三维打印机的研究与设计技术方案
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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℃
工作温度：15-32℃
（2）.工作空间
速度尺寸（cm）
最大工作长（宽）度30
最大工作高度38
（3）打印速度精度：
定位精度：x、y轴0.011mm，z轴0.0025mm
打印速度：4s/层每层厚度:0.18mm
喷嘴直径：0.4mm 运动轴速度：40mm/s
三、技术实现方案
1.结构设计：主要分为三大部分，一为电机控制位移系统，二为传感反馈系统，三为电源系统。电机控制分为驱动喷头和控制位移两大部分。传感反馈分为位置传感器、温湿度传感和压力传感器。
机械结构X轴机构选用导轨-同步齿形带机构;Y轴机构选用光杠-同步齿形带机构;Z轴
机构选用两副光杠-丝杠机构；铺粉辊机构选用导轨-同步齿形带机构。
2.控制系统
在经济型数控机床中，普遍采用步进电机作为伺服驱动部件。步进电机将电脉冲信号转换成角位移，驱动执行机构按一定的规律运动。高精度的位置控制常采用全闭环控制。然而全闭环位置控制不仅需要高精度的位置检测装置，而且控制系统结构包含非线性环节导致控制系统模型复杂化，影响系统的稳定性和快速性。
1.选择电机：电动机型式、电压与转速的选择
（1）根据电机启动频率，有无调速要求选择是使用直流电动机或交流电动机；
（2）选择电动机额定电压的大小；
（3）根据转速要求及传动设备的质量选取它的额定转速与转矩；
（4）由生产机械所需要的功率大小来决定电动机的额定功率（容量）。
综合以上方面考虑，最后选择与要求相符的电动机。
b.几种电机的参数性能比较：
我们主要对比了步进电机和伺服电机的性能参数：
1、控制精度不同。步进电机的相数和拍数越多，它的精确度就越高，伺服电机取块于自带的编码器，编码器的刻度越多，精度就越高。
2、控制方式不同；一个是开环控制，一个是闭环控制。
3、低频特性不同；步进电机在低速时易出现低频振动现象，当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象，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。
4、矩频特性不同；步进电机的输出力矩会随转速升高而下降，交流伺服电机为恒力矩输出。
5、过载能力不同；步进电机一般不具有过载能力，而交流电机具有较强的过载能力。
6、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丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲现象，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。
7、速度响应性能不同；步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒，而交流伺服系统的加速性能较好，一般只需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。
从性能角度出发，通过以下几方面的考虑我们选择使用方案一的
步进电机：
1. 将电脉冲信号转变为角位移或线位移，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度；
2.可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；
3.同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的；
4.可以精确地到达目标位置，精度相比直流无刷电机更加高，开环便于控制；
5.使用细分功率放大器并使用高输入信号频率可基本消除共振现象。
综上所述，步进电机不需要反馈信号，就可以对系统的位置、速度输出直接控制，而且价格较为便宜，虽然打印速度不快，而我们所做的3D打印机并不要求高速运转，所以选用步进电机作为驱动装置。
使用步进电机，步进电机的最大优点就是可以将电脉冲信号转变为角位移或线位移，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。这个优点正满足我们所设计的电机的要求，虽然步进电机存在‘失步’以及自身振荡等缺点，但是由于他无位置误差积累的优点，使它在控制各轴运动定位时能够避免产生较大的误差，从而可以精确地到达目标位置，精度相比其他种类电机更加高，开环便于控制。而且，在此选择使用细分功放并使用高输入信号频率可有效降低共振现象。
因控制器具有采样周期的时间限制，当升速率较高时步进电机的转速容易穿越开关线，形成极限环，造成系统振荡，无法正常工作。针对上述情况步进电机快速准确定位系统控制器的设计，步进电机快速准确定位系统的结构框图，由位置补偿表、位置控制器、升降速控制器、信号转换器、转速及位置检测器和转速反馈及失步检测器等功能模块组成。上位机向步进电机定位系统下达位置指令X0 控制器根据起始位置、目标位置和转向查找位置补偿表得到补偿位置?X，形成实际位置指令Xs，进而得到位置偏差e，位置控制器根据偏差e 和步进电机当前转速nf发出转速指令ns，再由升降速控制器按照一定的规律计算出当前步进电机的转速n，之后由信号转换器解析为转向信号dir和脉冲信号cp,控制步进电机的转速和转向，使步进电机以一定规律的速度到达指令位置X0。当系统到达指令位置X0时，位置控制器必须使步进电机的转速降为可停车转速，从而达到快速准确定位控制的要求。
3D打印机在功能上与2D不同的即为增加了一个维度上的控制。对于如何增加z轴的控制，我们做了如下分析：
一种方案为，采取喷嘴直接喷热固性塑料在加热底板上，在喷嘴处有一电机控制喷嘴高度，高度一点一点增加，即可慢慢打印出想要的样品。
另一种方案为，采用原料与黏胶分别放置的办法，采用滚桶将原料槽升起所供应的原料颗粒推至加工平面，然后采用喷嘴直接喷洒黏胶在所需面积上，每加工完一层，加工平面即下降一层的高度以容纳下一层，直至样品打印结束。
另外结构上，我们还参考借鉴已经成型的Delta Robot的工作方式（如图1），使用如下的三纵轴3D打印机结构。该打印机与传统3D打印机有所不同，关键在于对打印点的定位方式。传统的3D打印机采用自然坐标系的坐标轴定义，在X,Y,Z三个维度上都采用螺杆丝杠传动,用电机带动丝杠从而对喷头进行控制与定位。而Rostock MAX采用的是三倾斜杆与喷头的二自由度连接，通过控制三个倾斜杆顶端的滑块移动来实现对喷头在工作区域的定位。
