【溫馨提示】====【1】設(shè)計包含CAD圖紙 和 DOC文檔，均可以在線預(yù)覽，所見即所得，，dwg后綴的文件為CAD圖，超高清，可編輯，無任何水印，，充值下載得到【資源目錄】里展示的所有文件======【2】若題目上備注三維，則表示文件里包含三維源文件，由于三維組成零件數(shù)量較多，為保證預(yù)覽的簡潔性，店家將三維文件夾進行了打包。三維預(yù)覽圖，均為店主電腦打開軟件進行截圖的，保證能夠打開，下載后解壓即可。======【3】特價促銷，，拼團購買，，均有不同程度的打折優(yōu)惠，，詳情可咨詢QQ：1304139763 或者 414951605=====
中國地質(zhì)大學長城學院
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計
題目 3D打印機傳動系統(tǒng)設(shè)計
系 別 工程技術(shù)系
專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化
學生姓名 邱 陵
學 號 05211601
指導(dǎo)教師 楊運強
職 稱 教授
2015 年 04 月 18 日
本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信承諾書
畢業(yè)論文
（設(shè)計）題目
3D打印機傳動系統(tǒng)設(shè)計
學生姓名
邱陵
專業(yè)
機制
學號
05211601
指導(dǎo)老師
楊運強
職稱
教授
所在系別
工程技術(shù)系
誠信承諾
本人慎重承諾和聲明：
我承諾在畢業(yè)論文（設(shè)計）活動中遵守學校有關(guān)規(guī)定，恪守學術(shù)規(guī)范，在本人的畢業(yè)論文中不剽竊、抄襲他人的學術(shù)觀點、思想和成果，不篡改研究數(shù)據(jù)，如有違規(guī)行為發(fā)生，我愿承擔一切責任，接受學校的處理。
學生（簽名）：
年 月 日
中國地質(zhì)大學長城學院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
學生姓名
邱陵
班級
機制6班
專業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師
楊運強
職稱
教授
單位
工程學院
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目
3D打印機傳動系統(tǒng)設(shè)計
開題報告（闡述課題的目的、意義、研究現(xiàn)狀、研究內(nèi)容、研究方案、進度安排、預(yù)期結(jié)果、參考文獻等）
畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容和要求：
3D打?。ㄈS打印 或3D printing），它是一種快速成形技術(shù)，一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，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(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。
3D打印機主要技術(shù)指標如下：成型體積（長×寬×高）： 200mm×200mm×200mm；打印速度：300mm/s(建議使用速度150mm/s）；打印精度：XY軸：0.1mm（推薦42步進電機）；Z軸：0.05mm（42步進電機帶螺桿）；最大加熱溫度：300℃；噴嘴直徑：0.4mm；耗材直徑：1.75mm；噴頭數(shù)量：1。
設(shè)計該款3D打印機機械傳動部分，完成方案規(guī)劃，設(shè)計計算，圖紙繪制。畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作量要求：(1)字數(shù)要求2.0萬左右； (2)外文資料翻譯不少于3千漢字(或2萬印刷符）；(3)折算圖紙工作量不少于1″圖3張（包括總體圖、部件裝配圖、零件圖等）。
畢業(yè)設(shè)計（論文）主要參考資料：
[1] 嚴學高，孟正大.機器人原理.南京:東南大學出版社，2003.
[2] 機械設(shè)計師手冊.北京:機械工業(yè)出版社，2006.
[3] 王金娥等．機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書[M]．北京大學出版社，2012．
畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要工作：
(5) 了解本課題研究意義，調(diào)研本課題國內(nèi)外研究情況及存在問題；寫出調(diào)研報告。
(6) 進行課題方案規(guī)劃和詳細設(shè)計，完成全部設(shè)計。
(7) 撰寫設(shè)計計算說明書，字數(shù)不少于5000字，且打印輸出并裝訂、格式一律參照“中國地質(zhì)大學畢業(yè)設(shè)計（論文）寫作規(guī)范”要求，提交畢業(yè)設(shè)計Word文檔電子版并打??；
(8) 提交AutoCAD圖紙電子版并打印圖紙。
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見：
審查結(jié)果： 同 意□ 不 同 意□
教研室主任簽名：
年 月 日
中國地質(zhì)大學長城學院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學生姓名
邱陵
學號
05211601
專業(yè)班級
11級機制6班
指導(dǎo)教師
楊運強
職稱
教授
單 位
工程學院
課題性質(zhì)
設(shè)計√ 論文□
課題來源
科研□ 教學√ 生產(chǎn)□ 其它□
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目
3D打印機傳動系統(tǒng)設(shè)計
開題報告（闡述課題的目的、意義、研究現(xiàn)狀、研究內(nèi)容、研究方案、進度安排、預(yù)期結(jié)果、參考文獻等）
一、課題的目的及意義
1、研究目的：
3D打印帶來了全世界性制造業(yè)革命，以前是部件設(shè)計完全依賴于生產(chǎn)工藝能否實現(xiàn)，而3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，將會顛覆這一生產(chǎn)思路，任何復(fù)雜形狀的設(shè)計均可以通過3D打印技術(shù)來實現(xiàn)，它無需機械加工或模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的物體， 從而極大地所縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)率。
2、研究意義：
