浅谈并联臂式3D打印机机构设计
并联式熔融3D打印机 论文
摘要3D熔融打印是最近两年开始流行的一种成形技术。
它以数字模型文件为基础,通过逐层熔融打印的方式来构造物体。
我们日常生活中的熔融打印机能熔融打印一些平面纸张材料。
而3D熔融打印机熔融打印出的是立体产品。
本文章对3D熔融打印的技术体系和国内外产业发展现状、发展态势作了综合介绍，综述3D熔融打印技术的基本概念、发展简史、熔融打印过程原理、应用领域、广泛影响以及面临的问题等。
在介绍3D 技术的发展历程、3D熔融打印技术的工作原理流程及特点的基础上，分析了3D熔融打印技术的创新点和存在的问题，展望了3D熔融打印技术的未来发展趋势。
根据相应的指标、参数在满足标准化型材的前提下对3D熔融打印机进行整体结构设计，对某些重要的零部件详细分析它的参数和原理作用。
3D熔融打印机在工作过程中因受应力的影响可能会发生变形，所以接下来应用材料力学的知识对X方向运动的光杆进行受力分析校核，以确保三维熔融打印机能熔融打印出精度比较高的产品。
3D熔融打印机工作的时候是三个方向一起运动，而熔融打印机要精准稳定地做X、Y、Z方向的运动，必须要有精确平稳的轨道承载，能否在这三个方向上自由地运动是我对熔融打印机研究的非常重要的部分，而3D熔融打印机要求的是在最小的尺寸空间里实现三个运动方向运动范围的最大化。
设计中主要使用了Solidworks三维制图软件，受力方面结合材料力学力的知识对3D熔融打印机的主要部件进行了受力分析。
关键词：3D熔融打印技术；结构设计；SolidworksAbstract3D printing is the beginning of the last two years a popular rapid prototyping technology. It is based on a digital model file, by the way printed layer by layer construct objects. Our daily lives printer can print some paper material plane. The 3D printer to print out the three-dimensional product. This article is for 3D printing technology system and domestic and foreign industry development status, development trend made a comprehensive presentation, review the basic concepts of 3D printing technology, development history, the printing process principles, applications, and the problems faced by a broad impact and so on. On the basis of the development process of introduction of 3D technology, 3D printing technologies work processes and characteristics, analyzes the innovation of 3D printing technology and problems, look to the future development trend of 3D printing technology.According to relevant indicators, parameters in meeting the standardization of 3D printer profiles premise overall structural design, some important parts of a detailed analysis of its parameters and principles of action. 