在第一种中，x,y,z轴均在喷嘴处控制，而第二种中对于喷嘴而言，加工平面高度是不变的，由加工平面下的电机来不断调整z轴的高度。
第一种的优势在于，想法简单，结构简单。但其缺点在于，如要打印空腔型的物体（譬
如收口很小的高脚杯）则无法打印。而第二种可以打印出空腔型物体。由于第二种可以采用颗粒支撑内部所以可以实现。并且第二种的废料不存在浪费，完全可以继续装填回原料槽，也符合了环保的理念。我们选择了第二种方案。
执行元件包括步进电机、喷胶喷头和加热器。
工作流程
先建立预加工的计算机三维实体模型, 结合CAD、CAM将其以彩色STL、ply、w rl等数据格式存储, 之后采用彩色三维模型切片软件对该彩色三维模型进行切片分层, 得到
一系列具有色彩信息的二维切片, 再进行切片光栅图像处理RIP分析, 获得每层的加工信息。然后进行以下步骤：
1、采集粉末原料;
2、将粉末铺平到打印区域;
3、打印机喷头在模型横截面定位, 喷豁结剂;
4、送粉活塞上升一层, 实体模型下降一层以继续打印;
5、重复上述过程直至模型打印完毕
三维打印法采用了与喷墨打印机类似的技术, 首先铺粉机构在加工平台上精确地铺上一薄层粉末材料, 喷头在每一层铺好的粉末材料上有选择地喷射粘合剂, 喷有粘合剂的地方材料被粘结在一起, 其它地方仍为粉末。做完一层,加工平台自动下降一个截面层的高度, 储料桶上升一个截面层的高度, 滚桶由升高了的储料桶上方把粉末推至工作平台, 并把粉末推平, 再喷粘结剂, 如此循环直到把一个零件的所有层打印完毕,然后把未固化的粉末清理掉,最后进行烧结, 即可得到一个三维实物原型。
X,Y轴(打印机)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(供粉缸、成型缸)作垂直于XY平面的运动。打印机构几乎不受载荷, 但运动速度较高, 具有运动的惯性, 因此应具有良好的随动性。Z轴应具备一定的承载能力和运动平稳性。因此, 在本系统中, X轴机构选用导轨-同步齿形带机构; Y轴机构选用光杠-同步齿形带机构;Z轴机构选用两副光杠-丝杠机构,由两个伺服电机分别驱动送粉缸和成型缸内的活塞作垂直于XY平面的运动。铺粉辊机构选用导轨-同步齿形带机构,实现成型粉末材料的铺平和压实功能。
综上所述：共有5个电机需要选择。
(一) X，Y轴的两个电机：
方案一
1)对于X,Y轴，要实现轮廓扫描，需要较高的运行速度和定位精度，因此选择丝杠--圆导轨这种运动方案，同时也能满足驱动工作台需一定承载能力的要求，由于横向移动走丝精度要求较高,考虑到无刷直流电机无论是在调速精度、力矩波动大小方面还是在输出力矩大小方面都具有很大的优势所以选择无刷直流电动机。
2)计算选择电动机的型号:通过分析得到喷头的质量m约为1kg;根据要求绕丝小车横向移动速度v为0～60m/min;导轨的摩擦系数μ约为0.2，wP=F·v,F=m·g·μ,把m、g、μ、v代入公式
得,wP=1.96W; 由于采用双圆柱形导轨,故电动机所需功率P为0P=2wP/n;从电动机到转轴之间的传动装置的总效率n总为:n总=n轴承·bn，查得轴承效率n轴承=0.99, 带轮效率bn=0.98, 即:n总=0.99×0.98=0.9702,0P=2wP/n总=2×1.96/0.9702=4.04W;选取电动机
额定功率pm,使pm=2.50P(1～3)0P，取pm=2.50P=10W,所以根据文献[5]表6-3,电机选用直流
无刷电机45ZWN60-2430,其具体参数如下：
方案二选用的X轴和Y轴步进电机都是MakerBot Nema 17，其具
体参数指标如下表：
其价格在650到800元之间。
(二) 铺粉电机：
铺粉电机运动只需要控制电机的起停和设定转速，用普通直流电机即可满足要求。通过铺粉辊筒转动和平动，将粉末材料从储粉腔添加到成型腔，同时压实粉末，平整粉末表面。铺粉辊筒的在粉末平面的转动方向与铺粉辊筒的平动方向相同，通过辊筒的转动将辊筒前面堆积的多余粉末卷起，让粉末材料翻滚前进，减小了粉末与已打印的截面层之间的摩擦力。为减小对模型Y向尺寸精度的影响，铺粉辊筒平动的速度不宜过快。系统中铺粉辊筒采用外径为20mm 的不锈钢管精密磨制，表面光滑，且不易腐蚀。转速200r/min，平动速度为0.2m/s 时成型质量和效率较为满意。对具有微小结构的部件，可以适当降低转动和平动速度。
设辊筒与平面之间摩擦系数为0.4，辊筒质量记为0.5kg，则可计算转矩为：
功率计算如下：0P=Fv=μmg*v=0.2*2=0.4W
机械传动部分效率较低估计为0.6，减速器效率估计为0.8
n总=n轴承*bn=0.6*0.8=0.48
所以电机功率pm=2.080P(1～3)0P，取pm=2.50P=1W 根据计算所得，我们选择以下型号的永磁式直流伺服电动机20SY01
(三) 储料室电机及成型室电机：
根据要求，选用公称直径16mm，螺距4mm的丝杠时，x，y，z轴方向变化0.01mm，电机转动角度a为：
a=360o×0.01÷4=0.9o
所以x，y轴电机只要满足步距角α≤0.9o即可
代入数据得：
必要脉冲数脉冲如果采用自启动方式驱动1秒钟，则驱动脉冲速度这样计算：
1800[Pulse]/1[sec]=1.8[kHz]
但是，自启动速度不可能是1.8kHz，应该采用加/减速运行方式来驱动，如图。
如果加/减速时间设置为定位时间的25%，启动脉冲速度为500[Hz]，则计算方法如下：
如果是水平方向负载，则滚轴丝杆驱动负载，效率为90%，负载重量为3千克，则负载力矩的计算方法如下：
*1
因为是垂直方向的负载，则力矩应该是此结果的2倍，而且此结果仅包括负载力矩，电机的总负载还应该包括加/减速力矩，但是，计算中很难得到准确的负载惯性惯量，因此，为了解决这个问题，在实际计算负载力矩的时候，特别是自启动或需要迅速加/减速的情况，我们应该在此基础上再乘以一个安全系数。
emT=2*LT*ε=2*0.0955*1.2=0.23[N·m]
根据计算及以下电机参数，我们选择42BYG250B-0151两相混合步进电机。
四、执行元件执行元件包括步进电机、喷胶喷头和加热器。
喷胶喷头选择：方案一由日本精工电子集团所生产，精工最先是在生产精密钟表方面在全世界家喻户晓，如今在生产集装压电式喷头方面就已经具备相当雄厚的实力与基础，稳定性方面就如其生产的精工表一样品质超众. SPT喷头在综合以往所有喷头的性能优点最终设计而成，在集中以往优点的同时另外还主要体现在：
a.主要表现为全不锈钢设计,具备超强的耐寿命,每只喷头的管道为510个.