本課題研究的3D打印技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，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(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印機則出現(xiàn)在上世紀90年代中期，即一種利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。它與普通打印機工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“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，最終把計算機上的藍圖變成實物。
二、研究現(xiàn)狀
在國外經(jīng)過十多年的探索和發(fā)展，3D打印技術(shù)有了長足的進步，目前已經(jīng)能夠在 0.01mm的單層厚度上實現(xiàn)600dpi的精細分辨率。目前國際上較先進的產(chǎn)品可以實現(xiàn)每小時25mm厚度的垂直速率，并可實現(xiàn)24位色彩的彩色打印。
在國內(nèi)，自20世紀90年代以來，國內(nèi)多所高校開展了3D打印技術(shù)的自主研發(fā)。近年來，國內(nèi)企業(yè)已實現(xiàn)了3D打印機的整機生產(chǎn)和銷售，這些企業(yè)共同的特點是由海外歸國團隊建立，規(guī)模較小，產(chǎn)品技術(shù)與國外廠商同類產(chǎn)品相比尚處于低端。目前，國產(chǎn)3D打印機在打印精度、打印速度、打印尺寸和軟件支持等方面還難以滿足商用的需求，技術(shù)水平有待進一步提升。在服務(wù)領(lǐng)域，我國東部發(fā)達城市已普遍有企業(yè)應(yīng)用進口3D打印設(shè)備開展了商業(yè)化的快速成型服務(wù)，其服務(wù)范圍涉及到模具制作、樣品制作、輔助設(shè)計、文物復(fù)原等多個領(lǐng)域。
三、研究內(nèi)容
本報告研究的3D打印機的傳動系統(tǒng)由輸人設(shè)備制定部分參數(shù),從存儲設(shè)備或者直接從計算機中得到事先建好的三維模型,由單片機對模型進行分析,切片,建立 必要的支撐結(jié)構(gòu),再從單片機輸出控制指令,控制噴頭型材料融化,并通過一定的驅(qū)動電路驅(qū)動電機,帶動噴頭進行X、Y、Z三個方向的移動,并控制噴頭的噴出系統(tǒng)調(diào)節(jié)噴出材料的多少。每打好一層,從外 部設(shè)備讀取下一層的參數(shù),再打印下一層,直到全部模型完成。完成模型的打印之后,還需要后期的材料回收工作。
四、研究方案
3D打印機主要技術(shù)指標如下：
成型體積（長×寬×高）： 200mm×200mm×200mm；打印速度：300mm/s(建議使用速度150mm/s）；打印精度：XY軸：0.1mm（推薦42步進電機）；Z軸：0.05mm（42步進電機帶螺桿）；最大加熱溫度：300℃；噴嘴直徑：0.4mm；耗材直徑：1.75mm；噴頭數(shù)量：1。
設(shè)計該款3D打印機機械傳動部分，完成方案規(guī)劃，設(shè)計計算，圖紙繪制。畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作量要求：(1)字數(shù)要求2.0萬左右； (2)外文資料翻譯不少于3千漢字(或2萬印刷符）；(3)折算圖紙工作量不少于1″圖3張（包括總體圖、部件裝配圖、零件圖等）。
五、進度安排
2、2014-12-01至2015-01-07 編寫論文提綱，撰寫開題報告，進行開題。
3、2015-01-08至2015-01-20 實習期間進行一步查找資料，作社會調(diào)查。
4、2015-01-21至2015-02-20 撰寫論文，完成第一稿，并交指導(dǎo)教師。
5、2015-02-20至2015-04-15 完善論文并繪制圖紙。
10、2015-04-16至2015-04-30 專家評閱。
11、2015-05-01至2015-05-15 畢業(yè)論文答辯。
六、預(yù)期結(jié)果
1. 了解本課題研究意義，調(diào)研本課題國內(nèi)外研究情況及存在問題；寫出調(diào)研報告。
2. 進行課題方案規(guī)劃和詳細設(shè)計，完成全部設(shè)計。
3. 撰寫設(shè)計計算說明書，字數(shù)不少于5000字，且打印輸出并裝訂、格式一律參照“中國地質(zhì)大學畢業(yè)設(shè)計（論文）寫作規(guī)范”要求，提交畢業(yè)設(shè)計Word文檔電子版并打印；
4. 提交AutoCAD圖紙電子版并打印圖紙。
七、參考文獻
[1] 嚴學高，孟正大.機器人原理.南京:東南大學出版社，2003.
[2] 機械設(shè)計師手冊.北京:機械工業(yè)出版社，2006.
[3] 王金娥等．機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書[M]．北京大學出版社，2012．
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見：
審查結(jié)果： 同 意□ 不 同 意□
教研室主任簽名：
年 月 日
中國地質(zhì)大學長城學院
本科畢業(yè)設(shè)計文獻綜述
系 別： 工程技術(shù)系
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
姓 名： 邱陵
學 號： 05211601
2015年 4月 1 日
3D打印機的發(fā)展前景
1、3D打印概念
3D打印（3D printing），即快速成型技術(shù)的一種，也稱為增材制造技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，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(gòu)造物體的技術(shù)，被稱為“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)”?？焖俪尚图夹g(shù)誕生于20世紀80年代后期，是基于材料堆積法的一種高新制造技術(shù)。3D打印技術(shù)被認為是“第三次工業(yè)革命的重要生產(chǎn)工具”，早在20世紀90年代中期就已出現(xiàn)，但由于價格昂貴，技術(shù)不成熟，早期并沒有得到推廣普及。經(jīng)過20多年的發(fā)展，該技術(shù)已更加嫻熟、精確，且價格有所降低。
2、3D打印機工作原理
“3D打印”層層印刷的原理和噴墨打印機類似，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制采用分層加工，疊加成型的方式來“造型”，會將設(shè)計產(chǎn)品分為若干薄層，每次用原材料生成一個薄層，一層一層疊加起來，最終在計算機上的藍圖變?yōu)閷嵨铩?