3D printer due to the impact of stress may be deformed in the course of their work, so the next application of knowledge of the mechanical movement of the light pole X direction stress analysis check to make sure that the 3D printer can print out high precision products.When the 3D printer to work together is a motion in three directions, and the printer you want to do accurate and stable movement X, Y, Z direction, there must be a stable orbit precise bearing, can freely move in three directions my printer is a very important part of the research, and 3D printers achieve the required range of motion in three directions of movement in the smallest size to maximize space. The main use of Solidworks designthree-dimensional mapping software, by combining the mechanical aspects of knowledge force strength of the main components were stress analysis 3D printer.Keywords：3D printing; design; stress analysis; Solidworks目录Abstract (2)绪论 (1)第一章熔融打印的背景 (2)1.1熔融打印技术概论 (2)1.2熔融打印技术的特点 (2)1.3熔融打印技术- 工艺过程 (3)1.4熔融打印技术的应用 (4)第二章总体方案及结构设计 (6)2.1总体设计要求 (6)2.2 熔融打印机床的结构运动方案 (6)第三章电机方案的选择及选型 (6)3.1 电机方案的比较 (6)3.2 步进电机的选型 (7)第四章丝杆的计算 (10)4.1 电机选型 (10)4.2 丝杆轴的刚性计算 (11)4.3丝杆扭矩计算： (12)4.4 X向轴的校核 (14)4.5 Y向轴的校核 (16)第五章打印头挤压装置的设计 (18)5.1 打印头挤压装置的基本原理及功能 (18)5.2 打印头挤压装置的组成 (19)第六章控制系统的设计 (20)6.1控制系统有几种分类方法 (20)6.2控制方案设计 (21)总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)绪论美国Stratasys公司推出的FDM设备是由Scott Crump于1988年最早开发出来打印技术。
一种新型悬臂式3D打印机结构设计与制作分析
• 41•针对目前开源型桌面级3D打印机成本较高的问题。
设计了一种新型悬臂式3D打印机的结构。
本文主要介绍了打印机的设计方案以及电机选型与材料选择方面的分析。
经过一系列计算且与传统制作工艺相比较分析后，选用42HS02步进电机，由PLA材料制成的连接件替代金属零部件，解决了传统打印机维修繁琐、装配复杂、占地面积大等问题。
当今人们的生活需求提速较快，已不满足于此时代的技术水平。
而3D打印机的出现在很大程度上缓解了这一现状。
3D打印技术现在作为快速成型技术的一种，它与传统打印机相比最大的区别在于可以使用非液体材料来进行打印，且介质种类也多种多样。
该技术现在在教育，建筑，珠宝，工业设计，航空航天，医疗产业，土木工程，军事以及其他领域都有所应用。
针对于3D打印机初学者来说，业内常规的3D打印机的结构过于单一，常见的3D打印机为龙门式三坐标的3D打印机，其结构的稳定性以及长期性一直被广泛应用，但是因为龙门式3D打印机通过三个导轨滑块机构进行三坐标的定位，所占空间较大，重量较重，打印速度慢，同时需要的动力能源较多，无法达到更好的节能效果以及满足人类对空间的需求性。
箱体式结构也是目前市面上较为流行的，但它结构较为复杂，不易装配，维修繁琐，而且零件精度要求较高，整个机型的成本高。
Delta三角洲机型相比较于其他结构占地面积较小，但是由于打印机需要给3个并联臂留出移动空间，这就直接限制了打印机在空间上的利用。