b.喷头电压可随温度变化而变化,因此能够以往其他喷头因温度等外界因素造成的断墨烦恼.
c.其喷头的数据端口能够适应不同的打印软件,并且打印浓度也比以往喷头更浓.
d.能够采用多种模式生产,墨点颗粒为35PL和12PL,最高标准精度为720DPI和1440DPI,色彩饱和度无可挑剔.
e.喷头打印宽幅为75mm,是普通喷头的4倍,可进行快速输出.
f.适用面较广,目前已经应用于工业与商业打印的范围之内.
g.配套墨水的生产流水线全部由日方精工电子集团专业人员检测,每次生产的墨水全部由精工集团认证之后方可投放于市场销售.
h.成本较低,趋于大众化.
最终选型为：
SEIKO SPT 255 35PL(极限主流喷头) 有效打印条宽度35.7mm 方案二：喷头部分主要由以下零件构成: 1．PEEK 法兰
2．散热铜锅
图5.6.2 铜锅样图
3．支撑铝管4．PTFE内衬5．上托架(塑料件) 6．下托架(环氧树脂)
7．加热块(铝)
图5.6.3 铝块样图
8 喷嘴(0.5mm 铝)
图5.6.4 喷嘴样图
9 加热电阻(6.8Om,防火水泥封装, PTFE保护引脚)，加热材料，实现塑造。
10 热敏电阻(100k,防火水泥封装, PTFE保护引脚)，防止加热温度过高损坏元件。总体喷头部分结构如图：
图5.6.5 喷头结构示意图选择步进电机驱动器
根据所选步进电机，确定步距角为1.8°，传动杆结构如图：
图5.3.1 传动杆结构
我们选用半径1.75cm的齿轮，由公式
n为细分驱动器细分数。可解得n=8。故选用相匹配的LERDGE-K型细分型两相混合式步进电机驱动器及控制系统。
图5.3.2 LERDGE-K型细分型两相混合式步进电机驱动器及控制系统。
Lerdge_K电机驱动及控制系统说明
3D打印实训室 1.1建设背景 《增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》明确指出“组织实施学校增材制造（3D打印）技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。” 1.1.1社会发展需求 目前，3D打印技术正在引导着第四次工业革命，世界各个都已展开战略性的方针发展该项技术。3D打印技术的发展依赖大量的准也技术人才，而人才的培养要从小开始，从基础教育开始奠定3D打印的基石。在中小学开设3D 打印创客教育，从小开始着眼学生的创新、创造思维能力，让3D打印技术渗透到生活的方方面面，有助于学生综合素质能力的提升和发展，为学生的未来成长发挥有利作用。 为了能够在人才培养上抢占先机，美国在几年前就开始重视3D打印教育，把3D打印植入中小学教育体系。在中国，2015年2月11日，工信部、发改委、财政部三部门联合《增材制造产业反战计划（2015-2016年）》，明确指出：组织实施学校增材制造（即3D打印）技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。 1.1.2国市场PEST分析 通过PEST（P:政治、E:经济、S:社会、T：技术）分析法可以看出，从近年
来相继出台扶持政策，正处于利好局面。2016年，中国国3D打印已经进入启动期。 P（politics）→政策保障: ①2013年，科技部《高技术研究反战计划（863计划）、科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》中3D打印产业首次入选。 ②2015年，工信部正式发布《增材制造产业反战推进计（2015-2016）》，从战略高度提出3D的发展方向和目标。 ③2015年5月19日，中国国务院印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。 E(economy)→宏观经济促进: ①中国经济保持发展迅速，城镇人均收入水平提高，用户对个性化产品的消费欲望逐渐加强。 ②中国庞大的资本市场为3D打印产业提供有利保障，2014年以来，相关产业企业融资近资本10笔。资本市场的持续关注和运作将推动3D 打印产业的快速发展。 S（society）→社会环境推动： 中国是工业制造大国，但传统流水线、自动化作业方式无法满足个性化定制需求，3D打印在固件稳定性、多样化、小批量生产具备较强优势，是辅助只能制造的重要手段之一。 T（technology）→技术发展支撑： ①计算机辅助设计（CAD）、切片工具等软件系统逐渐成熟。 ②物联网、大数据、云计算等技术的卡快速发展，推动各行业提供个性化产
目录 一 3D打印技术...............................................错误!未定义书签。 1、3D打印技术原理........................................错误!未定义书签。 2、3D打印流程............................................错误!未定义书签。 1）三维设计...........................................错误!未定义书签。 2）切片处理...........................................错误!未定义书签。 3）模型打印...........................................错误!未定义书签。 4）后续处理...........................................错误!未定义书签。 3、常见3D打印技术........................................错误!未定义书签。 1) FDM：熔融沉积成型工艺..............................错误!未定义书签。 2) SLS：选择性激光烧结工艺............................错误!未定义书签。 3) LOM：分层实体成型工艺..............................错误!未定义书签。 4) SLA：立体光固化成型工艺............................错误!未定义书签。 5) 3DP：三维印刷工艺..................................错误!未定义书签。 