文档介绍：------------------------------------------精品文档-------------------------------------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3D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PLAA/BS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:转A/D转换器→加热电路→当前温度→温度传感器→D/A设置的空气温度→单片机→.换器→单片机xyz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