除此之外由于其坐标定位采用的是一种特殊的插值算法，对于一些弧形结构只能采用多个直线段逼近的方法，导致其打印精度稍有不足。
传统的3D打印机结构复杂、体积较大，制作成本高，而且操作不易掌握。
不适用于人手一台去了解并学习，因此设计了一种新型悬臂式结构的3D打印机，旨在解决上述现有技术中存在的传统3D打印机结构复杂、操作繁琐、不利于教学演示的技术问题。
1 悬臂式3D打印机结构悬臂式3D打印机的总体结构如图1所示，大致可以分为四个部分，分别是水平运动机构、垂直运动机构、悬臂运动机构、材料挤出机构。
《2024年基于并联机构的3D打印关键技术研究》范文
《基于并联机构的3D打印关键技术研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，3D打印技术已经逐渐成为制造领域中的一项重要技术。
在众多3D打印技术中，基于并联机构的3D打印技术因其高精度、高效率及良好的可操作性等优点，受到了广泛关注。
本文将重点研究基于并联机构的3D打印关键技术，包括其工作原理、技术特点、存在的问题及解决方案等。
二、并联机构3D打印技术概述并联机构3D打印技术是一种以并联机构为支撑的3D打印技术。
其工作原理是通过并联机构驱动打印头在三维空间内进行运动，实现物体的逐层打印。
该技术具有高精度、高效率、可操作性强等优点，适用于各种复杂零部件的制造。
三、关键技术研究1. 打印头设计与优化打印头是并联机构3D打印技术的核心部件，其性能直接影响打印质量和效率。
因此，对打印头的设计与优化是并联机构3D 打印技术的关键研究内容之一。
目前，研究者们通过改进打印头的结构、材料和工艺等方面，提高打印头的性能，从而提升打印质量和效率。
2. 运动控制与路径规划运动控制与路径规划是并联机构3D打印技术的另一个关键研究内容。
在打印过程中，需要对并联机构的运动进行精确控制，以确保打印头按照预定路径进行运动。
同时，合理的路径规划可以提高打印效率，减少材料浪费。
研究者们通过采用先进的控制算法和优化路径规划方法，实现对并联机构的精确控制和高效路径规划。
3. 工艺参数优化工艺参数是影响并联机构3D打印质量的重要因素。
研究者们通过大量实验和数据分析，找到最佳的工艺参数组合，以提高打印质量和效率。
同时，针对不同材料和零部件的制造需求，需要进行相应的工艺参数调整和优化。
四、存在的问题及解决方案1. 精度问题：尽管并联机构3D打印技术具有较高的精度，但在实际使用过程中仍存在一定误差。
为提高精度，需要进一步优化并联机构的运动控制和路径规划算法，同时对打印头的结构和材料进行改进。
2. 效率问题：虽然并联机构3D打印技术具有较高的效率，但在复杂零部件的制造过程中仍存在一定局限性。
《2024年基于并联机构的3D打印关键技术研究》范文
《基于并联机构的3D打印关键技术研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，3D打印技术已成为制造业和设计领域的重要工具。
其中，并联机构在3D打印技术中扮演着关键角色。
本文将深入探讨基于并联机构的3D打印关键技术的研究，包括其原理、应用、挑战及未来发展方向。
二、并联机构3D打印技术原理并联机构3D打印技术是一种新型的打印方式，其核心在于使用并联机器人技术来控制打印过程。
该技术通过多个运动轴的协同作用，实现高精度、高效率的打印过程。
其工作原理主要包括模型切片、路径规划、运动控制等步骤。
三、关键技术研究1. 模型切片技术模型切片技术是并联机构3D打印技术的关键环节。
通过对三维模型进行切片处理，可以得到每层打印的路径信息，进而实现打印过程的控制。
研究表明，优化切片算法可以提高打印精度和效率，减少材料浪费。
2. 路径规划算法路径规划算法是并联机构3D打印技术的核心算法之一。
通过合理的路径规划，可以保证打印过程的稳定性和打印质量。
目前，研究者们正在探索基于人工智能的路径规划算法，以实现更加高效和智能的打印过程。
3. 运动控制技术运动控制技术是并联机构3D打印技术的另一个关键技术。
通过高精度的运动控制，可以保证打印过程的稳定性和打印质量。
此外，研究者们还在探索如何通过优化运动控制算法来提高打印速度和精度。
四、应用领域基于并联机构的3D打印技术在多个领域都有广泛的应用。
例如，在航空、汽车、医疗等领域，该技术可以用于制造复杂、高精度的零部件和产品。
此外，该技术还可以用于文化创意、建筑等领域，为设计师和艺术家提供更加灵活和创意的设计工具。
