塑料3d打印机的设计及制造(附件)
塑料3D打印机主要运用的3D打印技术类型为熔融层积技术。FDM快速成型技术，是利用热塑性材料受到挤压成为半熔融状态的细丝，将熔融状态的细丝采用层层堆栈的方式，由三维数据模型直接构建实物模型的技术。基于FDM型3D打印机的工作原理，本次设计内容包括了3D打印机的基本外框架、传动机构、送丝机构和挤出机构在内的主要机械结构组成，同时也考虑到打印机的电路部分和控制软件的选择。最后，完成3D打印机整体的组装与调试。关键词 3D打印机，FDM，塑料丝材，传动机构，挤出机构
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 国内外发展状况 2
2 3D打印机原理及特点 4
2.1 3D打印原理与流程 4
2.2 3D打印技术的分类和应用 4
2.3 FDM（熔融沉积）型3D打印机 5
3 FDM型3D打印机总体设计 6
3.1 机械部分 6
3.2 控制电路板 10
3.3 软件部分 11
4 FDM型3D打印机主要零件的选择设计 14
4.1 电机的选择 14
4.2 传动部件的选择 14
4.3 挤出头的设计 16
4.4 打印平台的设计 17
5 打印机的组装 18
6 打印机的调试 20
6.1 电路测试 20
6.2打印机常见问题处理 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
1 绪论
1.1 课题背景及意义
制造业是体现一个国家生产力水平的重要标准，是工业化进程的核心要素，发达国家的制造业水平往往相较于发展中国家的制造业水平往往要胜过许多，想要实现国家的富强大力发展制造是重中之重，没有强大的制造业就无法实现国家综合实力的提升。在快速制造，智能制造，先进制造，高端制造等受到包含中国在内的世界各国作为推动国家发展的必经之路越来越多的重视和关注的现在，3D打印作为新型ICT制造技术成为了各方面的关注的焦点和关键。
3D打印技术的核心思想在19世纪末的美国就已经被提出，在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
到了20世纪80年代中期时3D打印技术的思想已经逐渐成形。第一台3D打印机由美国人查克赫尔（Charles Hull）在1983年设计部制造，当时的3D打印机被人们称为立体平版印刷，这也是3D打印技术首次被正式提出。相较国外，我国的3D打印技术起步较晚，3D打印技术的研究直到1991 年才正式开始，时间到21世纪初，3D打印机的研究开始走出实验室，不再局限于实验室的研究用，开始逐步向工程化、产品化的方向发展。3D打印技术经过几十年的研究和发展,现状的技术与过去相比已经取得了巨大的进步,3D打印技术的发展也接近于成熟。
3D打印技术的发展常被人称作是一工业史的又一次革新，实际情况也确实如此，3D打印技术对我们的生活方式的改变正产生着越来越重要的影响。3D打印技术的发展给制造业带来的变化和发展无疑是巨大的，3D打印技术不在是利用传统的机械或模具进行生产加工，而是先通过计算机绘制的三维模型利用打印机来加工所需的临近，这样的技术大大缩短了零件生产的周期，提高了生产效率。
在科技快速发展的现在,3D打印受到越来越多的关注,伴随着的便是3D打印技术的不断推广和应用到这一技术的领域也越来越广, 3D打印技术在工业生产、模型设计、医疗器械、建筑设计、科学研究、航空航天等许多领域都有所应用,而且都对行业发展产生了显著的影响。随着技术的进一步发展与成熟，不断更新发展的信息技术、控制技术、材料技术等不断 融合运用在制造领域的各处，3D打印技术的发展也是与日剧新，3D打印的前景一片光明。
作为3D打印技术载体的3D打印机随着3D打印技术的不断进步也得到了迅速的发展。3D打印机是一种通过计算机建立3D模型为基础，利用树脂，塑料等可粘合材料，通过逐层打印层层叠加的方式制造三维模型的快速成型装置。本文选取了较为常见，使用最广的熔融层积FDM型3D打印机为例进行设计并介绍3D打印技术。