3D打印是一種直接數(shù)字化制造技術(shù)，是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。
每一層的打印過程分為兩步，首先在需要成型的區(qū)域灑一層特殊膠水，膠水液滴本身很小，且不易擴散，然后是噴灑一層均勻的粉末。這樣在一層膠水一層粉末的交替下，實體模型將會被“打印”成型，打印完畢后只要掃除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用，加工過程僅需確定所需塑料、樹脂、金屬等物料，材料耗費僅相當于傳統(tǒng)制造的十分之一，而誤差可輕易控制到0.1mm之內(nèi)。它無需生產(chǎn)線，亦可制造那些常規(guī)方法無法生產(chǎn)的奇形怪狀的零件。
三維打印的設(shè)計過程是：先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機逐層打印。分步驟描述如下：
1、 三維建模
通過goSCAN之類的專業(yè)3D掃描儀或是Kinect之類的 DIY掃描設(shè)備獲取對象的三維數(shù)據(jù)，并且以數(shù)字化方式生成二維模型。也可以使用Blender、SketchUp、AutoCAD等二維建模軟件從零開始建立三維數(shù)字化模型，或是直接使用其他人已做好的3D模型。
2、分層切割
由于描述方式的差異，3D打印機并不能直接操作3D模型。當3D模型輸入到電腦中以后，需要通過打印機配備的專業(yè)軟件來進一步處理，即將模型切分成一層層的薄片，每個薄片的厚度由噴涂材料的屬性和打印機的規(guī)格決定。
3、打印噴涂
由打印機將打印耗材逐層噴涂或熔結(jié)到二維空間中，根據(jù)工作原理的不同，有多種實現(xiàn)方式。比較流行的做法是先噴一層膠水，然后在上面撒一層粉末，如此反復(fù)；或是通過高能激光融化合金材料，一層一層地熔結(jié)成模型。整個過程根據(jù)模型大小、復(fù)雜程度、打印材質(zhì)和工藝耗時幾分鐘到數(shù)天不等。
4、后期處理
模型打印完成后一般都會有毛刺或是粗糙的截面。這時需要對模型進行后期加工，如固化處理、剝離、修整、上色等等，才能最終完成所需要的模型的制作。
3、3D打印機的國內(nèi)外現(xiàn)狀
在國外經(jīng)過十多年的探索和發(fā)展，3D打印技術(shù)有了長足的進步，美國加州大學最新開發(fā)的“輪廓工藝”技術(shù)，在美國航天局的出資贊助下，可以在24小時以內(nèi)打印一棟兩層樓的房子。澳洲一家石墨礦公司和一家3D打印公司合作已經(jīng)可以用石墨烯打印電池，充放電速度比普通電池快1000倍。3D打印技術(shù)也已經(jīng)到發(fā)展到生物打印，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的3D生物打印技術(shù)團隊利用肋骨的軟骨組織打印出新的耳朵。
在國內(nèi)，多所高校開展了3D打印技術(shù)的自主研發(fā)。根據(jù)美國3D打印機行業(yè)研究機構(gòu)WohlersAssociates公布的權(quán)威報告指出，中國華東科技大學已經(jīng)獲得多項3D打印機研究成果，另外清華大學、西安交通大學等眾多大學也取得一些研發(fā)成果。近年來，國內(nèi)一些企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了3D打印機的整機生產(chǎn)和銷售，浙江湘湖已經(jīng)逐漸建立起了3D小鎮(zhèn)，整個3D產(chǎn)業(yè)園區(qū)為3D打印企業(yè)提供了一個很好的平臺，抱團發(fā)展。3D打印技術(shù)作為制造業(yè)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，我國已經(jīng)廣泛應(yīng)用到航空、航天等軍事領(lǐng)域和大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造，我國的3D打印技術(shù)也正在蓬勃發(fā)展。
4、3D打印相關(guān)軟件
Blender、SketchUp、AutoCAD
在3D打印的制作過程中，用到軟件的方面應(yīng)該是在3D打印的三維模型設(shè)計上（不包括其余過程中的常用的操作軟件）。模型的設(shè)計可以說是整個3D打印過程的核心部分，是3D打印產(chǎn)品的根本。在此介紹幾種建立三維數(shù)字化模型的建模軟件。
Blender：Blender是一個開源的多平臺輕量級全能三維動畫制作軟件，提供從建模，動畫，材質(zhì)，渲染，到音頻處理，視頻剪輯的一系列動畫短片制作解決方案。blender以python為內(nèi)建腳本，支持yafaray渲染器，同時還內(nèi)建游戲引擎。
完整集成的創(chuàng)作套件，提供了全面的3D創(chuàng)作工具，包括建模（modeling）、uv映射（uv-mapping）、貼圖（texturing）、索鏈關(guān)連（rigging）、蒙皮（skinning）、動畫（animation）、粒子（particle）和其它系統(tǒng)的模擬、腳本控制（scripting）、渲染（rendering）、合成（compositing）、后期處理（post-production）和游戲制作；
SketchUp：Google Sketchup是一套直接面向設(shè)計方案創(chuàng)作過程的設(shè)計工具，其創(chuàng)作過程不僅能夠充分表達設(shè)計師的思想而且完全滿足與客戶即時交流的需要，它使得設(shè)計師可以直接在電腦上進行十分直觀的構(gòu)思，是三維建筑設(shè)計方案創(chuàng)作的優(yōu)秀工具。google?SketchUp軟件同3dmax等3維制作軟件同樣，有豐富的模型資源，在設(shè)計中可以直接調(diào)用、插入、復(fù)制等進行編輯任務(wù)。
AutoCAD：AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美國Autodesk公司首次于1982年開發(fā)的自動計算機輔助設(shè)計軟件，用于二維繪圖、詳細繪制、設(shè)計文檔和基本三維設(shè)計。現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。AutoCAD具有良好的用戶界面，通過交互菜單或命令行方式便可以進行各種操作。它的多文檔設(shè)計環(huán)境，讓非計算機專業(yè)人員也能很快地學會使用。在不斷實踐的過程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。AutoCAD具有廣泛的適應(yīng)性，它可以在各種操作系統(tǒng)支持的微型計算機和工作站上運行。
