FDM型雙色3D打印機的改造

楊明

摘 要 三維打印，亦稱為增材制造或3D打印技術，它是以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。本文針對目前桌面級3D打印機一般只支持單噴頭打印的問題，通過增加噴頭和擴展模塊來滿足多色打印的要求，實現了混色打印的設計目標。

關鍵詞 增材制造 3D打印 雙色打印

中圖分類號：TP334.8 文獻標識碼：A

3D打印是被英國《經濟學人》雜志稱為“將帶來第三次工業革命”的數字化制造技術，可以打印出飛機、賽車、手槍、巧克力、人體器官等等，這早已不是新鮮事，而隨著3D打印技術的不斷成熟，這種高端的打印技術已逐漸走入國內百姓生活，目前3D打印還屬于新興行業，內市場3D打印應用在廣告促銷、婚慶、個性化定制的消費需求已遠遠大于市場供給，在北京、上海、武漢等城市已相繼建立了3D打印產業鏈，根據調研基本在半年內可以實現盈利。

3D打印機與普通打印機工作原理基本相同，打印機內裝有液體、固體塑料或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的3D藍圖變成實物。

1原理

3D打印技術實際上是一系列快速原型成型技術的統稱，其基本原理都是疊層制造，由快速原型機在X-Y平面內通過掃描形式形成工件的截面形狀，而在Z坐標間斷地作層面厚度的位移，最終形成三維制件。目前市場上的快速成型技術分為3DP技術、FDM熔融層積成型技術、SLA立體平版印刷技術、SLS選區激光燒結、DLP激光成型技術和UV紫外線成型技術等。本文針對目前桌面級3D打印機普遍支持單色打印的問題，在FDM并聯臂單色3D打印機的基礎上，通過改進噴頭結構和增加擴展模塊，實現了無需更換耗材，一次成型的雙色3D打印方案。

2系統設計

2.1機械結構

首先模仿3D打印機左側的擠出機構，在右側安裝一套擠出機（圖1.1）

然后組裝雙噴頭模塊，并使用高溫膠帶包裹噴頭，使用剝線鉗、CH2.5壓線鉗對散熱風扇的端子進行壓接，用電烙鐵焊接接線部位，并套上熱縮管絕緣（圖1.2）

2.2電氣部分

打開頂蓋，在控制主板的擴展模塊插入第二個噴頭模塊，本設計使用開源3D打印機控制板STB Electronics（圖1.3）

3調試試驗

重新手動調平，并調整DELTA半徑為合適的值，取消調平補償，在程序固件中配置雙噴頭參數（圖1.4）

打印測試模型驗證，改造成功（圖1.5）

本文通過改進FDM單色桌面級3D打印機噴頭結構，增設擴展模塊，實現了多色3D打印，同時對前期建模提出了更高的技術要求，也為后期進行三色或三色以上擠出噴頭的設計提供了參考。

參考文獻

[1] 沈冰夏，FDM型混色3D打印機的設計[J].北京信息科技大學學報，2016（10）：60-63.

[2] 趙吉斌，蒙昊等.基于FMD的并聯臂的單噴頭雙色3D打印機的研究與設計[J].科技視界，2016（13）：85.endprint