1.2 国内外发展状况
国外3D打印机的研究相对起步早，从早期3D打印技术核心思想的提出开始发展至今,3D打印技术已经相对成熟，在机械结构的改进、控制系统的更新、打印材料的研究等方面都取得了巨大的进步。美国和欧洲在3D打印技术上的研究与应用等方面都走在世界前列。美国作为全球率先在国家层面上推动3D打印技术和产业的快速发展的国家。在美国的多所一流大学在3D打印上都深入的研究，包括生物打印，创新型材料研究，工业和消费类3D打印机及细分金属材料研究等。在快速成型设备行业中,美国的3D Systems、Stratasys、Z Crop都是有代表性的3D打印机设备设计制造商，其中3D Systems公司更是现在国际最大的3D打印设备开发公司,并在快速成型设备领域有着主导地位。
欧洲也十分重视对3D打印技术的研发应用。欧洲作为两次工业革命的发源地，其扎实工业基础是3D打印技术发展的优势所在，在科技创新和人才上也有着明显的优势，因此在3D打印领域的研发也较早，尤其是工艺技术，人才基础，研发投入，产业形态，材料等领域都有着较快的发展。其中，以德国EOS、瑞典ArcamAB、英国RepRep、Wiiboox为代表的企业3D打印技术在高端制造业、生物医疗等领域发展最为迅速。
我国3D打印技术的研发开始于从二十世纪末，发展至今也已经有了长达二十多年的探索和积累。国内许多高校研究机构以及企业对3D打印技术的研究都取得了长足的发展进步，并且在3D打印机的产业化上道路上同样获得了一定的进展。近几年来，国内3D打印机市场火热，其中尤为发展迅速繁荣的要属国产桌面级3D打印机市场，也正是因为这一发展带来的改变3D打印技术才能慢慢的满足一般消费者的使用条件和需求。国产 3D打印机的技术类型大多以 FDM 熔融沉积型3D打印方式为主，基于这种打印技术类型的3D打印机在机械结构上也逐渐发展出几种不同的类型,其中最常见的3D打印机结构类型为三角式和矩形盒式结构。尽管国产桌面级3D打印机还面临着一些问题，如受到精度和材料的限制，打印出的模型难以满足实际使用需要等，但从技术角度上来看，国产桌面级3D打印机的发展水平已经相对较高。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 国内外发展状况 2
2 3D打印机原理及特点 4
2.1 3D打印原理与流程 4
2.2 3D打印技术的分类和应用 4
2.3 FDM（熔融沉积）型3D打印机 5
3 FDM型3D打印机总体设计 6
3.1 机械部分 6
3.2 控制电路板 10
3.3 软件部分 11
4 FDM型3D打印机主要零件的选择设计 14
4.1 电机的选择 14
4.2 传动部件的选择 14
4.3 挤出头的设计 16
4.4 打印平台的设计 17
5 打印机的组装 18
6 打印机的调试 20
6.1 电路测试 20
6.2打印机常见问题处理 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
1 绪论
1.1 课题背景及意义
制造业是体现一个国家生产力水平的重要标准，是工业化进程的核心要素，发达国家的制造业水平往往相较于发展中国家的制造业水平往往要胜过许多，想要实现国家的富强大力发展制造是重中之重，没有强大的制造业就无法实现国家综合实力的提升。在快速制造，智能制造，先进制造，高端制造等受到包含中国在内的世界各国作为推动国家发展的必经之路越来越多的重视和关注的现在，3D打印作为新型ICT制造技术成为了各方面的关注的焦点和关键。
3D打印技术的核心思想在19世纪末的美国就已经被提出，在 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