五、挑战与展望虽然基于并联机构的3D打印技术已经取得了显著的进展，但仍面临一些挑战。
首先，如何进一步提高打印精度和速度是当前研究的重点。
其次，如何降低制造成本是另一个重要的研究方向。
此外，还需要解决材料、软件等方面的问题，以实现更加广泛的应用。
展望未来，基于并联机构的3D打印技术将朝着更加高效、智能、环保的方向发展。
《2024年基于并联机构的3D打印关键技术研究》范文
《基于并联机构的3D打印关键技术研究》篇一一、引言3D打印技术以其独特的制造优势和广泛的行业应用逐渐受到越来越多的关注。
随着科技的发展，基于并联机构的3D打印技术逐渐成为研究热点。
并联机构具有高精度、高效率、高负载等优点，为3D打印提供了新的可能性。
本文旨在探讨基于并联机构的3D打印关键技术，分析其工作原理和优缺点，提出技术优化和改进策略。
二、并联机构在3D打印中的应用并联机构作为一种新型的机器人机构，被广泛应用于工业自动化和精密制造领域。
在3D打印中，并联机构主要用于控制打印头进行空间运动，完成材料的精确铺设和连接。
并联机构通过精确控制多个作动器的协调运动，实现了打印过程中复杂运动的实现，有效提高了打印的精度和效率。
三、关键技术研究1. 打印头设计与优化在基于并联机构的3D打印中，打印头的设计至关重要。
为满足不同材料的打印需求，我们提出了一种新型的打印头设计方案。
该方案结合了加热元件、传感器、材料喷嘴等多个组件，并采用了特殊的设计优化手段，以适应高精度的运动需求。
同时，为确保材料能够顺利、均匀地被铺设在模型上，我们对打印头的加热速度和冷却速率进行了详细研究和优化。
2. 并联机构的控制策略对于基于并联机构的3D打印过程，我们采用先进的控制系统以实现对运动精度的控制。
具体来说，通过使用高效的控制器、精准的传感器和适当的算法优化策略，使得每个作动器在特定位置都能准确输出预定力度。
这样能够提高机器的整体精度，使模型的生成更加精确。
此外，我们还对控制系统的稳定性进行了深入研究，以应对不同材料和复杂模型带来的挑战。
3. 材料选择与处理在3D打印过程中，材料的选择和处理对最终产品的性能和质量具有重要影响。
我们研究了多种不同材料的特性，如熔点、粘度、固化速度等，并对其在并联机构下的可打印性进行了评估。
同时，针对特定材料的特点，我们提出了一套材料处理方案，包括预处理、加工过程和后处理等环节，以提高材料的利用率和打印效果。
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。
基于并联机构的3D打印机
基于频谱分析法的振动时效系统项目概况：经过热加工（如铸造、锻压、焊接）和压力加工的金属零件表面和内部会存在残余应力和变形。
残余应力的存在对构件是有害的，如降低工件强度和疲劳极限、造成脆性断裂、加快构件在腐蚀大气中的腐蚀速度等；分布不均的残余应力会对构件尺寸精度和稳定性产生极为不利的影响。
因此消除残余应力是机械制造工业技术中的一项重要课题。
当前，消除构件残余应力的方法主要有自然时效、热时效、振动时效。
振动时效较自然时效和热时效具有投资少、效率高、污染少等优点，已得到越来越广泛的应用。
但是，现有大部分的振动时效系统具有扫频速率较慢、易漏频等缺点，而且振动时效机理尚未被解释清楚。
因此，开发了基于频谱分析法的振动时效系统，并在此系统的基础上，研究振动时效机理。
频谱分析法是将时域信号变换至频域加以分析的方法，其目的是把复杂的时间历程波形，经过傅里叶变换以获得信号的频率结构。
将此方法应用到振动时效中获取工件固有频率，可克服传统振动时效中的缺点。
此外，构建振动时效控制系统的构建采用VB和MA TLAB 混编，并结合数据采集卡、变频器和激振电机等硬件，具有开发灵活性好、自动化程度高等优点，并且缩短了产品开发周期。
经过该系统处理的试件残余应力平均下降46.62%，达到了振动时效消除残余应力标准。
技术特点：基于振动学理论推导了频谱分析法判定系统固有频率的依据，证明频谱分析方法的可行性，并将此方法应用到控制系统中，提高扫频速率，减少漏频。
使用VB与MA TLAB混编技术编写系统软件控制程序，通过软件控制程序调用USB数据采集卡的DLL文件，实现电压信号的输入与输出，由此采集振动信号并控制激振电机的工作等。
开发方法灵活、自动化程度高。
通过建立力学模型、分析金属位错运动等方面研究产生和改变工件残余应力的条件。
从宏观和微观机理分析振动时效机理，为振动时效参数优化提供理论基础。
