3D打印技术的三分之一到二分之一。 有一类塑料部件技术仅使用一种消耗材料,既用于打印部件所需,也用于印刷过程中的支持需要。相比其他塑料部件技术,它通常使用较少的材料作为支撑材料,因此其产生稀疏的支撑结构,而且很容易被清理掉。大多数单材料3D打印机不会产生大量工艺废料,这使其具有极高的材料性价比。

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

买3D打印机前必须了解的六点重要参数

买3D打印机前必须了解的六点重要参数如今,3D打印机市场的机器琳琅满目,鱼龙混杂,机器的质量也是参差不齐;对于想要购买3D打印机或者是初次购买的用户来说,了解3D打印机设备的相关参数非常重要,小编现在为您了解3D打印机的一些基本的参数,让您可以买到一台您心仪的3D打印机。 1.机器设备的尺寸 买3D打印机前必须了解的六点重要参数 用户在选购3D打印时,第一能想到的是机器能够打印出多大的物体出来,您可以去问工作人员机器能够打印的尺寸,也可以根据X,Y,Z轴可移动的最大范围来分辨出机器能够打印的尺寸。 2.机器设备能够打印的材料 买3D打印机前必须了解的六点重要参数 3D打印材料有各种各样的,并不是所有材料都能适用于一种机器哦,所以,小编在这里提醒您,在购买3D打印机之前,一定要先了解3D打印材料的特点,问他们的工作人员他们的3D打印机能够适用于什么样的材料,然后去选择一款3D打印耗材广泛使用的3D 打印机,这样才不会出现出了钱买了3D打印材料却使用不了的情况哦。 3.机器打印的移动速度,打印层厚,以及定位精度 买3D打印机前必须了解的六点重要参数 速度,精度,层厚这三个参数是彼此相关的,有时候我们不得不在效率在质量之间做平衡,3D打印的精度越细,层厚就越小,但是打印速度就越慢了,打印速度变快时,打印的层厚越大时,模型就变粗糙了,在打印模型时,可以根据您想要的模型效果来在这几个参数之间做平衡。 4.机器的软件要求

买3D打印机前必须了解的六点重要参数 通常打印机的运行环境一般是Windows,Mac OX ,Linux,不同公司研发的3D打印机会有不同的操作软件,保存的模型文件一般为.stl或者Gcode格式,可以根据您会使用的3D设计软件来设计模型,如SolidWorks. PRO-E, Auto CAD, 3DsMax, Maya等 5.喷嘴的直径 买3D打印机前必须了解的六点重要参数 一般3D打印机的喷嘴直径为0.4mm和0.8mm,喷嘴的直径越大,打印一层吐出的耗材就越粗,打印的层次越少,喷头的移动次数就会变少,打印的时间也就变快了,如果你在打印模型时,十分急需要这个模型,你可以使用大直径的喷嘴,如果你想让打印的模型表面的纹理更加的精细,则使用小直径的喷嘴,通常机器的尺寸越大,喷嘴的直径也会越大 6.材料的线径 买3D打印机前必须了解的六点重要参数 通常材料的线径为3.0mm和1.75mm。3.0mm线径的材料大多数用着远端送料的3D 打印机上,远端送料优点是喷头较轻,定位准确,但是打印出来的模型拉丝较多。而1.75mm 线径的材料用于近端送料的3D打印机,能精准的控制出料,打印出来的模型会更细腻一些。

3D打印机技术方案

三维打印机的研究与设计技术方案 维修中心

二零一九年六月 一、国内外在该方面的研究现状分析及研究的目的意义 1、现状及研究意义:3D打印快速成型技术实质是“快速成型技术”,也被称为“增量技术”、“增材技术”,是传统制造技术与新材料的完美结合,并且将带动工业设计、新材料、精益制造等多个领域颠覆性的改变。3D打印技术作为目前最具有生命力的快速成型技术之一,用于家用电器、办公室用品、建筑模型、医学模型等领域的新产品开发,已经广泛应用到航空航天等军事领域和大型复杂构件的一次成型制造,在国外,3D打印机已经商品化。 作为一种经济型快速成型技术,综合应用了CAD/CAM技术、激光技术,光化学以及材料科学等绪多方面的技术和知识,让产品设计、建筑设计、工业设计、医疗用品设计等领域的设计者,第一时间方便轻松的获得全彩色实物模型,便于重新修定CAD设计模型,从而节省了为错误设计制造工艺装备的费用,并节省了研制时间。它具有成本低、系统可靠性高,设备体积小、噪声小、成型速度快、产品材料与颜色可多样化等优点,与传统技术相比,三维打印技术还拥有如下优势:通过摒弃生产线而降低了成本;大幅减少了材料浪费。具有巨