6) PolyJet：聚合物喷射技术............................错误!未定义书签。 4、3D打印材料............................................错误!未定义书签。 5、3D打印机类型..........................................错误!未定义书签。 二 3D打印创新实验室建设规划.................................错误!未定义书签。 1、3D打印创新实验室功能..................................错误!未定义书签。 2、3D打印创新实验室建设规划..............................错误!未定义书签。 3、3D打印创新实验室软件..................................错误!未定义书签。 三 3D打印创新实验室创新课程体系设计.........................错误!未定义书签。 1、教学架构...............................................错误!未定义书签。 2、教学内容...............................................错误!未定义书签。
3D 打印实训室 1.1建设背景 《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》明确指出“组织实施学校增材制造（3D 打印）技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。” 1.1.1 社会发展需求 目前，3D打印技术正在引导着第四次工业革命，世界各个国家都已展开战略性的方针发展该项技术。3D 打印技术的发展依赖大量的准也技术人才，而人才的培养要从小开始，从基础教育开始奠定3D 打印的基石。在中小学开设3D 打印创客教育，从小开始着眼学生的创新、创造思维能力，让3D 打印技术渗透到生活的方方面面，有助于学生综合素质能力的提升和发展，为学生的未来成长发挥有利作用。 为了能够在人才培养上抢占先机，美国在几年前就开始重视3D 打印教育，把3D打印植入中小学教育体系。在中国，2015年2月11日，工信部、发改委、财政部三部门联合《国家增材制造产业反战计划（2015-2016年）》，明确指出：组织实施学校增材制造（即3D 打印）技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。 1.1.2 国内市场PEST分析 通过PEST (P政治、E:经济、S社会、T:技术)分析法可以看出，从近年来国家相继出台扶持政策，正处于利好局面。2016年，中国国内3D打印已经进
入启动期。 P (politics) 国家政策保障： ①2013年，科技部《国家高技术研究反战计划(863计划)、国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》中3D打印产业首次入选。 ②2015年，工信部正式发布《国家增材制造产业反战推进计(2015-2016》，从国家战略高度提出3D的发展方向和目标。 ③2015年5月19日，中国国务院印发《中国制造2025〉，部署全面推进实施制造强国战略。 E(eco no my)宏观经济促进： ①中国经济保持发展迅速，城镇人均收入水平提高，用户对个性化产品的消费欲望逐渐加强。 ②中国庞大的资本市场为3D打印产业提供有利保障，2014年以来，相关产业企业融资近资本10笔。资本市场的持续关注和运作将推动3D打印产业的快速发展。 S (society 社会环境推动： 中国是工业制造大国，但传统流水线、自动化作业方式无法满足个性化定制 需求，3D打印在固件稳定性、多样化、小批量生产具备较强优势，是辅助只能制造的重要手段之一。 T（tech no logy 技术发展支撑： ①国家计算机辅助设计（CAD）、切片工具等软件系统逐渐成熟。
3D打印材料项目 初步方案 规划设计/投资分析/产业运营
承诺书 申请人郑重承诺如下： “3D打印材料项目”已按国家法律和政策的要求办理相关手续，报告内容及附件资料准确、真实、有效，不存在虚假申请、分拆、重复申请获得其他财政资金支持的情况。如有弄虚作假、隐瞒真实情况的行为，将愿意承担相关法律法规的处罚以及由此导致的所有后果。 公司法人代表签字： xxx集团（盖章） xxx年xx月xx日
项目概要 随着国内在“十三五”规划期间对于新材料行业的重点支持，国家十 二部委对增材制造产业的大力推广，3D材料行业也会迎来蓬勃发展。工信部、发改委、教育部等十二部委联合发布的《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》中指出，预计到2020年，增材制造产业年销售收入超过200亿元，年均增速在30%以上。以目前3D打印材料市场规模增速及在3D 打印行业中的占比测算，完成《行动计划》中的发展目标，预计2020年， 中国3D打印材料市场规模将达到57亿元，2024年预计超过160亿元，3D 打印材料市场前景可观。 该3D打印材料项目计划总投资14855.03万元，其中：固定资产 投资12239.73万元，占项目总投资的82.39%；流动资金2615.30万元，占项目总投资的17.61%。 达产年营业收入22607.00万元，总成本费用17982.06万元，税 金及附加279.08万元，利润总额4624.94万元，利税总额5541.94万元，税后净利润3468.70万元，达产年纳税总额2073.23万元；达产 年投资利润率31.13%，投资利税率37.31%，投资回报率23.35%，全部投资回收期5.78年，提供就业职位482个。 本报告所描述的投资预算及财务收益预评估均以《建设项目经济 评价方法与参数（第三版）》为标准进行测算形成，是基于一个动态
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打印机是比较容易操作使用的，但是对于一些新手朋友，难免会遇到各种问题，今天创想三维收集了一些3D打印比较常见的问题，并针对这些问题给出了解决方案，如果你也有遇到，希望能帮助你快速解决。 1、堵头 解决方法：针对于不同程度的堵头，我们分别可用通针清理、更换喷嘴、喉管清理、更换铁氟龙管、更换喷头套件等方法处理。 2、喷头不加热 解决方法：可通过重新拔插加热管线、更换加热管、更换喷头热敏、更换主板等方法解决。 3、热床不加热