5、3D打印技術(shù)的優(yōu)缺點
5.1、優(yōu)點
一是最直接的好處就是節(jié)省材料，不用剔 除邊角料，提高材料利用率，通過摒棄生產(chǎn)線而降低了 成本；二是能做到很高的精度和復(fù)雜程度，除了可以表 現(xiàn)出外形曲線上的設(shè)計；三是不再需要傳統(tǒng)的刀具、夾 具和機床或任何模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生 成任何形狀的零件；四是它可以自動、快速、直接和精 確地將計算機中的設(shè)計轉(zhuǎn)化為模型，甚至直接制造零件 或模具，從而有效的縮短產(chǎn)品研發(fā)周期；五是3D打印 能在數(shù)小時內(nèi)成形，它讓設(shè)計人員和開發(fā)人員實現(xiàn)了從 平面圖到實體的飛躍；六是它能打印出組裝好的產(chǎn)品， 因此它大大降低了組裝成本，它甚至可以挑戰(zhàn)大規(guī)模生 產(chǎn)方式。
5.2、缺點
任何一個產(chǎn)品都應(yīng)該具有功能性，而如今 由于受材料等因素限制，通過3D打印制造出來的產(chǎn)品 在實用性上要打一個問號。①強度問題：房子、車子固 然能“打印”出來，但是否能抵擋得住風雨，是否能在 路上順利跑起來？②精度問題：由于分層制造存在 “臺階效應(yīng)”，每個層次雖然很薄，但在一定微觀尺度 下，仍會形成具有一定厚度的一級級“臺階”，如果需 要制造的對象表面是圓弧形，那么就會造成精度上的偏 差；③材料的局限性：目前供3D打印機使用的材料非 常有限，無外乎石膏、無機粉料、光敏樹脂、塑料等。 能夠應(yīng)用于3D打印的材料還是很單一，以塑料為主， 并且打印機對單一材料也非常挑剔。
參考文獻
[1] 孫曉林. 3D打印技術(shù)的應(yīng)用[J].[2013-07-13].
[2] 劉紅光,楊倩,劉桂鋒,劉瓊. 國內(nèi)外3D打印快速成型技術(shù)的專利情報分析.[J][2013-06].
[3] 王忠宏,李揚帆,張曼茵.中國3D打印產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展思路.[J][2013-01-04]
[4] 李青.3D打印—一種新興的學習技術(shù).[C][2013-05-15]
[5] Lam?C;MoX?Scaffold?development?using?3D?printing?with?a?starch-based?polymer2002(C20)
[6] Rowe?C?W?Multimechanism?oraldosage?forms?fabricated?by?three?dimensional?printing[外文期刊]?2000(01)
[7] 許廷濤．3D打印技術(shù)———產(chǎn)品設(shè)計新思維［J］．電腦與電信，2012,9 :5-7．
[8] 古麗萍． 蓄勢待發(fā)的3D打印機及其發(fā)展［J］． 數(shù)碼印刷．2011,10 :64-67．
[9] 蔡恩澤．3D打印顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)［J］． 中國中小企業(yè)，2012,11 :46-47．
[10] 劉厚才,莫健華,等.三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用 [ J]．機械科學與技術(shù)，2008，9:12-14．
[11] 劉厚才,莫健華,等.《三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用》，機械科學與技術(shù)，2007,27(9):23-26.
[12] 陳步慶,林柳蘭,等.三維打印技術(shù)及系統(tǒng)研究 [J]．機電一體化，2005，（4）:31-32
[13] 胡發(fā)宗,趙毅,等.《三維立體打印機的成形技術(shù)》，上海交通大學,2012(8):16-18.
3D打印機傳動系統(tǒng)設(shè)計
摘 要
打印機發(fā)出指令，這樣3D打印機打印出來的的切片就會逐漸累積復(fù)制模型.文章對3D打印技術(shù)、3D打印機國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀、3D打印機的優(yōu)勢極其面臨問題等做了綜合介紹,綜述了3D打印機工作原理和特點及其發(fā)展趨勢并展望了3D打印機未來的發(fā)展和突破,闡述了本文3D打印機的總體方案與結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械結(jié)構(gòu)和電機與傳感器的選擇.
關(guān)鍵詞:3D打印機;未來發(fā)展;發(fā)展突破;方案設(shè)計
ABSTRACT
printer?instructions,?this?section?will be?the?3D printer to print out the cumulative?replication?model.?The article on the 3D?3D printer?printing technology,?the domestic and foreign research,?the advantage of?3D printerproblems faced?to do a comprehensive?introduction,?summarized the?working principle and characteristics of?3D printer?and its development trend?and prospect of?3D printer?the future development?and
breakthrough,?expounds the?overall scheme and structure?design,?the 3D printer?mechanical structure and?motor and?sensor selection.