大的应用潜能和广阔的市场前景。 当下,我国的3D打印技术还处于起步阶段,3D打印技术基本由大学和一些小企业在做研究,尚未有成品出现,在软件和材料方面相对落后,但是,就在2012年10月17日,中国3D打印技术产业联盟已经成立,这就意味着中国开始越来越重视该技术。因此,开展三维打印快速成型机控制系统的研发,具有重要的现实意义。本课题通过对该机械系统的研究,探索并深入了解电机,传感器及反馈系统,达到加深对课内知识的理解的目的,并利用控制理论实现了3维定位和实现打印功能,给出初步设计方案。 2、基本原理:每一层的打印过程分为两步,首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水,胶水液滴本身很小,且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末,粉末遇到胶水会迅速固化黏结,而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下,实体模型将会被“打印”成型,打印完毕后只要扫除松散的粉末即可得到模型,而剩余粉末还可循环利用。 二、任务分析 1、确定实现系统功能:设计一个3D打印机,可以实现用热能加热熔融材料,并从喷头喷出,逐层堆积出模型。 由3D打印机的基本原理我们分析其功能需求大致有:分层软件、叠加粘贴、输入图形、定位监测等。3D打印与2D打印相同之处在于,其都是采用逐渐扫描,扫描完毕再输出的设备。 2、性能指标: (1).温度范围: 储存温度:0-32℃

3D打印中切片常用的几个参数功能解析·下篇

3D打印中切片常用的几个参数功能解析·下篇 接着上次的《3D打印中切片常用的几个参数功能解析?上篇》继续进行讲解。上回对“层高”、“壁厚和顶底厚度”、“填充”、“打印温度”等4块的相关参数进行了讲解,这次接着继续说明其余的常用参数。 一、速度 ①打印速度 打印速度是所有喷头移动动作的速度,在切片软件中,当其他速度为0时默认遵循打印速度的设置,而当其他速度如填充速度进行了设置后,则会按照填充速度的设置来运行。 基于方便用户可直接上手操作,JGcreat在安装后速度参数便已按照测试较好的设置。这也就意味着,如果只是单纯地调整打印速度,只会对总体的打印速度和打印时长产生较小影响,如果希望缩短打印时长,则需要对支撑、内外壁、填充、空走等速度进行调整。 ②填充速度 填充速度即打印填充时喷头移动的速度,须知填充不仅仅是网格线,如图,包括在壁层之间、曲面变化处的排线线条也是填充,因此填充速度设置过快时可能打印曲面打印效果变糟糕,建议控制在50以下。 ③内外壁-顶底速度 内外壁的打印速度和顶部顶部打印速度对模型表面成型效果有不小的影响。FDM 打印是将线材挤压在完全冷却后的材料的上层。挤压后的线材数秒内便会冷却成型,而当移动速度过快时就会出现,喷头拖动挤出的耗材,因此会导致模型表面出现多孔疏松的瑕疵。

④空走速度 当喷头未挤出耗材时移动时,即为空走。高速的空走会对模型打印效果产生影响的因素主要有2点:1.空走时会拉扯出细丝——拉丝情况;2.细丝假若挂在模型上或者横贯出模型外表面则会影响后续的打印,产生缝隙。对于上述2点,是可以解决的,第一点可通过“回抽”设置来,第二点可通过设置中开启“梳理模式”来避免,极光尔沃切片软件是自动开启这个功能的,因此只需要根据打印的真实拉丝情况设置好回抽,便可把空走速度提高到100mm/s的较高水平。 另外,由于喷头组件较重,因此惯性较大,当空走速度过高时,瞬时加速及减速很大,会产生很大的惯性,容易导致丢步,因此要么不要使用过高的空走速度,要么则开启加速控制,减少加速度。 三、支撑 支撑是大多数模型无法避免的但会对模型打印效果产生不良影响的因素,最直观地预先了解支撑影响范围就是看JG软件上模型底部的红色区域,据此来做调整。支撑设置合理与否是切片技巧高低的分水岭。 ①支撑角度 支撑角度即指模型各区域和水平面夹角的角度,小于等于这个角度的区域都会产生支撑。角度并不是越大越好,虽然这样的确会较少支撑范围,但同样意味着模

