简易3D打印机结构设计
3D打印模型的支撑结构设计技巧
3D打印模型的支撑结构设计技巧3D打印技术的发展日新月异，越来越多的人开始尝试使用3D打印机制作模型。
然而，很多人在设计模型的支撑结构时遇到了困难。
本文将介绍一些3D打印模型的支撑结构设计技巧，帮助读者更好地完成自己的作品。
首先，我们需要了解什么是支撑结构。
在3D打印过程中，由于打印材料的特性，一些悬空部分或者细小的结构很难保持稳定。
这时，我们需要设计一些支撑结构来支撑这些部分，以确保模型的完整性。
一种常见的支撑结构设计技巧是使用框架结构。
框架结构是指使用一系列的横向和纵向的支撑杆来支撑模型的悬空部分。
这种结构可以提供足够的支撑力，同时又不会对模型的外观产生太大的影响。
在设计框架结构时，需要考虑支撑杆的数量和位置，以及它们与模型的连接方式。
合理地设计框架结构可以使模型的支撑结构更加均匀，减少打印过程中的变形和失真。
除了框架结构，还有一种常见的支撑结构设计技巧是使用螺旋结构。
螺旋结构是指将支撑杆以螺旋状绕着模型的悬空部分布置。
这种结构可以提供更大的支撑面积，增加模型的稳定性。
在设计螺旋结构时，需要考虑支撑杆的间距和角度，以及它们与模型的连接方式。
合理地设计螺旋结构可以使模型的支撑结构更加紧密，减少打印过程中的松动和晃动。
除了以上两种常见的支撑结构设计技巧，还可以根据模型的具体形状和需求进行创新设计。
例如，对于一些有规则几何形状的模型，可以使用网格结构来支撑。
网格结构是指将支撑杆以网格状布置在模型的悬空部分。
这种结构可以提供更大的支撑面积，同时又不会对模型的外观产生太大的影响。
在设计网格结构时，需要考虑支撑杆的形状和大小，以及它们与模型的连接方式。
合理地设计网格结构可以使模型的支撑结构更加均匀，减少打印过程中的变形和失真。
在进行支撑结构设计时，还需要考虑一些其他因素。
首先，需要根据模型的大小和复杂度来确定支撑结构的密度和强度。
一般来说，模型越大或者越复杂，支撑结构的密度和强度就需要相应增加。
其次，需要考虑支撑结构与模型的分离方式。
小型化智能3D打印机设计
四、设计思路
通过以上设计思路的实现，我们可以开发出一款小型化、智能化的3D打印机， 以满足不断发展的制造业和个人用户的需求。这款打印机将具有更高的便携性、 自动化程度和打印效率，为用户带来更加便捷、高效、创新的打印体验。
五、结论
五、结论
本次演示通过对小型化、智能化的3D打印机设计的探讨，提出了一款方便携 带、自动化程度高、打印效率高的新型打印机设计方案。该方案结合了3D打印机 的优势和现代技术，解决了传统打印机的不足之处，具有很高的实用性和创新性。 随着技术的不断发展和完善，相信未来的3D打印机将在更多领域得到广泛应用和 发展。
内容摘要
总结全文，便携式3D打印机设计是一个充满挑战和机遇的领域。通过设计师 的不懈努力和研究，我们相信未来便携式3D打印机将会更加普及，成为人们生活 和工作中不可或缺的一部分。它不仅可以提高我们的工作效率，还可以帮助我们 更好地实现个人创意和想法。随着技术的不断发展，我们相信便携式3D打印机的 设计和功能将会越来越完善，为我们带来更加美好的未来。
内容摘要
那么，如何逐步展开这个情节呢？首先，我们可以从设计师的角度出发，探 讨如何将便携性作为设计的核心要素。然后，可以研究一些新的设计理念和材料， 例如采用碳纤维材料增强打印机的耐用性，或使用视觉控制系统来提高打印精度。 此外，还可以探讨如何提高打印效率，例如采用多喷嘴打印头、自动换平台等技 术。
3、打印出的物品表面可能较为 粗糙，需要进一步处理。
四、设计思路
四、设计思路
综合考虑以上因素，我们可以提出以下设计思路： 1、整体结构：采用可拆卸式结构，便于携带和存放。同时，考虑到模块化的 需求，可以设计成多个子模块，根据需要组合在一起。
四、设计思路
2、电路设计：采用智能控制系统，实现打印过程中的自动化控制。同时，引 入互联网远程控制功能，方便用户远程操作。
3D打印机的设计资料
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。
3D打印模型的支撑结构设计方法
3D打印模型的支撑结构设计方法3D打印技术在近年来得到了快速发展，成为了制造业中的一项重要技术。
而在3D打印过程中，支撑结构的设计是非常关键的一步，它直接影响着打印模型的质量和稳定性。
本文将介绍一些常用的3D打印模型支撑结构设计方法。
首先，我们需要了解什么是支撑结构。
在3D打印过程中，由于打印材料的特性，一些悬空或者细小的部分容易出现变形或者塌陷的情况。
为了解决这个问题，我们需要在打印模型上添加一些支撑结构，以增加模型的稳定性和完整性。
一种常用的支撑结构设计方法是使用网格结构。
网格结构是由一系列交叉的线条组成的，可以有效地支撑模型的悬空部分。
在设计网格结构时，需要考虑到支撑结构的密度和粗细。
密度过大会增加打印时间和材料消耗，而密度过小则可能导致模型不稳定。
