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3d打印机的结构(3d打印机的结构组成)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-05 02:10   点击:259  编辑:admin   手机版

1. 3d打印机的结构组成

3D打印机又称三维打印机(3DP),是一种累积制造技术,即快速成形技术的一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。

材料成型技术

3D打印作为最近比较热门的话题,其实并不神秘,也不是一项崭新的技术,其实3D打印早已在工业应用的领域默默奉献了近三十年。总的来说,物体成型的方式主要有以下四类:减材成型、受压成型、增材成型、生长成型。

减材成型:主要是运用分离技术把多余部分的材料有序地从基体上剔除出去,如传统的车、铣、磨、钻、刨、电火花和激光切割都属于减材成型。

受压成型:主要利用材料的可塑性在特定的外力下成型,传统的锻压、铸造、粉末冶金等技术都属于受压成型。受压成型多用于毛坯阶段的模型制作,但也有直接用于工件成型的例子,如精密铸造、精密锻造等净成型均属于受压成型。

增材成型:又称堆积成型,主要利用机械、物理、化学等方法通过有序地添加材料而堆积成型的方法。

 生长成型:指利用材料的活性进行成型的方法,自然界中的生物个体发育属于生长成型。随着活性材料、仿生学、生物化学和生命科学的发展,生长成型技术将得到长足的发展。

3D打印技术

3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术,从成型工艺上看3D打印技术突破了传统成型方法通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合,无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型,这使得产品的设计生产周几大大缩短,生产成本大幅下降。

3D打印机又称三维打印机(3DP),是一种累积制造技术,即快速成形技术的一种机器,它是一种数字模型文件为基础,运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中,机器会按照程序把产品一层层造出来。

3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料,堆叠薄层的形式有多种多样,可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。

1、有些3D打印机使用“喷墨”的方式。即使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。

 2、还有的使用一种叫做“熔积成型”的技术,整个流程是在喷头内熔化塑料,然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。

3、还有一些系统使用一种叫做“激光烧结”的技术,以粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层,熔铸成指定形状,然后由喷出的液态粘合剂进行固化。

4、有的则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒,当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。

2. 常见的3d打印机机体结构有哪几种

外观件:(面板,上盖,机体)大部分都是灰色,采用的塑料基本都是ABS的,部分也有采用的PC/ABS,也有用PC的。

内功能件:黑色的,大部分都是ABS,改性ABS,PC,改性PC,改性尼龙等等。 以上这些是打印机,传真机,复印机主要使用的塑料

3. 3d打印机的结构组成图

UM结构全称Ultimaker结构,UM结构的XY电机都是固定在机箱上的,不会给各轴带来惯性。结构比较复杂,对零件的加工精度、装配精度要求比较高。由于电机都是安装在机箱上的,不会给各轴带来惯性,所以打印速度快、精度也相对高。

并且Ultimaker采用十字轴传动使打印头在XY平面运动时拥有较高的定位精度,配合Z轴的丝杠传动,从而使得设备拥有了良好的机械精度基础,配合Ultimaker开源的Cura切片软件,使得整个打印过程更加便捷、高效。

4. 3d打印设备结构组成是什么

一、3D打印技术简介

3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。3D打印,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件,意味着“3D打印”这项技术的普及。

二、3D打印技术原理分析

1.三维设计

3D打印的设计过程是:先通过计算机辅助设计(CAD)或计算机动画建模软件建模,再将建成的三维模型“分割”成逐层的截面,从而指导打印机逐层打印。

设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来大致模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描来产生三维文件的扫描器,其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。

2.打印过程

打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。

打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi(像素每英寸)或者微米来计算的。一般的厚度为100微米,即0.1毫米,也有部分打印机如ObjetConnex系列还有3DSystems‘ProJet系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天,根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用3D打印的技术则可以将时间缩短为数个小时,当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。

3D打印枪械

传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品,而3D打印技术则可以以更快,更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的3D打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。

3.完成

目前3D打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够(在弯曲的表面可能会比较粗糙,像图像上的锯齿一样),要获得更高分辨率的物品可以通过如下方法:先用当前的3D打印机打出稍大一点的物体,再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。

5. 3d打印机结构图

3D打印技术是一种成型技术,是以三维数字模型文件为基础,通过逐层打印或粉末熔铸的方式来构造物体的技术,综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等方面的前沿技术。