3D打印机参数及功能2017-3+

3D打印机主要参数 产品型号: 1

3D打印机主要优点、特征及功能: 1、安全性高,设备采用双开关设计、全密封设计及安全门设计,防烫伤防漏电防静电,确保安全(已获得国家安全测评报告)。 2、安卓智能3D打印操作系统,表现在: (1)、7英寸多语言操作界面(含中文),触摸按键,一键启动、紧急暂停。界面清晰,简单一目了然,操作简单便捷。 (2)、内置远程控制系统,实时定位,实现固件软件远程升级更新、模型推送、云平台互联、软件修复与升级,减少产品故障率。 (3)、U盘3.0或无线传输模型,打印机系统自带打印程序,摆脱电脑束缚直接打印。 (4)、无线上网,蓝牙功能,可与其他智能设备智能互联。 (5)、立体声效播放:丰富的开关机界面及声效;设备运行中各种指令、故障音效提醒,更快发现问题,及时解决。 (6)、视频音屏互动:打印同期可同时播放视频、音乐等。 (7)、即将实现: A、手机远程控制3D打印机各种操作; B、APP云平台与打印机互联,实现打印用户与模型设计师与打印机对接,打印机自动承接来自APP 端的打印订单; C、语音交换及指令; D、用户在线视频查看时时打印进程及状态。 3、精度稳定保障:采用近端12伏电机,进口知名步进电机,转速均匀,控制打印部件精确定位,保证运动系统有条不紊运转。高精度滚珠丝杠,定位精确,确保打印精度;Z轴底盖板采用全铝件,受力稳定性极高。打印喷头与滑块分离式设计,易拆易换易清洗,确保精度稳定性。 4、平台热床设计,保持打印接触面恒温,防止大面积打印的翘边。110度高性能热床,模型紧粘平台,打印光滑底面。 5、平台自动调平设计,触摸按点操作,防止人工调平的误差。调平过程给予用户清晰显示到位提示,告别原始“瞄准式”调平方式,轻松搞定调平。 6、平台可拆卸设计,打印完成轻松抽出打印平台,便于取下模型,随打随换。 7、增强散热风扇及多渠道散热,防止过热保护停止,提高设备高性能运转效率,提高打印成功率。 8、无料报警功能,耗材用尽前自动报警,且自动暂停打印,便于及时换料,以免重新打印。 9、耗材堵料报警功能,出现堵料自动报警,且自动暂停打印,便于及时处理,以免重新打印。 10、内嵌式耗材仓,更换方便,打印中耗材不受外界影响。 11、全铝强化应力框架,最大限度增加稳定性,提高打印精度。 2

3D打印基本选项卡参数设置

基本选项卡参数设置 基本选项卡是打印中最常用到的基本参数集合,通过该选项卡可以满足大多数模型打印的设置。其中包含的几个参数组,分别介绍如下: 1)层厚:可用于设定打印的层厚,这是最影响打印质量的设置。一般参数在0.1~0.3,数值越小打印模型越精细,但是相应的打印时间会越长,同理,数值越大则打印越快,可以自行根据需要设置。 2)壁厚:这是模型水平方向的边缘厚度,即打印模型的外壳厚度。该数值必须大于喷嘴直径,一般设置成喷嘴直径的相应倍数,该参数也决定了边缘的走线次数。 3)开启回轴:当在非打印区域移动唢嘴时,适当地回抽耗材能避免多余的挤出和拉丝。 4)底层/顶层厚度:该参数决定了底层和顶层的厚度,以及上、下表面的视觉效果(起始表面和最后的封口表面)。通过“层厚”和该参数即可计算出打印的实心层数量。该参数应该是“层厚”的倍数,且该参数越接近“层厚”,打印模型的强度就越均匀。 5)填充密度:该数值在0-100之间,表示不同的填充密度。打印实心模型即为100,空心物体为0,通常为20。该参数不会影响模型的外观,它一般用来调整物体的强度和手感(空心模型质量比预想的轻)。 6)打印速度:即喷嘴的移动速度。推荐最快的打印速度为150mm/s,但为了扶得更好的模型外观质量,通常建议将打印速度设置在80mm/s以下,一般设置在50-60m/s之间。打印速度的设置需要考虑很多因素,可以根据实际使用情况不断进行调试和修改。 7)打印温度:即打印时的喷嘴温度。PLA通常设置为210℃,而ABS设置为230C。 8)热床温度:即热床的初始温度。当选择使用热床的打印机时需要设置,一般为70C。 9)支撑类型:支撑选项有两种,一种是触摸搭建平台,即仅会生成接触到打印平台的支撑结构。另一种是任何地方,即会在模型的所有悬空位置都创建支撑结构。