粗细的选择则需要根据模型的大小和形状来决定，一般来说，细小的模型需要更细的支撑结构。
除了网格结构，还有一种常见的支撑结构设计方法是使用柱状结构。
柱状结构是由一系列垂直的柱子组成的，在支撑模型的同时，还能够提供额外的稳定性。
柱状结构的设计需要考虑到柱子的直径和间距。
直径过大会增加材料消耗，而直径过小则可能导致支撑结构不够稳定。
间距的选择则需要根据模型的大小和形状来决定，一般来说，较大的模型需要更密集的支撑结构。
除了以上两种常见的支撑结构设计方法，还有一些其他的设计方法可以用于特殊情况。
比如，当模型的表面需要保持平整时，可以使用平面支撑结构。
平面支撑结构是由一系列平面组成的，可以有效地支撑模型的表面，防止其变形。
另外，当模型的内部需要支撑时，可以使用填充结构。
填充结构是由一系列填充物组成的，可以填充模型的内部空间，增加其稳定性。
在进行支撑结构设计时，还需要考虑到一些其他的因素。
比如，支撑结构的位置和角度需要根据模型的形状和悬空部分的位置来确定。
另外，支撑结构的连接方式也需要考虑到打印材料的特性，以确保支撑结构和模型的连接牢固。
总之，3D打印模型的支撑结构设计是非常重要的一步，它直接影响着模型的质量和稳定性。
3D打印中常见的支撑结构设计方法
3D打印中常见的支撑结构设计方法在3D打印中，支撑结构的设计是非常重要的一步。
支撑结构可以保证打印出的物体在打印过程中保持稳定，并避免发生变形或倾斜。
本文将介绍一些常见的3D打印支撑结构设计方法，以帮助您更好地进行设计和打印。
一、树状支撑结构方法树状支撑结构是一种常见的支撑设计方法。
该方法依靠多个分支支撑物体，使得物体能够在打印过程中保持稳定。
这种支撑结构具有简单、易撤除的优点，适用于大多数3D打印机。
当打印完成后，只需要用剪刀或其他工具将支撑物体修剪或撕除即可。
为了设计树状支撑结构，您可以使用3D打印软件中的支撑生成工具。
在选择生成支撑结构的位置时，通常应选择物体的底部或悬空部分。
并且，您还可以调整支撑结构的密度和支撑物体的尺寸，以满足您的需求。
二、网状支撑结构方法另一种常见的支撑结构设计方法是网状支撑结构。
与树状支撑结构不同，网状支撑结构采用蜂窝状的形式，将支撑物体均匀分布在整个打印物体的表面上。
这样可以提供更好的支撑效果，避免物体在打印过程中发生倾斜或变形。
为了设计网状支撑结构，您可以使用3D打印软件中的网状支撑生成工具。
在生成支撑结构时，您可以选择网格的形状和大小，以及支撑物体的密度等参数。
这样可以根据物体的特性和打印机的要求进行调整，以获得最佳的打印效果。
三、自定义支撑结构方法除了树状和网状支撑结构外，还可以根据具体需要进行自定义支撑结构的设计。
这种方法通常适用于具有复杂形状或特殊要求的物体。
您可以使用3D建模软件或3D打印软件中的支撑结构定制工具来创建自定义的支撑结构。
在设计自定义支撑结构时，您可以根据物体的形状和支撑需求来决定支撑物体的形状、数量和位置等参数。
此外，还可以考虑打印的材料和打印机的特点，以确保设计的支撑结构能够满足需求。
综上所述，3D打印中常见的支撑结构设计方法包括树状支撑结构、网状支撑结构和自定义支撑结构。
这些方法能够在打印过程中提供稳定的支撑，避免物体变形或倾斜。
3d打印机设计方案
3d打印机设计方案一、设计背景随着科技的发展和应用需求的增加，3D打印技术逐渐受到广泛关注和应用。
为了满足市场需求，我们设计了一款全新的3D打印机，旨在提供高效、稳定、精准的打印服务。
二、技术原理我们的3D打印机采用了先进的光固化技术，结合了高精度的定位系统和精密的打印喷头，实现了快速而准确的打印。
具体的工作原理如下：1. 光固化技术：我们的打印机利用紫外线光源对特殊光敏树脂进行瞬间固化，实现逐层打印的过程。
通过在每一层打印之前，将树脂逐层涂覆到打印平台上，并使用紫外线光源照射，使树脂在光线的作用下固化。
这种技术能够实现高精度的打印，并且打印速度较快。
2. 定位系统：我们的打印机采用了精准的定位系统，保证3D模型在打印过程中的准确位置。
通过使用高精度的传感器和稳定的控制系统，我们能够实现零误差的打印定位，确保打印的每一个细节都精准到位。
3. 打印喷头：我们的打印机配备了高精度的打印喷头，能够根据不同的需要进行自动调整。
喷头具有多个喷孔，可以同时进行多项工作，提高打印效率。
此外，喷头具有一定的移动能力，可以根据需求进行精确定位，确保打印的过程平稳而准确。
三、设计特点我们的3D打印机具有以下特点：1. 高效：采用先进的光固化技术，打印速度快，效率高。
省去了传统3D打印所需的层层堆积，大大缩短了打印时间。
2. 稳定：精准的定位系统和稳定的控制系统，保证打印过程平稳无误。
能够处理复杂的打印任务，同时兼顾精度和速度。
3. 精准：高精度的打印喷头和定位系统，能够实现细节精准到位的打印。
打印出来的模型具有良好的表面质量和精细度。
4. 易操作：我们的打印机采用了简洁的用户界面，操作简单方便。