主要指标：适用工件：中型或大型铸造件、焊接件等降低残余应力：40%左右扫频范围：0—100HZ扫频速率：30S激振力范围：0—8KN，可根据实际工况设置激振时间：20—40min，可根据实际工况设置加速度采样速率：150kS/s市场前景：基于频谱分析法的振动时效系统具有消除残余应力效果良好、扫频快、不易漏频、灵活性好、自动化程度高等优点。
项目二并联臂3D打印机装配与调试
任务3：安装3D打印机机架
• 3D 打印机机架 是整台3D 打印 机的外部框架， 机架的安装是安 装3 D 打印机的 第一步，为后期 的安装步骤打下 基础
任务4：安装3D打印机打印头模块 • 打印头模块由主安
装架，前风扇架， 前盖板，后盖板， 电缆固定架，电缆 盖板，电缆锁扣 （这些均为3D打印 件），热端组件， 推杆连接器，马蹄 形件（这些为金属 件），前散热风扇 （3010轴流风扇）， 侧散热风扇（4010 涡轮风扇，2个） 组成
任务7：安装3D打印机主板模块
任务8：安装3D打印机面板模块
• 面板模块由主安装架，安装耳片（左右各一 个，和主安装架均为3D打印件），操作按 钮，LCD&SD板，连接线缆（2根）组成
任务8：安装3D打印机面板模块
任务9：安装3D打印机其他模块 • 其他模块包括电源板模块，铭牌模块，接线坞模块，热
项目二
并联臂3D打印机装配与调试
任务1：了解并联臂3D打印机的模块组成
1.机架
6.侧置风扇模块
11.接线坞模块
2.推杆模块 3.打印头模块 4.挤出机模块 5.顶置风扇模块
7.主板模块 8.面板模块 9.电源板模块 10.铭牌模块
12.热床模块 13.热床固定模块 14.耗材架 15.步进电机
任务2：了解并联臂3D打印机装调的工艺流程
任务5：安装3D打印机挤出机模块
• 具体配件
任务6：安装3D打印机风扇模块
• 风扇模块 包括顶置 风扇模块 与侧置风 扇两部分
任务7：安装3D打印机主板模块
• 主板模块由主安 装架，侧安装架， 12V插排安装架 （这些均为3D打 印件）， MEGA2560主板， RAMPS1.4扩展板， LCD&SD插座， 12V插排（20针 简易牛角座）组 成
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浅谈并联臂式3D打印机机构设计
1 概述
3D打印在国内外是一个新型领域，具有巨大的市场竞争力，不再是依赖于传统的工艺技术，而是根据设计出的产品模型，打印出想要的实体模型，不需要过多的人力物力就能制造出产品。
本文所设计的3D打印机最新奇的地方在于它的Z轴设计。
机器不再采用固定长度的支撑架，而是将带有出料器和喷头的打印机安置在3条可伸缩的套筒伸缩器上，这样的设计使得打印机的整体体积不再受限于构建空间的体积，而能在不使用的时候将打印机收缩成仅有一个公事包的大小。
本文研究的并联臂式3D打印机实现了可伸缩功能，当开展工作时，结构展开的工作尺寸为818×506×450，打印完成之后，结构收缩后，其尺寸为481×347×350，大大减小机体体积，携带存放方便。
在提供足够大的构建空间的同时，能够根据工作需要自动伸展收缩机构，在不影响甚至是改进设备功能的情况下，改进机体结构，实现可伸缩，便于携带，提供设备性能。
2 整体方案设计
本论文所研究的并联臂式3D打印机为DELTA机构的一种，从结构形式上来看与Star Like并联机构、Tsai并联机构相同，属于3自由度的三维纯移动机构。
同大部分的并联臂式3D打印机构一样，它主要由三角支撑架机构、并联臂传动机构、送料机构、打印头和平台组件组成。
原先的三角支撑架结构是刚性的，不可伸缩，通过优化改良，将三角支撑架机构设计成可伸缩式机架，其设计方案如图1所示。
这样的设计方案使3D打印机框架本体所能适应的空间维度更加广阔，也使打印机适应各种大小零件的打印。
三角结构框架的改进达到了伸缩式的目的，使机构本身的灵活性更为突显。
本设计方案：利用三个滑块分别在三根直线滑轨上是移动，带动并联臂运动，从而形成对X、Y、Z三个运动方向的控制，并联臂传动机构还包括动力机构，动力机构包括步进电机和同步带，步进电机通过同步带带动滑块在直线滑轨上上下移动。
由此顺序的连接，使整个传动机构形成一个整体，保证了运动的可靠稳定，为确保打印精度奠定了坚实基础。
步进电机型号为42HS8401，同步带型号为2GT-6。
送料机构置于三角支撑架结构的上端，打印头设置在可伸缩式机架内
部，通过并联臂传动机构与可伸缩式机架连接，送料机与打印头之间通过送料管连通，平台组件设置在可伸缩式机架底部。
自上而下的合理布置使打印机本身的各机构清晰明了，为打印机构提供了一种快捷有效的生产方式。
