2020年整理3D打印机的构造.pdf

1技术原理3D打印机又称，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状或等可粘合材料，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机中，机器会按照把产品一层层造出来。

3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。

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。

1、有些3D打印机使用“喷墨”的方式。

即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫外线下进行处理。

之后铸模托盘下降极小的距离，以供下一层堆叠上来。

2、还有的使用一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。

3、还有一些系统使用一种叫做“”的技术，以粉末微粒作为打印介质。

粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，熔铸成指定形状，然后由喷出的液态粘合剂进行固化。

4、有的则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒，当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时，介质中就需要加入或其他物质以提供支撑或用来占据空间。

这部分粉末不会被熔铸，最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。

2操作流程三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，使用的流程是：1、轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。

2、而在3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。

3工作步骤软件建模3D打印机工作步骤是这样的：先通过计算机建模软件建模，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、人物、或者微缩建筑等等。

作者简介：宗蒙（1989-），男，博士研究生，主要从事功能化高分子材料以及材料加工设备设计研究工作。

收稿日期：2020-12-04日常办公生活中，我们所使用的打印机可对预先设计的平面形式的物体予以打印成型。

而3D 打印机和普通打印机之间的工作方式相同，但其打印所选用的耗材不同。

普通打印机耗材为墨水以及纸张，3D 打印机配有不同的耗材：塑料、陶瓷、砂子以及金属等。

计算机和打印机相连接后，通过计算机控制实现打印耗材按照预先设计的立体结构层层囤积和叠加形成三维立体的实物。

通俗而言，其可以打印三维实体的玩具车、模型、机器人，甚至是食物立体造型。

因其与普通打印机喷墨打印技术原理相近，所以称作立体3D 打印技术[1]。

3D 打印技术迅猛发展，使其使用要求也愈来愈高，现在采用3D 打印技术加工功能性材料已集成为一个新课题，尤其是新型耗材：特种工程塑料以及柔性材料是当前主流。

本文所设计的熔融沉积3D 高温打印机，可用于特种工程塑料以及柔性材料的加工。

本文对3D 打印机的械结构中z 方向移动系统以及x -y 扫描系统两个主要部分，利用分块理念予以设计。

（1）x -y 扫描系统x -y 高精度工作台构成了扫描系统核心部分，其驱动光纤以及聚焦镜扫描工件的二维模型。

在x -y 平面内，滚珠丝杠受到步进电机的驱动带动扫描头开始运动，其扫描范畴为400 mm×400 mm ，且定位精度是0.005 mm 。

为了提高机头的响应敏感度，设计中采用铝质机头以降低其质量，且确保电动机的转矩较高。

步进电机、直线导轨、聚焦透镜、x -y 扫描头、计算机等构成了扫描系统。

混合步进电机具有工作噪声小、无电力自锁、低频性、转矩大、小体积等特性，所以本设计中x 、y 、z 方向均选择混合式步进机。

为了减轻x 方向所负载的重量，则连接板和电机均选用铝质材料。

（2）z 轴升降系统升降系统主要功能是支撑工件以及沿z 轴方向运动，同时驱动喷头在z 轴方向上下移动。

3D打印机的机械结构设计2、中国海洋大学山东省青岛市崂山区摘要：近几年来，为进一步提高制造业产品质量，制造业中广泛使用3D打印设备，该设备的使用，使某些复杂构件的加工效率与质量得到了极大的提高，并在某种程度上打破了传统工艺的局限。

其中，以FDM为代表的3D打印机是一种重要类型，但目前此类设备的进口比重仍很大，亟需加大对其机构设计的研究力度，促进其国产化，以解决技术依赖性问题。

关键词：3D打印机；机械结构；设计1.3D打印机整体机械结构设计1.1.基本结构的确定当前基于FDM工艺的3D打印机存在三种主要的结构形式，包括三角形结构、三角爪式结构和矩形盒式结构，这些结构存在不同的优缺点，根据设计人员综合分析后，最终确定本次设计基于矩形盒式结构进行。

同时在传统矩形盒结构的基础上，考虑到大尺寸零件加工的需要，对结构进行如下改进：（1）该结构的Z轴传动模式调整为双螺纹传动；（2）X，Y十字轴变更为高精度直线模组；（3）应用步进电机为打印机提供动力。

1.2.打印机框架材料的选择考虑到打印机框架的加工便利度和力学性能，本次选择工业铝型材作为打印机框架材料，其抗拉强度约为265MPa。

在此基础上，为提高打印机框架的紧固程度，使用规格为4040角码T型螺栓作为连接件进行紧固。

2.本次3D打印机的运动系统设计2.1.三轴运动方式的分析和确定考虑到本次设计的3D打印机的实际应用方向，在确定成型尺寸的前提下，应当尽可能地缩小整机设备尺寸。

基于此方面的需要，在本次设计中，选择如下运动方式：打印喷头与X-Y平面进行复合运动，而工作平台在Z轴方向上独立运动。

这种三轴运动模式与传统CNC机床结构相类似，在这种模式下，可进行简单紧凑的结构设计，而获得刚度和精度均较高的加工产品。

2.2.工作平台设计在工作平台设计方面，考虑到本次设计的3D打印机有着较为突出的大尺寸特点，因此，为保证大尺寸部件加工时的平整度，并避免加热板受热出现变形，设计人员采用环氧树脂板与硅胶加热片组合的设计模式，取代传统的铝基金属加热板，以实现热稳定性和平整度两项指标的优化。

《人机交互技术》实验报告实验名称:3D打印机原理及构造班级：数媒1301组长（学号、姓名）：刘家旺组员（学号、姓名）：沈苏明成绩：实验四3D打印机原理及构造一、实验目的：了解学院使用的3D打印机的工作原理二、实验要求：了解学院使用的3D打印机的工作原理三、实验结果：3.1产品参数品牌美国3D SYSTEMS型号Cubex Duo成型工艺挤出成型生产产品种类波纹管, 塑料杯, 插座,其他适用原料ABS1.Cubex Duo产品简介Cubex Duo打开了一个创造力的新世界。

经过快速简单的安装，这台低价格的三维打印机可使个人制造成为现实，用最新开发的桌面打印技术，提供终极的三维打印体验。

Cubex Duo具有透明和敞开的设计，可用于教室，家庭及办公室环境。

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低价格，但不牺牲质量；.可高质量打印高分子工程塑料；.超大打印空间（直到230×265×240毫米）；.可直接从U盘读取数据，不需要连接电脑；.可使用多个打印头进行彩色打印；.可使用支撑或不使用支撑，更省材料，更快速打印；.材料价格低廉，支持多种材料，包括ABS.PLA；.干净，安静，使用容易，维护简单。

.技术参数.3.2实物图片3.2原理3D打印机又称三维打印机，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打印机堆叠薄层的形式有多种多样。

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。