  BIM与3D打印的集成应用

主要是在设计阶段利用3D打印机将BIM模型微缩打印出来,供方案展示、审查和进行模拟分析;在建造阶段采用3D打印机直接将BIM模型打印成实体构件和整体建筑,部分替代传统施工工艺来建造建筑。BIM与3D打印的集成应用,可谓两种革命性技术的结合,为建筑从设计方案到实物的过程开辟了一条“高速公路”,也为复杂构件的加工制作提供了更的方案。目前,BIM与3D打印技术集成应用有三种模式:基于BIM的整体建筑3D打印、基于BIM和3D打印制作复杂构件、基于BIM和3D打印的施工方案实物模型展示。

  基于BIM的整体建筑3D打印。应用BIM进行建筑设计,将设计模型交付专用3D打印机,打印出整体建筑物。利用3D打印技术建造房屋,可有效降低人力成本,作业过程基本不产生扬尘和建筑垃圾,是一种绿色环保的工艺,在节能降耗和环境保护方面较传统工艺有非常明显的优势。

  随着各项技术的发展,现阶段BIM与3D打印技术集成存在的许多技术问题将会得到解决,3D打印机和打印材料价格也会趋于合理,应用成本下降也会扩大3D打印技术的应用范围,提高施工行业的自动化水平。虽然在普通民用建筑大批量生产的效率和经济性方面,3D打印建筑较工业化预制生产没有优势,但在个性化、小数量的建筑上,3D打印的优势非常明显。随着个性化定制建筑市场的兴起,3D打印建筑在这一领域的市场前景非常广阔。

6. 3d打印机结构组成及系统分析

3D打印机结构通常包括:

1、框架

框架是3D打印机的骨干。通常工业用打印机都被灰色塑料所包围,但家用的则没有。早期使用木来做成支架,但现今大多采用亚克力或者是金属来打造支架。框架有开放式,半开放式以及封闭式。封闭式好处在于容易保持打印的环境温度,防尘以及防止手烫伤。

2、主控制器

主控制器相当于电脑CPU+内存+硬盘等,程序存放在主控制器的Flash内,通电后主控制器按照程序运行控制电机,显示内容,接受按键操作,通讯等。

3、电机

分X Y Z E轴,XYZ轴控制打印空间的位置,E轴控制耗材的挤出和回抽,通常采用步进电机。好的电机可以让打印细节更精准,有效减少振纹,模型表面更平滑细腻。创想三维采用强驱动步进电机,输出稳定噪音低,长时间运载不会出现变形及噪音问题,使用寿命长。

4、限位器

打印机XYZ轴可能会被手移动或者打印过程中丢步等。这样主控制器就无法正确得到打印头和平台所处的位置。通过让打印头和平台朝一个方向一直移动,然后使其撞击限位器,撞击限位器后主控制器获取到打印头和平台目前处于限位器的位置,通常将该位置设为坐标0点,然后控制打印头和平台在允许的空间内移动,避免撞到机器边缘。限位器常用的有机械开关和光电开关。

5、喷嘴

喷嘴主要功能是加热材料,最后再靠电机的力来挤压丝,使的丝可以按照一定速率fhwjkf。大多数打印机采用0.4mm孔径大小的喷嘴。喷嘴孔径越小,精度越高,产品质量越好。孔径越大的喷嘴,打印速度越快。大多数打印机的喷嘴都能替换,因此我们可以按照我们意愿换上所需的喷嘴。

6、操作控制显示

打印机的移动、打印、加热等操作需要由人或者电脑下达命令,通常机器会有按键+显示屏,旋钮+显示屏,触摸屏等对机器进行操作和对状态进行显示。也有的打印机不带显示和控制,采用USB接口或者无线进行控制操作。

7、SD卡

SD卡通常用于脱机打印,将需要打印的文件分层处理后放置到SD卡,然后将SD卡插入打印机进行打印,这样能避免电脑长时间开机或者与电脑通讯中断导致打印失败。

常用的存储介质有SD卡,U盘,TF卡,硬盘等,SD卡和TF卡成熟,存储容量大、价格便宜、性能可靠。传输稳定,还带有一个“写入保护开关”。TF卡尺寸比SD卡更小。U盘小巧便于携带、存储容量大、价格便宜、性能可靠。硬盘通常容量大,体积也较大。

8、挤出机单元

打印头,也称为挤出机。通常PLA耗材打印时需要加热210℃,将其加热变成熔融状态后挤出堆积成型。挤出后的耗材需要冷却,避免出现打印的模型塌陷等,因此通常挤出机包括加热棒和测温元件,加热后的耗材通过挤出电机的转动带动耗材将耗材挤出。

以上就是3D打印机的基本结构。

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