最新 3D打印机分析

导读:FDM打印机牌子辣么多,看得人眼花缭乱,但其实万变不离其宗,按照结构来分也就那么几种,i 3、并联臂、UM、MB等类型。下面带大家简单分析下四种结构打印机的优缺点,选选看哪种机器适合你。 i 3结构 优点: 1、框架相对比较简单,简单的龙门架,比较节省材料,所以相对而言价格也比较便宜,适合初级入门,DIY的成本也比较低,大概1000~2000元左右。 2、近程送丝,可以打印柔体耗材—TPU。 缺点: 1、Y方向为平台移动,由于平台重量比较大,打印时惯性自然就大,增加了步进电机和同步带的负荷,会加快同步带磨损;同时打印较快时,无法保证打印精度。 2、Z方向双丝杆带动挤出头上下移动,由于丝杆的精度无法做到完全一致,长时间打印后,就会出现两边不齐平的情况,影响打印效果。

我之前就遇到过类似情况,解决办法是用游标卡尺测量两边离步进电机是否一致,如果不一致就手动调整丝杆,做下微调。 3、机器占地面积大,平台是Y轴方向移动,所以需要的面积比较大。 4、一般i3结构的机器为了压缩成本,都做得比较简单,开关电源电源外置,可能会带来安全隐患。 5、喷头模块使用的是单风道,只能吹到打印模型的一侧,另一侧无法及时冷却,非常影响打印质量。 比如打印下面这个测试件时,模型悬垂面朝向风道时打印效果就好一些,如果模型度数面朝向风道时,悬垂面打印效果就非常差。相关链接:如何系统评估您的3D打印机性能(模型下载) MB结构(makerbot)

优点: 1、四四方方的结构,外框架稳定。 2、Z轴由两根光轴固定,平台运动时稳定性好,震动小,打印精度得到保证。 3、近程送丝,可以打印柔体耗材,比如:TPU。 缺点: 1、由于挤出头的原因导致机器内部空间利用率较低,相对于并联臂而言,稍微好一点。▼

3D打印中切片常用的几个参数功能解析·上篇

3D打印中切片常用的几个参数功能解析·上篇 经常有建模人老伙计们会问,该如何调整参数来提高打印效果呢? 事实上,大多都并没有完美的固定参数,那到底又该如何针对不同模型设置参数呢? 这次,我们就针对于这个点好好解析一下,授人以鱼不如授人以渔,把各个参数的实际效果说明了,相信看过后就能够自主地运用这些参数让打印出来的模型更加完美。 一、表面质量 ①层高 对于模型来说,最直接影响其表面打印效果的便是层高,层高参数为 0.1mm-0.3mm之间,越小则越精细,同时,打印时间也成倍增加,0.1mm层高打印时间是0.3mm的3倍打印时长。

那么如何在精细度和时长上做较好的选择呢?首先就是对于模型的表面效果要求,如果对模型表面效果要求高则选小层高,反之同样道理。其次便是细节,假如模型细微的细节非常丰富并且希望呈现出来,则要设置较小的层高。最后则是水平面的弧度是否较多、弧度是否较大,对于水平面的弧度塑造,尤其是水平面弧度较为平缓时,较大的层高会产生比较明显的阶梯和层纹。对于这种情况要么设置小层高,要么则改变摆放角度。后者我们会另开文章详细说明。 ②壁厚与底顶厚度 因为水平的线宽为0.4mm,因此壁的数量是壁厚除以0.4的整数数字,如1.2则有3层壁,1.4仍为3层。同理底顶厚度则和层高有关。其中最外层为外壁,其余层是内壁。如下图所示,在打印细节时,显示红色的外壁来负责还原细节,显示绿色的内壁则负责形成壳体结构。

非必要情况下只需要选择1.2mm或者0.8mm即可。单层壁厚降低模型的壳体强度,同时会导致斜面等处出现填充线,影响模型表面效果。壁厚过厚则会拉长打印时间及耗材消耗。 (左侧为1.2mm的壁厚,右侧为0.4mm的壁厚) ③填充 填充的主要功能是作为结构支撑,当填充过小时或者甚至没有填充时,模型越大,在打印壳体时越容易“翻车”,打成一团丝。但同时,但填充过高,达到80%甚至100%时,因为耗材的冷缩性,会导致模型的大表面内凹,这种情况在使用ABS 等收缩率大的材料时尤为明显。 另外需要注意的一点是,JGcreat中的填充密度是绝对密度,即哪怕模型再放大或缩小,其网格的大小、网格线距是不变的。这点给我们的启示是,假若打印一个较小的模型,希望有较好的强度时,要设置较大值的填充密度。打印大模型时也可不必因担心模型强度不够而提高密度。

史上最全3D打印材料解析(完整版)