解决方法：可通过重新插拔热床接线、更换热床热敏、更换热床加热模块、更换热床板、更换主板等方法解决。 4、显示屏显示不全、显示屏乱码 解决方法：出现这种情况一般为屏幕质量问题，直接更换新的屏幕即可。 5、显示屏蓝屏、按钮无反应 解决方法：首先不能在高频环境下使用，其次可通过重新拔插屏幕排线、更换屏幕排线、更换新的屏幕、更换主板等方法解决。 6、喷头、热床自动加热 解决方法：喷头自动加热更换新的主板即可;热床自动加热可通过更换热床加热模块或继电器(部分机器没有)、主板等方法解决。 7、喷头温度加不到预设温度、波动 解决方法：可通过更换高温棉、加热管、主板、电源等方法解决。目前创想三维3D打印机的高温棉已经换成了硅胶套可以不用担心，其他方面只需更换相应的配件即可。 8、无法读卡 解决方法：可通过更换存储卡(不要大于16G)、检修主板卡槽、重刷机器固件等方法解决。 9、热床温度波动、加上去之后就降温
解决方法：可通过更换热床相应接线、更换新的热床板、更换主板等方法解决。 10、屏幕显示Err：change filament 解决方法：当屏幕出现这种错误提示时，一般是耗材在断料检测部位断裂了，只需重新装载耗材即可。 11、打印完的模型拿不下来 这个问题是由于机器打印空间温度过高，应该使机器打印空间冷却几分钟后再用配置的工具取下成品。这里要注意：打印完之后如果强行取下成品，会造成成品变形或灼伤手部，强行掰掉会损坏成品精度。 以上就是3D打印机在操作中常见的故障，希望能够帮助到你。
一、结合现有3D打印技术的研究现状，阐述现有3D打印技术的缺点，以及该缺点的解决办 法，针对现有某一种３D打印方法进行改进。简述３D打印技术未来的发展方向(2０00字以上)。 现有3D打印技术的缺点及解决方法 １、材料的限制 目前主流的3D打印技术可以实现聚合物塑料、某些金属或者陶瓷打印，但目前无法实现打印的材料还非常多。材料的限制主要表现为两个方面的限制,一方面,目前的3D打印技术可打印的材料种类有限，无法完全适应工业生产中所需的各种各样的材料的打印。这使得３Ｄ打印技术只能应用于一些特定场合,普及推广仍有很大的障碍。另一方面,针对特定的３D打印机，可打印的材料种类更是特定的几种或几类,这使得针对每种或每类材料,就需要设计专属的3D打印机，通用性不如传统的机械加工好。虽然目前在多材料打印上已经取得了一定的进展,但除非这些进展达到成熟并有效,否则材料依然会是3D打印的一大障碍。 解决方法：针对以上两方面问题,可以以这样的思路寻求解决方案。一、研发新材料,这也是国家目前大力发展的方向。通过研发新型的打印性能好、材料性能还能达到传统材料要求材料，提高３D打印技术的通用性。二、提高３D打印机本身的通用性。可以从模块化设计角度出发,本体结构保持一致,对不同种类或类型的材料,只改变部分部件如喷头，而且部件的拆装性能要好，方便更换。 2、打印效率低效率低可以从两个角度进行分析。一、与传统机械加工比较，机械加工是在毛坯的基础上减材形成,通常毛坯和零件之间相差的材料较少，即需要去除的材料少,加工比较快；而3D打印技术必须将所有零件实体所需材料通过增材方式堆叠,材料体积大。所以从去除或堆叠得材料体积量来比较,增材的体积量通常比减材的体积量要大。二、从成型运动方面考虑,传统的机械加工主运动多为旋转运动，而3D打印技术为直线运动，旋转运动更容易达到更大的速度,而且保持一定的稳定性,3D打印技术的扫描运动为直线运动，很难达到较大的速度。因此，3D打印技术不仅所需加工的体积量大,而且运动速度受限,所以综合加工效率低。 解决方法：针对问题一，可以考虑在一定的规则毛坯材料上增材，减少需要打印的材料量,主要是用于大批量生产情况下，预先设计一系列实体轮廓中所包含的最小毛坯，在毛坯的基础上打印。针对问题二，从机构学角度,可以设计可高速运动的机构，如并联机构。另外也需要协调设计材料，增快其熔融速度或凝固速度。还可以从软件及轨迹规划角度着手,采用梯度设计思想,对于有强度等方面要求的,填充率选择大一些,其他部分填充率小一些，而不是像目前
3d打印解决方案 篇一：关于“ 3D打印技术”推广支撑方案 关于“ 3D打印技术”推广支撑方案 【前言】3D打印（3DP）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打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。3D打印现在在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。 【产品引入】 由重庆市科委引入针对我市残疾人服务的3D打印技术， 是市残联牵头，科委提供技术支撑，美院提供产品原型，专为残疾人提供创业就业服务新型技术。 逐梦善行科技有限公司现着手承建市残疾人福利基金会平台建设和市残疾人服务网建设，如何利用我们自身的资源来推广这一项新型技术，从而为更多残疾人解决创业和就业的问题呢？我们利用基金会和残疾人服务网平台，提出以下支撑方案。
【技术产品推广】 利用在建设的‘市残疾人服务网’，建设技术服务培训专栏，提供残疾人线上的技术培训，服务支撑，为美院的产品原型和3D打印技术提供互动的交流平台，实现培训，实践的技术桥梁。 通过基金会官网平台引入技术推广链接（众创空间和残疾人服务网），引流残疾人到专职3D技术服务网站，达到 推广的目的。 【专项基金募集】 在市残疾人服务平台上的WEB页面、APR微信端对爱心人士及残疾人做定向推送，统筹和募集专项3D技术创业 的专项基金，让有想法的残疾人的创业梦和就业梦得以实现。 【产品市场价值的转换】 对残疾人的3D打印产品在市残疾人服务网或基金会的淘宝公益商户进行线上销售，实现产品价值，让残疾人利用互联网面向全国销售，从而实现自己的社会价值。 【社会效应的价值体现】 我公司有幸成为残疾人服务的一份子，那么我们有责任也有信心为一切有助于残疾人事业发展及创新做好相应的支撑工作，特别是当今的信息时代，如何让一项产品和技术通过互联网平台得以推广，实现真正的价值，我们人人都要 有这个社会责任，逐梦善行科技有幸作为公益一份子，为残 疾人公益事业做好服务和支撑。