Key words：3D printer;?future development;?development?breakthrough;scheme design
目 錄
引言 1
1緒論 2
1.1 國內(nèi)外3D打印機的研究現(xiàn)狀 2
1.1.1 國外3D打印機的研究現(xiàn)狀 2
1.1.2國內(nèi)3D打印機的研究現(xiàn)狀 2
1.2 3D打印機的發(fā)展趨勢 2
1.2.1 3D打印產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展前景 2
1.2.2 3D打印技術(shù)未來發(fā)展的主要趨勢 3
1.3 3D打印機的工作原理及特點 3
1.3.1 3D打印的工作原理 3
1.3.2 3D打印的特點 4
1.4 發(fā)展創(chuàng)新與突破 4
1.4.1 3D打印應(yīng)用領(lǐng)域拓展延伸 5
1.4.2 3D打印速度尺寸及技術(shù)日新月異 5
1.4.3 設(shè)計平臺革新 5
2 總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計 5
2.1 引言 5
2.2 總體框架的設(shè)計 6
2.3 溫度控制回路的設(shè)計 6
2.4 XYZ三方向控制電機的設(shè)計 6
2.5 噴頭移動及噴出量調(diào)節(jié)的設(shè)計 7
3 機械結(jié)構(gòu) 7
3.1 傳動方式的選擇 7
3.2 轉(zhuǎn)動慣量的計算 8
3.3 噴頭的選擇 8
4 電機的選擇 9
4.1 伺服電機和步進電機的對比 9
4.2 直流交流伺服電機對比 10
4.3負載轉(zhuǎn)矩的計算 11
4.4 打印速度的初步估計 11
4.5加速和減速運動的控制 11
4.6 振動和噪音 12
5 傳感器 12
5.1 溫度傳感器對比 12
5.2 機械位置傳感器 14
5.3 壓力傳感器 15
6 3D打印機的優(yōu)點及面臨問題 17
6.1 3D打印機的優(yōu)點 17
6.2 3D打印技術(shù)面臨的問題 17
參考文獻 18
致謝 19
中國地質(zhì)大學長城學院2015屆畢業(yè)設(shè)計
引 言
隨著時代的進步，我們的生活水平不斷提高，與此同時，人口的增長形成了鮮明的對比，我們需要更多的商品來滿足物質(zhì)生活的條件。這肯定會引起我們對商品的需求也將越來越高，做工精細，獨特的貨物生產(chǎn)將流行在人民群眾之中?，F(xiàn)在，我們有先進的技術(shù)—3D打印，我們可以通過三維打印機打印出所有的東西，我們需要的和想要的。三維打印技術(shù)廣泛應(yīng)用，它可以應(yīng)用在醫(yī)療行業(yè)，科研，產(chǎn)品模型，架構(gòu)設(shè)計，制造和食品等，前景廣闊。
3D打印技術(shù),數(shù)字模型文件是基于使用金屬或塑料粉材料通過一層一層地印刷技術(shù)來構(gòu)造對象。3 D打印機出現(xiàn)在1990年代中期,光固化快速成型設(shè)備和紙張紋理技術(shù)的使用。它基本上也是作為一個普通的打印機,打印機由液體或粉“印度材料”與電腦連接,電腦控制印刷材料層復(fù)合在一起,最終成為藍圖的電腦。今天,這項技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在許多領(lǐng)域,人們用它來制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜點。
0
1 緒論
1.1 國內(nèi)外3D打印機的研究現(xiàn)狀
1.1.1 國外3D打印機的研究現(xiàn)狀
經(jīng)過十年的探索和發(fā)展,3D打印技術(shù)在國外已經(jīng)取得了很大的進步,加州大學的新開發(fā)的“等值過程”技術(shù),在美國國家航空航天局(NASA)的贊助下,您可以打印在不到24小時內(nèi)設(shè)置兩層的房子。澳大利亞石墨礦公司的3 d印刷公司已經(jīng)可以打印石墨烯電池,充電和放電速度快1000倍，比普通電池。3 d打印技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的生物打印，瑞士聯(lián)邦理工學院蘇黎世3D打印技術(shù)團隊使用肋軟骨打印新的耳朵。
1.1.2 國內(nèi)3D打印機的研究現(xiàn)狀
在國內(nèi)，已經(jīng)有多所高校開展了3D打印技術(shù)的自主研發(fā)。根據(jù)美國3D打印機行業(yè)研究機構(gòu)公布的權(quán)威報告指出，中國華東科技大學已經(jīng)獲得多項3D打印機研究成果，另外包括清華大學、西安交通大學等眾多大學也取得一些研發(fā)成果。近年來，國內(nèi)已經(jīng)有一些企業(yè)開始研發(fā)和生產(chǎn)3D打印機，比較突出的是浙江已經(jīng)逐漸建立起了3D小鎮(zhèn)，建立起一個3D打印產(chǎn)業(yè)區(qū)，為眾多生產(chǎn)商提供了一個聚集生產(chǎn)3D打印機的平臺。3D打印技術(shù)作為制造業(yè)領(lǐng)域的一次重大技術(shù)革命，我國在航空、航天等眾多領(lǐng)域已經(jīng)開始廣泛使用大型復(fù)雜構(gòu)件的一次成型制造，可以看出，我國的3D打印產(chǎn)業(yè)也在同世界看齊。
1.2 3D打印機的發(fā)展趨勢