在产品优化及功能开发中，产品在平台组件上增设了一个小小的零件——便携把手，安装这一零件是为了达到便携的目的。
在不影响机构整体设计，同时又要做到不干涉3D打印机正常工作且不影响其美观的前提下，将便携把手安装在打印平台的底部，利用它来提起整个机器就会方便多了。
3 功能组件1——可伸缩部件设计
在打印相对较大的零件时，我们也需要足够大的3D打印机进行打印，以满足零件本身的空间要求。
如果设计一台能够满足较大零件生产的机器，那么它的占地面积势必会很大，在不需要其工作时，它所占的空间就浪费了。
为了避免这样的情况，也为并联臂3D打印机更加灵活，本项目设计了一款可伸缩的打印机框架结构。
其特点在于三角支撑架的横向及纵向皆可通过调节伸缩，这样的设计使其在使用过程中适应性更强、更方便携带。
图1所示的是缩小到最小状态的三角结构框架。
可伸缩式机架为角件和伸缩杆构成的框架结构，角件包括三个上支撑角件和三个下支撑角件，三条伸缩杆呈三角形平行排列，每条伸缩杆的上下两端分别与一个上支撑角件和一个下支撑角件固定连接，三个上支撑角件通过三条伸缩杆相连，构成三角形结构，作为可伸缩式机架的顶部，三个下支撑角件通过三条伸缩杆相连，构成三角形结构，作为可伸缩式机架的底部。
伸缩杆包括支撑杆套、支撑杆、直线轴承和轴承座，支撑杆套的一端固定在角件上，另一端通过直线轴承和轴承座与支撑杆的一端连接，支撑杆的另一端固定在另一角件上，轴承座上还设有锁紧螺钉座，锁紧螺钉座上设有锁紧螺钉，锁紧螺钉用于锁紧伸缩杆，固定其长度。
支撑杆分别通过直线轴承伸入到对应的支撑杆套中，支撑杆是活动件，当支撑杆伸长或缩短时，通过设置在锁紧螺钉座上的锁紧螺钉进行锁紧，使上方三根杆固定不动，形成首尾相接的三角形。
下方结构相同，上下一致动作，便可实现水平方向上的伸缩。
垂直方向上的伸缩原理相同。
三角支撑架机构中的支撑杆套、角件是采用铸铝铣削加工而成的，利用铸铝为材料不仅能够满足三角架本身的刚度要求，而且这种材料质量轻，大大减小了打印机的重量。
支撑杆采用45钢镀铬而成，支撑杆直径不大，采用45钢镀铬
保证了支撑杆的刚性，延长了它的使用寿命。
承座与锁紧螺钉座采用铝件加工而成，表面做喷砂处理。
4 功能组件2——便携部件设计
设计便携式机构时，充分考虑到了方便、快捷、节省的设计理念，在原有的、已完成的机构框架上想出路，既保证了机构原来的工作性能，又完善了机械结构的整体的功能，同时又不影响其美观。
由平台组件的组成看，原平台组件在打印机机构中主要有两大作用：一是提供打印平台打印相关零件，打印平台置于加热平台之上，为加工零件提供依托平台；二是内设调平螺丝，通过调平螺丝连接打印平台与三角伸缩支架机构的同时，也通过调平螺丝对打印平台进行调平，以确保打印精度。
现在加热平台的底部安装一个便携把手，增加了一项便携的功能。
通过对平台组件的开发利用不仅使其只作为打印零件的依托，更使它作为整个框架构件的纽带，成为便携把手的有利依托。
当整个机构缩到最小时，将机构倒置，这样其整体就是一个可提携的三角箱体，这样的设计更符合人体舒适度的要求，方便携带。
在材料的选择上也充分考虑到材料与加工零件材料的相适应性，由此加热平台采用3mm厚的三角形铝基板制成；打印平台采用高硼玻璃制成，耐高温、耐腐蚀，性能稳定，在此平台上打印零件方便摘取。
5 结语
并联臂式3D打印机的打印速度要比普通XYZ三轴3D打印机快很多，且成本可降低20%左右。
可以打印的产品目前以日常生活用品为主，比如塑料水杯、盒子等以及文化创意物品、外形复杂美观的装饰品。
本文主要针对并联臂式3D 打印机的机械结构进行设计和优化，重点对送料机构与支撑构件进行了研究与优化，使该机构达到了更高的打印精度和速度，具有一定的运用前景。
未来并联臂式3D打印机研究方向主要有以下四个方面：（1）并联臂式3D 打印机综合检测系统的研究，包括位置、速度等；（2）并联臂式3D打印机工作空间和灵活度的分析；（3）多自由度并联臂式3D打印机的设计与研究；（4）提高并联臂式3D打印机运动过程的精度及其抗干扰能力。
通过对并联臂式3D打印机的优化与设计，项目组同学学会了使用UG软件进行曲面建模，学会使用UG进行机构的运动仿真以及有限元分析，并且进一步
明确了未来的研究方向。
在学到知识的同时，还学到如何合理地利用时间，如何合理地进行人力资源分配。
我们要勇于探索高端，不能满足于现状。
参考文献
[1] 刘辛军，汪劲松，高峰，等.并联机器人机构新构型设计的探讨[J].中国机械工程，2001，（12）.。