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| 3D打印机结构方案设计及可行性论证 摘 要 本文主要研究电射流打印的基本原理，设计低成本亚微米3D打印机结构，设计打印平台运动部件、墨水进给系统、喷针加热模块等，编写打印平台运动控制程序，设计完整的3D打印机样机，实现复杂亚微米图形的3D打印。 本文通过市场调研、可行性方案论证、方案对比的方法设计了一款龙门式电射流3D打印机，该3D打印机采用同步带和丝杠传动结构，Z向双电机同时驱动，以保证运动精度。墨水进给系统采用微量注射器完成，利用USB显微镜实现对射流状态的实时监测。本次设计是校核和计算的基础上，装配并且设计了3D打印机中的所有零件，设计出符合要求的3D打印机。 关键词：电射流；3D打印机；结构设计； 目 录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1 3D打印技术的概述 1 1.2 3D打印原理的分类 1 1.2.1 选择性激光烧结技术 1 1.2.2 熔融沉积造型 1 1.2.3 立体光固造型技术 2 1.2.4 数字光处理技术 2 第2章 3D打印机结构方案设计及可行性论证 4 2.1 3D打印机结构方案设计 4 2.1.1 方案1 框架式3D打印机 4 2.1.2 方案2 悬臂梁式3D打印机 4 2.1.2 方案3 龙门式3D打印机 5 2.2 3D打印机方案可行性论证 6 2.2.1 方案1评价 6 2.2.2 方案2评价 7 2.2.3 方案3评价 7 2.3 方案确定 7 第3章 3D打印机设计与计算 9 3.1 技术参数及其坐标系的确定 9 3.1.1 技术参数 9 3.1.2 3D打印机坐标系选择 9 3.2 电机的选择 10 3.2.1 X方向电机的选择 10 3.2.2 Y方向电机的选择 11 3.3 滚珠丝杠的设计计算 12 3.3.1 选材标准 12 3.3.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算 13 3.4 光杆导轨的校核 16 3.4.1 X方向运动光杆的受力分析 16 3.4.2 Y方向光杆运动受力分析 17 3.5 同步带的设计计算 18 3.5.1 X轴方向同步带计算 18 3.5.2 Y轴方向同步带计算 20 3.6 直线轴承的选用 21 3.6.1 直线运动轴承额定载荷 21 3.6.2 静态安全系数 22 3.6.3 直线系统的额定寿命 22 3.6.4 额定寿命 22 3.7 挤出机的挤出力校核 23 3.8 联轴器的选择与分类 24 3.8.1 联轴器的分类 24 3.8.2 联轴器的选择 24 3.9 环境保护和可持续发展方面的思考 25 3.9.1 本次设计对环境的影响 25 3.9.2 可持续发展方面的思考 26 第4章 产品使用与维护 27 4.1 3D打印机的基本调试 27 4.1.1 打印平台的基本调试 27 4.1.2 限位开关的调试 27 4.1.3 工作台的调平 27 4.1.4 平台移动距离的校准 28 4.2 3D打印机的使用方法 28 4.3 3D打印机的维护 28 4.3.1 每天预防性维护 28 4.3.2 长久维护方法 28 第5章 毕业设计特色专题 30 5.1 非标准件的设计 30 5.1.1 Z方向左侧升降平台设计 30 5.1.2 Z方向右侧升降平台设计 31 5.1.3 滑块的设计 31 5.1.4 Y方向连接器的设计 32 5.1.5 X方向连接器的设计 33 5.1.6 打印喷头固定架的设计 33 5.1.7 Y向电机固定架的设计 34 5.1.8 Y方向轴承固定架的设计 35 5.1.9 支撑座的设计 35 5.1.10 亚克力板框架设计 36 5.1.11 电机支架的设计 37 5.2 总体结构的设计 37 5.2.1 总装配图 37 5.2.2 传动原理 38 结 论 39 参考文献 40 致 谢 42 |