1.2.1 3D打印產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展前景
根據(jù)3D產(chǎn)業(yè)權(quán)威報告《Wohlers Report 2014》發(fā)布的調(diào)查結(jié)果，全球3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在1988～2010年間保持著26.2%的年均增長速度。近幾年更是增長迅速，預(yù)計在2016年，3D打印設(shè)備制造和服務(wù)的產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將增加到30億美元，預(yù)計在2020年將達到51億美元。中國3D打印產(chǎn)業(yè)近兩年開始迅猛發(fā)展，我國已經(jīng)有幾家年銷售額過億的3D打印企業(yè)，并且隨著EOS,Formlabs，3D Systems等國外知名的3D打印企業(yè)在國內(nèi)大幅拓展中國市場，對我國的3D打印技術(shù)有著促進作用。但是現(xiàn)在研制生產(chǎn)銷售的設(shè)備大多都是ABS和PLA材料，能提供金屬粉末和陶瓷等材料的企業(yè)還是只有幾家，所以材料問題是未來3D打印產(chǎn)業(yè)不得不解決的問題。隨著金屬粉末設(shè)備的迅速發(fā)展，未來對金屬粉末的需求會大大增加，所以國內(nèi)對于金屬粉末的投資力度也越來越大。
1.2.2 3D打印技術(shù)未來發(fā)展的主要趨勢
最初的3D打印技術(shù)是用來驗證工業(yè)的設(shè)計方案，再生成模型，對于創(chuàng)新為核心的3D打印技術(shù)，在未來的發(fā)展中一定會進入到更多的領(lǐng)域里，這是3D打印的高效率和低成本優(yōu)勢。傳統(tǒng)工業(yè)都是采用減法工藝，通過車、銑、刨、摩、鉆等切削工藝對材料進行加工，這種工藝對材料有很大的浪費，復(fù)雜的工序也需要很長的制作周期。而3D打印機就很好的解決了這樣的問題，加法制造可以節(jié)省大量的原材料，制作周期也大大的減少。
1.3 3D打印機的工作原理及特點
1.3.1 3D打印的工作原理
三維打印技術(shù)是使用噴頭噴出粘結(jié)劑,進行熔融沉淀造型(Fused deposition modeling，之后簡稱FDM).FDM是目前使用最為廣泛的3D打印工藝，通過加熱頭把熱熔性材料(如ABD樹脂、尼龍等)加熱到半流體狀態(tài)，然后加熱頭會在電腦軟件指定的軌跡運動，同時噴頭將半流體狀態(tài)下的材料擠壓出來，材料瞬時凝固形成有輪廓的薄層。
圖1是3D打印機的簡易示意圖. 這個過程是首先鋪粉輥從左到右移動,將粉杠里的粉末在成型缸槽均勻覆蓋著一層。然后依據(jù)計算機模型，由打印頭設(shè)計粉末噴射截面的第一層，在該形狀的底部上，然后形成筒平臺從一層粉末向下移動一定的距離, 再由鋪粉輥從供粉缸中平鋪一層粉末到剛才打印完的粉末層上，然后再由打印頭按照第二層截面的形狀噴灑粘結(jié)劑，層層遞進，最后得到的零件整體是由各個橫截面層層重疊起來的。
圖1 三維快速打印技術(shù)工作原理示意圖
3D打印的主要工作流程如圖1所示, 首先要在電腦軟件上進行3D建模，3D建模質(zhì)量越好3D打印出來的質(zhì)量就越好. 現(xiàn)在CADPro/e等矢量建模軟件都可以實現(xiàn)建模. 3首先是將模型分割成一片片薄片，每個薄片厚度由材料決定。然后再進行分割，最后像噴墨打印中將成型材料那樣逐層打印到打印面板上面。
1.3.2 3D打印的特點
與傳統(tǒng)的工業(yè)制作相比，3D打印技術(shù)有很多優(yōu)勢，主要優(yōu)勢如下:
1． 精度高。 一開始的3D打印精度并不高，但是隨著技術(shù)的不斷成熟與突破，如今的3D打印精度已經(jīng)可以達到制作需求。
2． 周期短。 3D打印不像傳統(tǒng)的制作那樣，先要設(shè)計模具然后再休整之后進行制作，需要的周期很長，有時需要數(shù)周，直接建模之后增量生產(chǎn)，短時間之內(nèi)就能將一個模型制作出來。
3． 個性化制作。 以前訂做模型往往需要花費巨大的資金成本，但是對于3D打印而言，制作模型的數(shù)量是隨意的，都可以輕松制作出來，且成本都是一樣的。
4． 材料的多樣性。 3D打印材料的更新速度也是非?？欤缃窠饘偈细叻肿硬牧隙伎梢詰?yīng)用于3D打印。
1.4 發(fā)展創(chuàng)新與突破
3D打印已經(jīng)逐漸被人所熟知，進入了世界各大期刊雜志，普遍認為它將會改變我們的世界，可以看到人們已經(jīng)開始關(guān)注并且對它感興趣。3D打印的飛速發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下方面。
1.4.1 3D打印應(yīng)用領(lǐng)域擴展延伸
3D打印已經(jīng)逐步走向生物領(lǐng)域，這是3D打印對于醫(yī)學的重大貢獻，包括之前的打印出耳朵組織，打印心臟的成功，標志著3D打印在生物領(lǐng)域的不斷成熟，也是眾多病人的福音。3D打印不僅是在現(xiàn)有的領(lǐng)域有出眾的潛力，相信還會有更多的領(lǐng)域等待著它去突破。
1.4.2 3D打印速度尺寸及技術(shù)日新月異
3D打印的速度已經(jīng)逐漸加快，如今最快的3D打印機已經(jīng)可以每秒送絲超過400mm，在不同行業(yè)里，已經(jīng)有多鐘3D打印機的誕生不斷的刷新著打印速度的記錄，相信在不久的將來，3D打印機的打印速度會達到甚至遠遠超過1000mm每秒的夢想。