3d打印解决方案 篇一：关于“3D打印技术”推广支撑方案 关于“3D打印技术”推广支撑方案 【前言】 3D打印（3DP)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打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。3D打印现在在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。 【产品引入】 由重庆市科委引入针对我市残疾人服务的3D打印技术，是市残联牵头，科委提供技术支撑，美院提供产品原型，专为残疾人提供创业就业服务新型技术。 逐梦善行科技有限公司现着手承建市残疾人福利基金会平台建设和市残疾人服务网建设，如何利用我们自身的资源来推广这一项新型技术，从而为更多残疾人解决创业和就业的问题呢？我们利用基金会和残疾人服务网平台，提出以下支撑方案。
【技术产品推广】 利用在建设的‘市残疾人服务网’，建设技术服务培训专栏，提供残疾人线上的技术培训，服务支撑，为美院的产品原型和3D打印技术提供互动的交流平台，实现培训，实践的技术桥梁。 通过基金会官网平台引入技术推广链接（众创空间和残疾人服务网），引流残疾人到专职3D技术服务网站，达到推广的目的。 【专项基金募集】 在市残疾人服务平台上的WEB页面、APP、微信端对爱心人士及残疾人做定向推送，统筹和募集专项3D技术创业的专项基金，让有想法的残疾人的创业梦和就业梦得以实现。 【产品市场价值的转换】 对残疾人的3D打印产品在市残疾人服务网或基金会的淘宝公益商户进行线上销售，实现产品价值，让残疾人利用互联网面向全国销售，从而实现自己的社会价值。 【社会效应的价值体现】 我公司有幸成为残疾人服务的一份子，那么我们有责任也有信心为一切有助于残疾人事业发展及创新做好相应的支撑工作，特别是当今的信息时代，如何让一项产品和技术通过互联网平台得以推广，实现真正的价值，我们人人都要
3D打印技术专业实训室建设方案
1.项目背景 1.1 3D打印概述 3D打印，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 打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，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。 3D打印产业目前在高速的发展中，技术日益成熟，特别是在消费级3D打印领域，已经逐渐用于一些产品的直接制造。伴随着科技的发展和进步，可预见的未来的十年，3D打印将会给全球的制造业领域带来极大的颠覆。而生活智能化科技化的发展趋势也将带动制造业数字化的发展，3D打印科技在推动制造业数字化的发展中起到了至关重要的作用，为此2015年2月12日国家工信部、发改委、财政部共同颁布《国家增材制造产业发展推广计划（2015-2016）》（见附件一），全力督促发展国内增材制（3D打印）产业，目的是为抢抓新一轮科技革命和产业变革的重大机遇，落实国务院关于发展战略性新兴产业的决策部署。 1.2 3D打印实训室建设意义和价值 3D打印机技术被称之为”第三次工业革命”,其最大的魅力在于为创意设计提供了无限的可能性。将3D打印技术引入中学课程，有助于学生综合素质能力的提高和发展。 1、教育目标 科技前沿——学习、认识前沿的先进制造技术、逆向工程技术等 特色教育——通过与传统课程结合，激发学习乐趣 综合发展——学习设计建模和3D打印机的使用技能 学以致用——创新设计、团队合作、参加竞赛
3D打印技术竞赛设备配 置方案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
3D打印技术竞赛设备配置方案 一、3D打印竞赛内容： 为了促进中职院校学生3D打印建模、设备装调、设备操作能力提升，引领相关专业的教学改革，提升人才培养质量，全国机械职业教育教学指导委员会、机械工业教育发展中心拟于2016年12月上旬在山东省潍坊市举办“2016年全国机械行业职业院校技能大赛-‘三维博特杯’3D打印技术应用大赛”。（一）、竞赛内容 本次比赛为个人赛，每校限报两名选手，比赛内容包括3D打印机安装调试、3D产品打印测试、3D打印机检测维修三个模块。 比赛时间为4个小时，比赛内容包括3D打印机安装调试、3D产品打印测试、3D打印机检测维修等三个部分组成。 打印机安装调试： 根据赛场提供的组装图（装配图和电气控制原理图），利用赛场提供的3D 打印设备散装套件A，按照正确的装配工艺，合理选用工、量具，完成3D打印机的机械装配、电气控制系统的器件安装和电路连接。对3D打印机设备进行调试，达到任务书规定的工作要求和技术要求，并进行3D打印试运行。选手可以利用赛场统一提供标准模型文件来进行试运行，同时根据提供的标准三维检测件实物及图纸供选手核对打印结果是否正确。应用相关的理论知识和工作过程知识，填写组装与调试记录表。 产品打印测试： 根据任务书提供的二维零件图，通过赛场提供电脑预装的三维CAD软件（Inventor2016、3DOne Plus2017选手自选使用）进行三维造型设计，完成符合要求的建模工作。把已完成的三维造型导入到3D打印切片软件中，根据零件结构选择合理的打印参数以及其他工作参数，通过3D打印设备（现场有一台是选手组装调试用、一台是有故障机器，选手可以选择一台进行打印加工，但打印设备必须完成故障排除后或调试合格后才能用）进行零件的3D打印成型。打印完成后，剥离支撑材料，对成型零件表面进行适当处理。按任务书要求填写相应参数记录表。 打印机检测维修： 利用赛场提供的3D打印设备B（已提前设置好4-6个线路联接或机械装配故障点），分析故障现象和故障产生的原因，动手排除故障。
3D打印解决方案创业计划书 本计划书为WORD格式，下载后可直接使用