用户只需要按照提示进行操作，即可快速完成打印任务。
5. 可定制化：我们的3D打印机支持多种材料打印，用户可以根据需要选择适合的材料进行打印。
同时，我们也提供了丰富的打印模板和模型库，用户可以根据自己的需求选择合适的模型进行打印。
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
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;
6X-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打印设备机械机构设计
3D打印设备机械机构设计摘要基于 FDM 技术的3D 打印已逐渐发展成为一种新的主流加工技术。
与传统制造技术不同, 基于 FDM 技术的3D 打印机可以降低复杂零件的制造难度、操作方便、成本低、印刷材料来源广泛等特点。
然而, 它也面临许多困难和挑战。
特别是在成形精度、印刷速度和新材料的研发等方面, 还有待研究。
因此, 3D 打印技术的发展和推广仍有广阔的空间。
针对现有的基于 FDM 技术的三维打印机的低打印效率和成形精度差等缺点, 分析了三维打印机的工作原理, 并根据目前的结构设计了一种三喷嘴3D 打印机。
对其机械结构进行了设计和改进。
根据不同的分工, 将三维打印机分为挤出机构、送丝机构、传动机构、散热结构、伺服系统、温控系统等。
设计了送丝机构的布置方案。
针对喷嘴直径的不同, 采用近端送丝与远端送丝相结合的送丝方法, 降低了挤出机构的重量, 提高了印刷速度。
改进环形散热器的结构, 选择散热器数量、长度、高度等参数的最佳组合, 增加散热, 解决喷水器印刷堵塞的问题。
分析了三维打印机轴承部件的强度和刚度, 并对机械结构的可行性进行了测试。
对喷嘴内流体的实际运动进行了模拟, 验证了三喷嘴挤出机构的可行性和喷嘴的结构设计。
研究了三维打印机的温度控制系统, 以确保工作过程的稳定性。
绘制了传统PID 控制和模糊PID 控制的响应曲线, 并对它们进行了比较。
选择了一种更合适的控制算法, 使温度控制更加准确。
通过对基于 FDM 技术的三维打印机结构设计与控制系统的研究, 可以提高送丝的丝堵塞、唾液和动力不足等问题, 同时提高印刷精度和印刷速度。
基于FDM 技术的3D 打印机的设计通过对设计的3D 打印机进行了多项打印样品的测试, 满足了设计要求, 为以后的3D 打印机开发提供了参考, 具有较高的精度和效率。
关键词：FDM ； 3D 打印机；挤出机构Abstract3D printing based on FDM technology has gradually developed into a new mainstream processing technology. Different from traditional manufacturing technology, 3D printer based on FDM technology can reduce the manufacturing difficulty of complex parts, convenient operation, low cost and wide source of printing materials. However, it also faces many difficulties and challenges. Especially in the forming accuracy, printing speed and new material research and development, etc. Therefore, there is still a broad space for the development and promotion of 3D printing technology. Aiming at the disadvantages of existing 3D printers based on FDM technology, such as low printing efficiency and poor forming accuracy, this paper analyzes the working principle of 3D printers, and designs a 3D printer with three nozzles according to the current structure. Its mechanical structure was designed and improved. According to the different division of labor, the 3d printer is divided into extrusion mechanism, wire feeding