雙坐標3D打印機設計*

蘇錦奇，張　超，張俊歌

(中國礦業大學銀川學院，寧夏 銀川　750021)

0　引　言

3D打印技術又稱積層制造(Additive Manufacturing，AM)，它是一種以數字模型文件為基礎，綜合應用了CAD/CAM技術，激光技術，光化學以及材料科學等諸多方面的技術和知識，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印方式來構造三維實體的技術[1]。

本設計來源于工程實踐，以Makerbot系列的3D打印機為基礎，在驅動、傳動和工作方面進行改進。Makerbot系列的3D打印機為目前市面上絕大多數的3D打印機的結構類型，由于其結構較為成熟，精度較高，速度較快，且穩定，可搭載多噴頭，為3D打印制造商的首選。針對國內3D打印機普遍精度低、速度慢的的問題，本設計通過三維Solid Works建模軟件進行建模仿真的方法，在Makerbot系列3D打印機的基礎上，重點引入極坐標系打印技術，解決傳統打印機在弧狀外形實體逐層打印上存在的此類問題，縮短打印時間提高打印精度。

1　雙坐標3D打印機的結構設計

1.1　雙坐標3D打印機的組成及工作原理

1.1.1雙坐標3D打印機的組成

3D打印機的主要零件組成如表1所示。

表1　3D打印機的主要零件組成

1.1.2雙坐標3D打印機的工作原理

3D打印機在工作時四角的兩根光杠和滾珠絲杠起到空間支撐和提供打印機在Z方向上運動空間的作用。打印機共有4個電機，其中X軸、Y軸和Z軸方向上各一個電機，剩余的一個是傳送打印材料到擠出頭用的。工作臺支架上裝有一個電機，帶動工作臺的旋轉及通過同步帶傳動驅動兩側的滾珠絲杠螺母帶動工作臺支架沿滾珠絲杠做Z方向運動。……