散文吧>张家港3D记梦馆>完整版>史上最全3D打印材料解析(完整版)作文网首页散文精选诗歌作文大全思念春天夏天秋天冬天史上最全3D打印材料解析(完整版) 2016-11-01 02:59 | 张家港3D记梦馆 3D打印芝麻分贷款秒批网店转让3d扫描仪一点点加盟宜人贷可靠吗女士香水排行榜400电话公众号推广直销系统 3D打印领域,3D打印材料始终扮演着举足轻重的角色,因此3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础,在某种程度上,材料的发展决定着3D打印能否有更广泛的应用。目前,3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等,除此之外,彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印领域得到了应用。 3D打印所用的这些原材料都是专门针对3D打印设备和工艺而研发的,与普通的塑料、石膏、树脂等有所区别,其形态一般有粉末状、丝状、层片状、液体状等。通常,根据打印设备的类型及操作条件的不同,所使用的粉末状3D打印材料的粒径为1~100μm不等,而为了使粉末保持良好的流动性,一般要求粉末要具有高球形度。 对于3D打印材料来讲,当下市场上的材料已不下200余种,且随着技术的研发和进步,材料种类的更新度也会越来越快。那么,怎样才能更好更快更系统的认识材料呢? 目前3D打印常见的材料有哪些呢? ①ABS塑料 ABS是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼有韧、硬、刚的特性。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。3D打印 硅藻泥加盟小额借款1000元 一点点奶茶加盟3D打印三d打印机 正新鸡排加盟费宜人贷可靠吗 广州注册公司公众号推广 飞禽走兽代办公司注册 你我贷宜人贷可靠吗 最新文章 【兴龙广缘卢龙百货】走进我们的国际范儿~ LED系列透镜成型问题及其注塑成型参数调试LED系列透镜成型问题及其注塑成型参数调试多边形的内角和与外角和 正弦、余弦 我国已经建成世界上最大的职业教育体系 中职教育如何做到精准培养技能人才 推动“一带一路”职业教育走出去 中德职业教育合作再铸新篇章 职业教育 Education+ 2017扬帆启航 首个鲁班工坊投用一周年 让世界领略中国技术 因为,春天花会开啊 相关推荐 Emerging Objects借助G代码创作3D打印粘土对象 3D打印的“NextGen空间架构”能代表汽车设 淘宝精品

3D打印机的操作注意事项

3D打印机的操作细节及注意事项 (1)调平打印平板【打印前至关重要的一步】 调平打印平板是打印机第一次使用、长期未使用或设备被搬动后进行打印操作的第一步。这里的调平不仅指调整平台水平,还包括调整控制平台与喷头间距在一个合理范围内,而这个距离通常为一张70g A4 纸的厚度。此操作关系到打印时第一层熔融的打印材料 PLA 或 ABS 是否能完美得粘贴在打印平板上,随后一层一层堆叠上去,终形成一个均无拉丝的打印件。为了提高打印质量,需谨慎精准操作此步。 就本打印机而言,可以用铣刀将工作台平面的四角铣平整进而调整工作台;或者通过不断在工作台的四角处的来回移动,用加垫片或其他填充物品的方式进行调整工作台的水平程度。 (2)导出 STL 模型文件 将模型文件储存为 STL 格式,因为之后REPETIER-HOST 软件可以直接将 STL 格式转化为打印机可识别的 gcode 文件。而 STL 文件可以通过广泛使用的三维建模软件如 Solidworks、 UG、3DMAX 等在建模后直接另存为导出;也可以通过相关的模型网站,下载得到STL 文件。 (3) CURA软件是一个可以进行切片操作的效果比较好的软件 1 或右侧 Load 导入 stl 格式的三维模型文件,导入后右侧会出现一个实体模型 2更改四个设定参数:

①层高或0.1 0.2mm ②打印速度60~80mm/s ③填充量(壁厚大于1.2mm时选择,一般为20) ④支撑类型(当有悬空的部件时选择)生成STL文件,俗称切片,即打印所需的 gcode 文件形式。 (4)关于CURA每个参数的具体的含义: 基本界面 层高:打印模型由计算机软件生成每一层切面的层高。需要打印很精细的模型时,通常可以选择 0.2mm,如果对打印质量要求高,可以选择 0.1mm 或者 0.05mm,层高越大意味着打印质量变差,好处是打印时间缩短,所以要根据模型具体的用途选择层高。实际情况 0.1 的层厚效果很满意。 壁厚:壁厚,是指模型切面外层的厚度,通常设置成喷嘴直径的倍数(0.4n)。举个例子,如果需要双层壁厚,0.4mm 的喷嘴就可以设成0.8mm,我们一般推荐使用1.2MM 的壁厚。 开启回收:使能回缩,当打印时喷嘴需要跨越空白区域时(比如模型出现空腔结构),挤出机构会将喷头里的材料根据设置按照一定的速度回缩一定长度,减少挤出材料持续流出破坏空白结构。 底部/顶部厚度:底层/高层的厚度,是设定打印底层打印多少层之后才开始按填充率(Fill Density)打印的参数,一般会设置成层高的倍数。如果设置厚一点的话效果较为美观,机构性也较强,但是需要花更长的时间。