mechanism, transmission mechanism, heat dissipation structure, servo system, temperature control system, etc. The layout of wire feeding mechanism is designed. According to the different diameter of the nozzle, the method of feeding the near end wire and the far end wire is adopted to reduce the weight of the extrusion mechanism and improve the printing speed. Improve the structure of the ring radiator, choose the best combination of the number, length, height and other parameters of the radiator, increase the heat dissipation, and solve the problem of blocking the printing of the sprinkler. The strength and stiffness of 3d printer bearing parts are analyzed, and the feasibility of mechanical structure is tested. The actual motion of the fluid in the nozzle is simulated, and the feasibility of the three-nozzle extrusion mechanism and the structure design of the nozzle are verified. The temperature control system of 3d printer is studied to ensure the stability of working process. The response curves of traditional PID control and fuzzy PID control are drawn and compared. A more suitable control algorithm is selected to make the temperature control more accurate. Through the research on the structure design and control system of 3d printer based on FDM technology, the problems such as wire blockage, saliva and。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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，
y=o时，喷头处于初始位置，圆上的点的坐标意味着当喷嘴水平移动x时，滑块竖直方向需移动的距离y。
而在水平方向上，有3个这样的机构在控制着喷嘴12移动，所以喷嘴的最终移动方向，是由3个方向上的向量叠加而成的，这样控制的运动，精度比两个电机分别控制X、Y方向要更高。
3 工作原理
软件方面需要首先将想要打印的STL三维模型做成.Gcode切片模型，然后连接到打印机，在cura界面调整打印机的参数，让打印机读取切片文件，根据切片文件来形成预定轨迹，按轨迹打印出模型。
在硬件方面，由于3D打印机采用了熔融沉积成形技术（FDM）[5，6]，所以在打印之前需要预热喷嘴12。
同时加热打印台，防止打印时打印件冷却过早。
预热到设定温度后即开始打印。
由伺服电机7带动送料齿轮6将PLA耗材通过输料管输送到喷嘴12位置，喷嘴部分将PLA耗材熔化并喷出，由伺服电机3带动同步齿形带4控制3根滑轨上滑块9的位置，滑块9通过与喷嘴12连接的推杆8来控制喷嘴位置，用累加的方法将所需模型堆叠出来，打印完成后，喷嘴12自动回位，由限位块10限制滑块9的位置。
图3为3D打印机实物图片，图4为打印成品图。
4 结语
本文分析了3D打印機的结构，在实际操作中，改变软件中设定的B和A的数值与实物数值相匹配，提高了打印机的打印精度和准确性。
同时软件设置中层厚和填充率对打印速度都有影响，更小的层厚或更大的填充率会减慢打印速度。
同时在打印过程中，需要在打印台上贴一层美纹胶带来提高粘附性，防止翘边。
通过改变这些软件和硬件方面的设置，最终成功地使打印的过程更加流畅。