到了20世纪80年代中期时3D打印技术的思想已经逐渐成形。第一台3D打印机由美国人查克赫尔（Charles Hull）在1983年设计部制造，当时的3D打印机被人们称为立体平版印刷，这也是3D打印技术首次被正式提出。相较国外，我国的3D打印技术起步较晚，3D打印技术的研究直到1991 年才正式开始，时间到21世纪初，3D打印机的研究开始走出实验室，不再局限于实验室的研究用，开始逐步向工程化、产品化的方向发展。3D打印技术经过几十年的研究和发展,现状的技术与过去相比已经取得了巨大的进步,3D打印技术的发展也接近于成熟。
3D打印技术的发展常被人称作是一工业史的又一次革新，实际情况也确实如此，3D打印技术对我们的生活方式的改变正产生着越来越重要的影响。3D打印技术的发展给制造业带来的变化和发展无疑是巨大的，3D打印技术不在是利用传统的机械或模具进行生产加工，而是先通过计算机绘制的三维模型利用打印机来加工所需的临近，这样的技术大大缩短了零件生产的周期，提高了生产效率。
在科技快速发展的现在,3D打印受到越来越多的关注,伴随着的便是3D打印技术的不断推广和应用到这一技术的领域也越来越广, 3D打印技术在工业生产、模型设计、医疗器械、建筑设计、科学研究、航空航天等许多领域都有所应用,而且都对行业发展产生了显著的影响。随着技术的进一步发展与成熟，不断更新发展的信息技术、控制技术、材料技术等不断 融合运用在制造领域的各处，3D打印技术的发展也是与日剧新，3D打印的前景一片光明。
作为3D打印技术载体的3D打印机随着3D打印技术的不断进步也得到了迅速的发展。3D打印机是一种通过计算机建立3D模型为基础，利用树脂，塑料等可粘合材料，通过逐层打印层层叠加的方式制造三维模型的快速成型装置。本文选取了较为常见，使用最广的熔融层积FDM型3D打印机为例进行设计并介绍3D打印技术。
1.2 国内外发展状况
国外3D打印机的研究相对起步早，从早期3D打印技术核心思想的提出开始发展至今,3D打印技术已经相对成熟，在机械结构的改进、控制系统的更新、打印材料的研究等方面都取得了巨大的进步。美国和欧洲在3D打印技术上的研究与应用等方面都走在世界前列。美国作为全球率先在国家层面上推动3D打印技术和产业的快速发展的国家。在美国的多所一流大学在3D打印上都深入的研究，包括生物打印，创新型材料研究，工业和消费类3D打印机及细分金属材料研究等。在快速成型设备行业中,美国的3D Systems、Stratasys、Z Crop都是有代表性的3D打印机设备设计制造商，其中3D Systems公司更是现在国际最大的3D打印设备开发公司,并在快速成型设备领域有着主导地位。
欧洲也十分重视对3D打印技术的研发应用。欧洲作为两次工业革命的发源地，其扎实工业基础是3D打印技术发展的优势所在，在科技创新和人才上也有着明显的优势，因此在3D打印领域的研发也较早，尤其是工艺技术，人才基础，研发投入，产业形态，材料等领域都有着较快的发展。其中，以德国EOS、瑞典ArcamAB、英国RepRep、Wiiboox为代表的企业3D打印技术在高端制造业、生物医疗等领域发展最为迅速。
我国3D打印技术的研发开始于从二十世纪末，发展至今也已经有了长达二十多年的探索和积累。国内许多高校研究机构以及企业对3D打印技术的研究都取得了长足的发展进步，并且在3D打印机的产业化上道路上同样获得了一定的进展。近几年来，国内3D打印机市场火热，其中尤为发展迅速繁荣的要属国产桌面级3D打印机市场，也正是因为这一发展带来的改变3D打印技术才能慢慢的满足一般消费者的使用条件和需求。国产 3D打印机的技术类型大多以 FDM 熔融沉积型3D打印方式为主，基于这种打印技术类型的3D打印机在机械结构上也逐渐发展出几种不同的类型,其中最常见的3D打印机结构类型为三角式和矩形盒式结构。尽管国产桌面级3D打印机还面临着一些问题，如受到精度和材料的限制，打印出的模型难以满足实际使用需要等，但从技术角度上来看，国产桌面级3D打印机的发展水平已经相对较高。
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