目录 1．3D打印国际市场现状 (1) 1.1 全球3D打印市场规模 (1) 1.2 地域范围快速扩大 (2) 1.3 应用领域不断延伸 (2) 2．3D打印国内概况 (3) 2.1 3D打印技术发展概况 (3) 2.1.1 宏观导向 (3) 2.1.2 科研领域 (4) 2.1.3 民间运用 (4) 2.2 国内的3D打印市场 (4) 3．项目可行性 (6) 3.1 项目发起主体优势明显支撑项目可行 (6) 3.2 项目所处背景环境利好支撑项目可行 (7) 3.3 项目产品分工合理保障项目可行 (8) 3.4 项目支撑策略合理保障项目可行 (8) 4．公司及项目团队介绍 (9) 4.1 公司简介 (9) 4.2 团队介绍 (9) 4.2.1 研发团队 (9) 4.2.2 销售团队 (11) 5．目前经营状况 (12) 5.1 公司目前主营业务 (12) 5.2 3D打印机的销售市场 (13) 5.3 投入及组织架构 (15) 6．产品未来发展方向 (16) 6.1 打印机的更新换代 (16) 6.2 加工材料的普及化 (17) 6.3 技术推广 (18) 7．公司发展计划 (19) 8．投融资计划 (20) 9．结束语 (22)
1．3D打印国际市场现状 1.1 全球3D打印市场规模 鉴于3D打印技术在可打印产品的多样性、成本及材料等方面还不够成熟，目前尚未迎来大规模商业应用。但不可否认的是，3D打印将是缔造新一轮产业革命的标杆性技术，政策的推动让业界亢奋，而其市场规模预期也在不断刷新。总体规模持续增长。来自美国咨询公司Wohlers Associates的数据显示，2011年全球3D打印市场规模为17.1亿美元，其中消费品和电子领域约占20.3%，机动车领域占19.5%，医疗和牙科领域占15.1%。2012年3D打印产业规模比上年增长25%，达到21.4亿美元，2016年将达到31亿美元，2020年将达到52亿美元。从增材制造技术诞生至今，全球3D打印机及打印服务总体市场的平均年增长率约为27%，预计2011-2015年期间全球3D打印机市场的复合年增长率达17%。 数据出处：Wohlers Associates，“Wohlers Report 2012” 全球3D打印市场规模趋势图 尽管相比2D打印每年几百亿甚至上千亿美元的市场规模来说，3D打印每年十几亿到几十亿的市场份额略显微小。而且从全球范围看，目前3D打印行业的公司规模普遍较小，即便是主导市场的两家3D打印机上市公司Stratasys和3D Systems，2011年的营业收入也不过仅为1.7亿美元和2.9亿美元。但是，相对于早已进入成熟期的2D打印产业，3D打印产业却正处于上升期，其市场规模的迅速扩大已经预示出巨大潜能。全球制造产业链从最初的原材料处理、设备制造直到最后的打印应用与服务，即使只有一小部分消费品通过3D打印的方式来
3D打印技术方向筹建方案 一、背景 3D打印（学术上称增材制造、快速成形、快速制造等）技术高度融合数字化设计与数字化制造，是一项被看作有望引领“第三次工业革命”的先进制造技术。该技术改变了传统制造工艺对材料的利用方式，特别适合用于航空航天、武器装备、创意产品开发阶段的复杂结构的快速验证，在缩短开发周期和降低成本方面优势明显，是实现自主创新的有力技术手段。 美国等西方发达国家非常重视此技术，2012年3月9日美国总统奥巴马将3D打印制造技术列为美国15个制造业创新中心之一，并作为首个样板示范中心于2012年8月16日成立，奥巴马总统亲自出席了剪彩仪式。我国亦不例外，如北京、西安、上海、江苏、广东、山东、四川、安徽、黑龙江等省市已或准备投入人力和物力加大3D打印技术的研发与产业化。 我国是制造大国，但还不是制造强国。大部分制造领域依靠低成本人力与国外同行抗争，必须寻找持续发展的技术制高点。因此，我国已经从国家层面制定了3D打印的技术发展路线图，相关专项也将陆续实施，正面临快速发展的大好时机！在这种大的背景下，在学校建立3D打印技术方向或学科，培养3D打印技术相关的人才是大势所趋。 1、3D打印的原理和优势 3D打印技术是近30年来全球先进制造领域兴起的一项集光/机/电、计算机及新材料等学科于一体的先进制造技术。与切削等材料“去除法”不同，该技术通过将粉末、液体及片状等离散材料逐层堆积，“自然生长”成三维实体。 与其他制造技术相比，3D打印技术具有如下突出优点： （1）3D打印是传统制造工艺的深刻变革。理论上，只要在计算机上设计出结构模型，就可以在无需刀具、模具及复杂工艺条件下快速地将“设计”变为“实物”。不但在节省材料方面具有突出优势，还可加工传统方法难加工甚至是无法加工的复杂结构，特别适合于航空航天发动机空心叶片（图1a）、随形冷却模具（图1b）及个性化骨骼植入体（图1c）等批量小、结构复杂零件的快速制造，符合现代和未来制造业的发展趋势。
3D打印机故障及解决办法 问题描述：经常烧坏主控板、拓展板、步进电机驱动器。 现象描述：严重发热、冒烟。 原因分析：1.线路中存在正负极接反的现象。 2.供电电压不稳定，长时间超过12v。 3.拓展板供给额定电压为12V，主控板额定供给电压为 5V，误将12V电压也作为主控板的供给电压，导致主 控板烧坏。 4.打印时间长，控制板散热不好，导致过热烧坏。 5.传动负载大，为保证步进电机不丢步，主动调节步进电机驱动器电阻，增大电流，电流过大导致驱动器烧坏。 正确做法：1.仔细检查线路是否有错，通电前用相关仪器检查线路是否合理。 2.主控板与拓展板分开供电，主控板用专用充电器供电或 者用电脑USB供电，拓展板用质量较好输出电压为12V 较稳定的电源供电。 3.驱动器上装散热片，控制板部分安装独立风扇，保证工 作过程中控制板的散热。 4.机器传动件经常加润滑油，保证运动流畅。 5.选用合理型号的步进电机。
问题描述：打印机Z轴传动阻力大，Z轴电机易丢步，打印平台倾斜。现象描述：Z轴电机带不动Z轴方向上的传动，丝杠径向受力大，打印平台严重倾斜。 原因分析：1.Z轴轴向只有一根光轴导轨，受力不均，导致丝杠在径向上受力过大。 2.打印平台过重，导致阻力过大。 3.Z轴丝杠螺母为单螺母，与丝杠接触面积小，摩擦力大。 4.导轨滑块（直线轴承）过短，与光轴接触面积小，导致 平台倾斜。 5.平台重，电机选型偏小。 正确做法：1.Z轴至少用2根导轨导向承重，.丝杠置于两导轨之间，保证丝杠径向受力最小。 2.打印平台采用亚克力板或者其他强度高质量小的材料。 3.Z轴丝杠可采用双螺母增加与丝杠的接触面积，减少单 个螺母所受的摩擦力，双螺母还可以减少回程误差，自 锁性能更好。 4.根据Z轴打印平台的质量及实际受力情况，选用适合的 电机。 5.丝杠一端悬空，使得丝杠传动受力更小，更流畅。 问题描述：打印过程中出现断层。