DIY 3D打印机 G-M指令详解

G-M指令详解 来源:未知更新时间:2015-02-05 11:11 点击次数:629 概述 众所周知,3D打印机执行的是一堆指令,这一堆指令都来源于一个指令集,即G-M指令集。而固件就负责解释这些指令,并将命令指派给电子原件,从而完成打印任务。因此,固件和指令集必须相互配合,否则打印机不会正常工作。开源的3D打印机使用的固件多种多样,但和这些固件匹配的指令集绝大多数指令都相同,即RepRap G-M指令集。由于Marlin 固件使用的最为广泛,笔者就以Marlin固件的指令集为例作叙述。 了解G-M指令有什么用?这用处可大了。帮助使用者更方便地调试打印机,检测打印机的问题,扩展打印机菜单功能…反正好处多多,不管你信不信,反正我是信了。 废话不多说,进入正题。G-M指令集就是一些以G或M开头的代码,有时候还会掺杂一些以其其他字母以标示参数意义,比如T、S、F、P等。具体意义见下表,表中nnn表示 因此,能够被Marlin固件识别的代码应该是像下面的样子: 详解 注释

G-Code一行中分号“;”后面的内容为解释性语句,即注释。固件会忽略其内容。为了减少通信量,可以把注释信息都去掉。 标记代码 N 和*,比如N123 [...G Code 写在这里...] *71。这是行码和标记码。RepRap 的固件会以一个本地计算的值来对比标记码,如果两者值不同,就会要求重复输入该条指令。行码和检查码都可以去掉,RepRap仍会工作, 但它不会做检查。你必须同时使用,或同时放弃使用。检查码cs 是通过对对应的指令(包括它的的行码)的原始字节数据进行异或位运算得出的。 检查码cs的值即是其*符号右边的十进制数字,RepRap固件希望每次命令的行代码都是逐次增加1的大小,不然的话,它会返回一个错误。当然你也可以发送一个M110命令(详情请看下面)强行重置机器。行码和检查码是为了减少信号干扰。 延时G 命令 RepRap固件接收到这些指令后,会先存储在一个循环队列缓存里再执行。这意味着固件在接收到一条指令后马上可以传输下一条。这也意味着一组线段可以没有间断的情况下连续打印。为了实现指令流的控制,当接受到可缓存的指令时,如果固件把它成功放到本地缓存里,就立即给出应答,如果本地缓存已满,则会延时等到缓存有空出的位置时,才给出应答,然后才可以传输指令。 G0: Rapid move 快速移动 比如G0 X10 Y20,如果使用绝对定位的话,就命令打印机喷头快速移动到X=10,Y=20的位置。G0指令不能包含挤丝参数,只能包含X、Y、Z参数,即所谓的空驶动作。 G1: Controlled move 可控移动 比如G1 X10 Y20 E2.4,G1指令中可以包含挤丝动作。Marlin会尝试从每一行指令中读取速度值,然后再移动开始之前加速或减速到这个速度值,然后执行移动指令,而不会在移动过程中改变速度。下面的几句指令告诉打印机速度先从当前的1500加速到3000,执行第二句的移动动作,然后再减速到1500,再执行第三句的移动动作。 如果E轴坐标采用绝对定位的话,而当前行中的E坐标值小于上一个E坐标值,那么打印机就会回抽,这可以有效防止毛刺现象。 G2: Controlled Move Arc Clockwise可控顺时针圆弧移动 比如G2 X100 Y100 I50 J60 E30,表示从当前点通过一个顺时针圆弧线移动到(100 ,100)位置,该圆弧的圆心的位置是当前点坐标平移(50,60)得到的位置,在此过程中还可以控制挤丝动作。 G3: Controlled Move Arc Counter-Clockwise 可控逆时针圆弧移动 比如G2 X100 Y100 I50 J60 E30,表示从当前点通过一个逆时针圆弧线移动到(100 ,100)位置,该圆弧的圆心的位置是当前点坐标平移(50,60)得到的位置,在此过程中还可以控制挤丝动作。