1.4.3 設(shè)計平臺革新
3D打印未來民用化已是大勢所趨，如何使其簡單化也是重點，現(xiàn)在已經(jīng)有部分企業(yè)著重于推出簡單成熟的3D設(shè)計平臺，并且大力開發(fā)3D打印應(yīng)用，從而讓所有人都能進去3D打印的世界。
2 總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1 引言
3 D打印機,從推出至今，已經(jīng)逐漸走向我們的身邊。它的推出被人推崇為第三次工業(yè)革命，代表著時代的進步以及科技的革新，為未來的工業(yè)帶來了更加廣闊的未來。
本文是針對3D打印機的結(jié)構(gòu)設(shè)計,對各個原件的選擇是考慮到整體的合理性以及經(jīng)濟性，經(jīng)過分析后進行的選擇。
3 D打印機可以運用種類繁多的材料進行打印,運用計算機建模,例如一輛汽車模型也可能是一個器官模型,之后通過3 D打印機使用不同的材料進行打印。打印的原料已經(jīng)不再單調(diào)，如今已經(jīng)從以前的幾種單一的打印材料增加到現(xiàn)在的上百種材料。
2.2總計框架的設(shè)計
2.2.1系統(tǒng)概述
部分參數(shù)都是由系統(tǒng)輸入設(shè)備制定的，從儲蓄設(shè)備或者計算機中獲得事先建立好的三維模型，有單片機對模型進行先進行分析和切片，然后再建立需要的支撐結(jié)構(gòu)，噴頭接收單片機的指令對材料進行融化并發(fā)動電機，從而控制噴頭在X，Y，Z三個方向的移動，同時噴出系統(tǒng)調(diào)節(jié)材料的噴出量，逐層打印，直到全部模型完全打印出來，最后再進行后期的修整和材料回收。
2.2.2系統(tǒng)框架
輸入設(shè)備，存儲外設(shè)，上位機，傳感器系統(tǒng)—單片機分析—溫度控制系統(tǒng)，X，Y，Z方向控制系統(tǒng)，噴出量控制系統(tǒng)。
2.3溫度控制回路設(shè)計
2.3.1打印耗材的選用
一方面需要熔點低，并且要很好的粘滯性，另一方面還需要快速成型?；谝陨暇C合考慮，最終選擇了PLA/ABS耗材。
2.3.2設(shè)計思路概況
ABS/PLA耗材的熔點大約為230℃，分解溫度大約在260℃以上，因此可以初步確定成型溫度約在250℃以下。控制回路運用溫度傳感器來返回當前溫度，控制回路返回當前溫度保證了溫度的恒定，而控制器統(tǒng)一使用了單片機來傳達命令。
控制回路的順序如下：
設(shè)置空氣溫度—單片機—D/A轉(zhuǎn)換器—加熱電路—當前溫度—溫度傳感器—A/D轉(zhuǎn)換器—單片機。
2.4 X Y Z三方向控制電機設(shè)計
把二維打印與一維打印結(jié)合成三維打印。就是在Z方向使用步進電機，將步進電機固定的量算出需要的步進角，控制噴頭豎直方向的速度，再把X,Y方向也使用電機帶動，就像噴墨打印機的原理，這樣結(jié)合就使得每一個平面的二維打印進而實現(xiàn)三維打印。
2.5噴頭移動及噴出量調(diào)節(jié)的設(shè)計
2.5.1噴頭系統(tǒng)的功能要求
熔融擠出系統(tǒng)：把成型材料放入液化器中，材料在液化器充分融化變?yōu)槿廴趹B(tài)，然后經(jīng)過內(nèi)徑極小的噴嘴以直徑很小的絲狀噴出，經(jīng)過單片機的命令在與掃描速度相匹配的送絲速度堆積成型，以此來保證它的均勻和一致。
2.5.2噴頭實現(xiàn)方法設(shè)計
本3D打印機選擇的是PLA/ABS型打印材料，采用熔融沉積成型技術(shù)，每一片的參數(shù)控制噴頭的的路徑以及噴出量，使打印材料均勻鋪在打印面板上。
液化器中電熱絲在系統(tǒng)控制的熱量范圍使材料熔融，并在設(shè)定溫度值之后盡量保證恒溫，不能產(chǎn)生較大的擾動，不然就會影響成型的質(zhì)量，所以我們必須加入合適的溫度控制回路來控制液化器的溫度。
3機械結(jié)構(gòu)
3.1傳動方式的選擇
支持直線運動的傳動方式主要是螺桿，和皮帶兩種，螺桿精度高，載荷大，速度低。3D打印機打印頭基本不受力，沒有載荷要求，打印機X,Y軸方向需要的速度較高，在Z軸方向上需要精度較高，對于速度的要求不高。3D打印機的傳動設(shè)計一般都是在水平方向使用帶傳動,垂直方向用螺桿。
滾珠絲杠和滑動絲杠的選擇：滾珠絲杠效率高，傳動速度高；滑動絲杠有自鎖性，價格低。
滾珠絲杠是如今精密器械最常用的傳動元件，傳動效率可達90%以上，是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為線性運動，傳動效率可達90%以上。
①與滑動絲桿相比驅(qū)動力矩為1/3
因為滾珠絲杠副的絲杠軸和絲母之間有很多在做滾動運動的滾珠，所以運動效率比較高，跟滑動絲杠副相比，驅(qū)動力矩在1/3以下，效率可以達到滑動絲杠副的三倍，節(jié)省電力。
②無間隙、剛性高
滾珠絲杠副可以加入一定的與壓力，可以讓軸向間隙為負值，提高剛性。
③使用壽命高
滾珠絲杠副所受損傷比滑動絲杠副所受損傷小很多，只要清潔和潤滑達到要求，滾珠絲杠副的使用壽命可以高很多。
④價格差異不大
如今的自動化設(shè)備逐漸增多，滾珠絲杠副的產(chǎn)量也越來越大，因此現(xiàn)在的滾珠絲杠副已經(jīng)和滑動絲杠副的價格差異越來越小。
3.2轉(zhuǎn)動慣量的計算
滾珠絲杠依采用JB/T9893—1999，長度=1m，公稱直徑=12mm，公稱導(dǎo)程mmPh40.