汽车车身3D打印系统方案设计 Automobile 3D Printing System Design 摘要：3D打印被誉为“第三次工业革命”的核心技术，综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，有着非常优越的应用潜质。本文将就3D打印展开讨论，并就“汽车车身3D打印”作为重点，设计一个制造系统的实施方案。此外，本文还将针对3D打印中所遇到的最主要的问题讨论起解决方案。 Abstract: 3D-printing is known as the core technology of the "third industrial revolution". It is a combination of digital modeling technology, mechanical and electrical control technology, information technology,materials scienceand chemistryand many other cutting-edge technologies. So it has a very superior application potential. In this article, I will talk about 3D-printing and design a manufacturing system and implementation plan for ‘3D-printing for automotive body’. Besides, this article will also focus on the main problems of 3D-printing and their solutions. 关键词：3D打印汽车车身熔融沉积成型 一、3D打印概述 3D打印，是根据所设计的3D模型，通过3D打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术。这种逐层堆积成形技术又被称作“增材制造”。传统数控制造一般是在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法，去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品。而“增材制造”与之不同，无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生成任何形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。 “第三次工业革命”实质就是以数字制造技术、互联网技术和再生能源技术的重大创新与融合为代表,从而导致工业、产业乃至社会发生重大变革,这一过程不仅将推动一批新兴产业诞生与发展以替代已有产业，还将导致社会生产方式、制造模式甚至生产组织方式等方面的重要变革, 最终使人类进入生态和谐、绿色低碳、可持续发展的社会。这次科技革命不仅极大地推动了人类社会经济、政治、文化领域的变革，而且也影响了人类生活方式和思维方式,使人类社会生活和人的现代化向更高境界发展。 二、3D打印技术现状和发展趋势 1、技术现状：3D打印技术经过超过半个世纪的不过改良，已经发展衍生出了很多打印技术，如：光敏固化成型(StereoLithography Appearance, SLA)、熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling, FDM)、选择性激光烧结(Selective Laser Sintering, SLS)、分层实体制造(Laminated Object Manufacturing, LOM)。
一、结合现有3D打印技术的研究现状,阐述现有3D打印技术的缺点,以及该缺点的解决办法, 针对现有某一种3D打印方法进行改进。简述3D打印技术未来的发展方向(2000字以上)。现有3D打印技术的缺点及解决方法 1、材料的限制 目前主流的3D打印技术可以实现聚合物塑料、某些金属或者陶瓷打印,但目前无法实现打印的材料还非常多。材料的限制主要表现为两个方面的限制,一方面,目前的3D打印技术可打印的材料种类有限,无法完全适应工业生产中所需的各种各样的材料的打印。这使得3D打印技术只能应用于一些特定场合,普及推广仍有很大的障碍。另一方面,针对特定的3D打印机,可打印的材料种类更就是特定的几种或几类,这使得针对每种或每类材料,就需要设计专属的3D打印机,通用性不如传统的机械加工好。虽然目前在多材料打印上已经取得了一定的进展,但除非这些进展达到成熟并有效,否则材料依然会就是3D打印的一大障碍。 解决方法:针对以上两方面问题,可以以这样的思路寻求解决方案。一、研发新材料,这也就是国家目前大力发展的方向。通过研发新型的打印性能好、材料性能还能达到传统材料要求材料,提高3D打印技术的通用性。二、提高3D打印机本身的通用性。可以从模块化设计角度出发,本体结构保持一致,对不同种类或类型的材料,只改变部分部件如喷头,而且部件的拆装性能要好,方便更换。 2、打印效率低效率低可以从两个角度进行分析。一、与传统机械加工比较,机械加工就是在毛坯的基础上减材形成,通常毛坯与零件之间相差的材料较少,即需要去除的材料少,加工比较快;而3D打印技术必须将所有零件实体所需材料通过增材方式堆叠,材料体积大。所以从去除或堆叠得材料体积量来比较,增材的体积量通常比减材的体积量要大。二、从成型运动方面考虑,传统的机械加工主运动多为旋转运动,而3D打印技术为直线运动,旋转运动更容易达到更大的速度,而且保持一定的稳定性,3D打印技术的扫描运动为直线运动,很难达到较大的速度。因此,3D打印技术不仅所需加工的体积量大,而且运动速度受限,所以综合加工效率低。 解决方法:针对问题一,可以考虑在一定的规则毛坯材料上增材,减少需要打印的材料量,主要就是用于大批量生产情况下,预先设计一系列实体轮廓中所包含的最小毛坯,在毛坯的基础上打印。针对问题二,从机构学角度,可以设计可高速运动的机构 ,如并联机构。另外也需要协调设计材料,增快其熔融速度或凝固速度。还可以从软件及轨迹规划角度着手,采用梯度设计思想,对于有强度等方面要求的,填充率选择大一些,其她部分填充率小一些,而不就是像目前整个实体都选择同一填充率。