3D打印机一些参数解析

3D打印机一些参数解 析 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

参数解析 一、打印速度 因供应商和实现技术的不同,“打印速度”的含义不尽相同。打印速度可能是指单个打印作业在Z轴方向打印一段有限距离所需的时间(例如,每小时在Z轴方向打印的英寸或毫值)。拥有稳定垂直构建速度的3D打印机通常采用这种表达方式。其垂直打印速度与打印部件的几何形状和(或)单个打印工作的部件数无关。垂直构建速度快、且因部件几何形状或打印部件数而产生很少或不产生速度损失的3D打印机,是概念建模的首选。因为这类打印机能够在最短时间内快速生产大量替换部件。 另一种描述打印速度的方式是打印一个具体部件或者具体体积所需的时间。采用此描述方法的打印技术通常适用于快速打印单个简单的几何部件,但遇到额外的部件被添加到打印作业中,或者正在打印的几何形状复杂性和(或)尺寸增加时,就会出现减速。由此产生的构建速度变慢,会导致决策过程的延长,削减个人3D打印机在概念建模方面的优势。然而,打印速度始终是越快越好,对概念建模应用而言更是如此。垂直构建速度不受打印数量和复杂度影响的3D打印机,是概念建模应用的首选,因为它们可以快速地大量打印不同的模型,用于同时进行比较,这就能加速和改善早期决策过程。 二、部件成本 部件成本通常表示为每单位体积的成本,如每立方英寸的成本或每立方厘米的成本。即使是同一台3D 打印机,打印单个零部件的成本也会因为几何形状的不同而相差很大,所以一定要了解供应商提供的部件成本是指某一特定部件,还是各类部件的平均值。根据您自己常用的典型零部件STL文件包来估算部件成本,往往更有助于决定您所期望的部件成本。为了准确地比较不同供应商声称的参数值,有必要了解下成本估算中包含什么、不包含什么。 一些3D打印机厂商的部件成本只是指某特定数量打印材料的成本,而且这个数量仅仅是成品的测量体积。这种计算方法并不能充分体现真实的部件打印成本,因为它忽略了使用到的支撑材料、打印工艺产生的过程损耗及打印过程中使用的其他消耗品。各种3D打印机的材料使用率有显着的差异,因此了解真实的材料消耗是准确比较打印成本的另一个关键因素。 部分成本取决于3D打印机打印一组既定部件所消耗的材料总量和使用材料的价格。通常,使用粉末材料的3D打印技术,部件成本最低。廉价的石膏粉是基础建模材料。未使用的粉末会不断地在打印机中回收和再利用,因此其部件成本可以达到其他3D打印技术的三分之一到二分之一。 有一类塑料部件技术仅使用一种消耗材料,既用于打印部件所需,也用于印刷过程中的支持需要。相比其他塑料部件技术,它通常使用较少的材料作为支撑材料,因此其产生稀疏的支撑结构,而且很容易被清理掉。大多数单材料3D打印机不会产生大量工艺废料,这使其具有极高的材料性价比。 另一类塑料部件技术需要使用专门的支撑材料,但材料售价不高。这类支撑材料需要在打印完成后通过融化、溶解或加压喷水的方式清理。比起前者,这类技术往往使用大量的材料用于打印支撑结构。可溶解的

3D打印技术详解

3D打印技术 3D打印技术,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模 型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印是一种“自下 而上”分层添加材料实现快速产品制造的技术,具有制造成本低、生产周期短等明显优势,被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。 一、3D打印基本概念 传统的切割加工是利用刀具进行材料的切削去除,是一种“自上而下”的加工方式。这种加工方式是从已有的零件毛坯开始,逐渐去除材料实现成型,因此受到刀具能够达到的空间限制,一般很难制造出复杂的三维空间结构。 3D打印技术的成型原理与上述传统方法截然不同,采用材 料逐层累加的方法制造实体零件,相对于传统切割加工技术,该方法是一种“自下而上”的制造方法,3D打印的实质是 增量制造:“通过增材制造,从零件的电子、数字化描述直 接到最终产品的过程”。因此3D打印技术具备两个本质特征:一是数字化模型直接驱动,将产品的数字化模型输入3D打 印机,就能直接“输出”最终产品,实现快速制造,不需要

制模或铸造;二是基于离散-堆积成型原理的逐层材料添加方式,可成型任意复杂空间结构,具有很高的柔性。 二、3D打印技术的优缺点。 -1- 优点:①不需要机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率;②通过摒弃传统的生产线,有效降低生产成本,大幅减少材料浪费;③可以制造出传统生产技术无法制造出的外形,让产品设计更加随心所欲;④可以简化生产制造过程,快速有效又廉价地生产出单个物品,与机器制造出的零件相比,打印出来的产品的重量要轻60%,并且同样坚固。 缺点:可打印的原材料少、打印精度低、速度较慢、打印成本高。 (3D打印原材料:工程塑料、光敏树脂、橡胶、金属、陶瓷等) 三、3D打印军事应用现状 (1)2012年,美国Sciaky公司的新型电子束3D打印技术取得重要突破,具备大型金属部件加工能力,美国国防部和洛克希德?马丁公司准备将其用于生产F-35战斗机的钛、钽、铬镍铁合金等高价值材料的高品质零部件,前期检测全部达到要求。 (2)3D Systems公司的激光熔融技术取得重要进展,美国

基于3D打印机的参数优化研究与仿真认证

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/1f11063056.html, 基于3D打印机的参数优化研究与仿真认证作者:伍倪燕陈琪廖璘志 来源:《科技风》2016年第03期 摘要:本文分析了3D打印机的工作原理,就影响打印效率和打印速度的参数进行了对偶分析,通过研究提出频分多路多目标集优化控制方法来提高打印效率和打印速度,并对速度量化指标进行评估。仿真实验表明,该技术能有效降低各路打印输入信号的干扰频谱,实现3D 打印机的准确控制,大幅降低打印时间和内存开销,提高打印速度。 关键词:3D打印机;参数;优化;仿真 3D打印技术是以计算机CAD/CAM为基础,通过相关软件分层离散,利用热熔喷嘴或激光束等方式将3D打印材料进行逐层堆积黏结而叠加成为实体产品。 小型3 D打印机的设计原理基于Fused Deposition Modeling技术,属于快速成型技术中的一种,也叫桌面级3D打印机。它是以数字模型文件为基础,运用塑料通过逐层堆叠积累的方式来构造物体的技术(即“积层造型”),具有结构简单、工作较稳定的优点以及打印时间长、效率较低的缺点。 1.3D打印机的参数分析 1.1 3D打印机的控制参数模型 依据3D打印机的工作原理,分析打印控制的参数模型。假定3D打印机系统是一个频分多路复用,打印系统的设备庞大、复杂,各个设备串联方式相互衔接,将其过程控制参数描述为: xjk=0≤xjk≤1 0 选择第K个3D打印组别进行j项作业的打印,且占任务比例为xjk其它(1) 其中,M表示桌面型3D打印生产线的作业数,S=S1,S2,L,Snum表示“打印”成型的模具集合,Np表示可进行第p项3D打印作业的组别数量,Nj表示参与第j项作业的区域喷粉末的厚度,考虑第i次打印的帧数,输入为3D打印各路作业信号频谱向量Y(i)和打印通道的路间干扰矩阵X(i),桌面型3D打印的激发态跃迁矩阵维数分别为N(i)×1和N(i)×m。 1.2 3D打印参数的耦合博弈模型 首先确定打印机逐层级联退激基态分解的子矩阵规模L×m,打印效益水平分别记为BU与Bv,得到3D打印机质量或效率的耦合博弈模型为:

Delta3D打印机代码解读及调机心得

Delta (rostock型)3d打印机算法解读及调试步骤 一、前言 Delta机型是一种并联式运动结构的3d打印机,delta机型实际上是分为两大类,一种是工业上用的并联式机器人;另外一种是rostock 的运动结构。这两种结构做出来的打印机给人的感觉都是非常cool的。所以大伙都偏好这类型的打印机,目前主流的固件marlin 和repetier都支持rostock结构的3d打印机。这里鸭哥就谈谈自己对rostock机型的运动算法的理解,继而从运动算法中推算一下如何调试一台rostock的参数。 二、基础知识 要理解rostock的全部运动算法所要涉及的数学知识不是太多,如果不记得的话,是时候找高中数学老师喝喝茶吃个小饭啦。 1)三角函数sin cos 这个是理解rostock计算过程的基础知识 2)笛卡尔空间坐标转换/线性代数,这个嘛是属于进阶内容,如果懂那就更好啦,如果不懂也没关系,在把所有的外界条件全部设置为理想情况下,这个笛卡尔空间坐标转换可以不用精通的。(包括鸭哥也不敢说对笛卡尔空间坐标转换和线性代数精通哦)

3)marlin程序的结构逻辑结构(对于arduino ide /arduino程序基本教程,这里就不展开了,不懂的小白们可以先学一下arduino 的基础教程先,饭要一口一口得出,路要一步一步的走) 三、Marlin程序解读 这里鸭哥不打算讲marlin的整个loop()函数的流程,讲讲delta机型的核心部分。对于marlin来说,delta机型和非delta机型在对于温控、看门狗、电机运动甚至空间坐标等方面都是一样的。区别在哪里呢?区别就在与delta多了一个笛卡尔坐标转换的函数Marlin的loop()主体流程 Void loop () { Get_command() ; //从sd卡或者串口获取gcode Process_command(); //解析gcode并且执行代码 Manage_heater();//控制机器的喷头和热床的温度 Manage_inactivity();// checkHitEndstops();//检查endstop的状态 Lcd_update(); //更新lcd 上面的信息 } 在这个过程中process_command()是控制的核心,各位仔细研读一下process_command()的代码就发现arduino的厉害了。简单

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