對本體系來說，絲杠傳動折算到馬達軸上的總慣量為：Jt=Z1+1/i2[Z2+JS+JW](kg.m2)
其中i是兩齒輪的傳動比，設(shè)i=Z1/Z2=1
其他符號說明如下：
Z1——齒輪l?及其軸的轉(zhuǎn)動慣量；J1=0.0018kg. m2?；
Z2——齒輪2?的轉(zhuǎn)動慣量，取J2=0.0018kg. m2?；
Js——絲杠轉(zhuǎn)動慣量，kg. m2?；
Jw----為工作臺折算到絲杠上的動慣量；?
W——工作臺重量，工作臺輕，取6kg；?
S——絲杠螺距，4mm；??
g——重力加速度，9.8m/ s2；?
圓柱體轉(zhuǎn)動慣量：J=1/8MD2?；
M----圓柱體質(zhì)量；???D----圓柱體直徑；?
選用絲杠的密度（類于鐵）：7.8g/m3；
滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量為：
JS=1/4πD2pl*1/8D2=3.14*0.0124*1.0*7800/32=1.59*10-5( kg.m2 )
Jw=6*0.0042/(9.8*4π2)=2.48*10-7( kg.m2 )
因此 Jt=3*10-3 ( kg.m2)-。
從上述計算公式可以看出，Jt很小，主要是由兩個齒輪的轉(zhuǎn)動慣量來決定的，這樣對電機的功率輸出要求不那么過于嚴厲，在功率不高的情況下，可是完成高轉(zhuǎn)速。制動性能和反應(yīng)都比較好。
這類電機的最高轉(zhuǎn)速達到了3000r/min左右，假如最高轉(zhuǎn)速在3000，按照360dpi的分辨率來思考，則每英寸25.4mm對應(yīng)360個色點，每兩個色點之間的距離是25.4/360=0.07mm,加上打印所使用的噴頭為雙排，因此打印噴頭的周期移動距離d=0.07×2=0.14mm，噴墨和噴粘劑各一次，兩個噴頭同步噴出。
假設(shè)機械精度為0.005mm，所對應(yīng)的脈沖當量為：i=1是，求得絲杠轉(zhuǎn)一圈，噴頭前進4mm，則機械精度所對應(yīng)的絲杠轉(zhuǎn)一周，上位機所發(fā)出的脈沖指令時4mm/0.005mm=800(個)，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為3000，上位機脈沖的能力在800×3000/60=40000r/s，對應(yīng)的6000轉(zhuǎn)速，上位機脈沖能力為80000r/s，電齒輪不變。
CMX?：電子齒輪比的分子是電機編碼器反饋脈沖。?
CDV?：電子齒輪比的分母是上位機的給定脈沖（指令脈沖）。?
電子齒輪比=CMX/CDV=（131072×100）/?80000=6553600/200000=32.8。??
上述計算電子齒輪比方便控制中心按給定指令要求控制伺服轉(zhuǎn)動定位，所以，通過上位機的脈沖能力計算，等對比實現(xiàn)的可能性，知道我們方案的合理性。
3.3噴頭的選擇
選用3DA-001B型號，寬度和分辨率都達到規(guī)定要求。
4電機的選擇
4.1伺服電機和步進電機的對比
控制電機的選取和比較：電機控制系統(tǒng)依據(jù)運動過程的需要可分為驅(qū)動伺服和驅(qū)動步進兩大類，而伺服又有速度控制盒位置控制模式。
伺服電機
步進電機
控制類型
控制精度
低頻特性
矩頻特性
過載能力
運行性能
速度響應(yīng)性能
閉環(huán)控制
兩種混合式步進電機步距角一般是1.8°，0.9°，五相混合式步進電機步距角是0.72°，0.36°。
步進電機在低速時容易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。
步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，并且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以最高工作轉(zhuǎn)速在300—600r/min。
為了克服這種慣性力矩，在選取轉(zhuǎn)矩的電機的時候，機器在正常工作期間又需要大的轉(zhuǎn)矩，就會出現(xiàn)力矩浪費。
交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)是閉環(huán)控制，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，通常情況下不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過載現(xiàn)象。
交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，一般把它用在需要快速開啟快速停止的控制場合。
開環(huán)控制
帶17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，其脈沖當量為360°/131072=0.0027466°，是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。
交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即便在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。
交流伺服電機為恒力矩輸出，其額定轉(zhuǎn)速一般在2000r/min—3000r/min,所以它可以輸出額定轉(zhuǎn)矩。
步進電機因為一般不具有過載能力，所以通常需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機來克服慣性力矩，但是機器只需要較小的轉(zhuǎn)矩就可以正常工作，所以會出現(xiàn)力矩浪費。
在選型時一般選擇更大轉(zhuǎn)矩的電機來克服慣性力矩但是機器只需要較小的轉(zhuǎn)矩就可以正常工作，所以會出現(xiàn)力矩浪費。
步進電機到工作轉(zhuǎn)速所需時間非常短，一般在200—400毫秒。
4.2交流直流伺服電機對比?
伺服電機可以考慮直流和交流兩種：直流電機因為自身的缺點，需要經(jīng)常維護。與直流電動機相比，相同體積的交流電動機要比直流電動機提高20﹪～70﹪的輸出功率。?
4.3 負載的分類
（1）Tf力矩負載：
Tf = G·r
G 重物重量 r 半徑
（2）TJ慣性負載：
J = M（R12+R22）/ 32 （Kg·cm）
M：質(zhì)量
R1：外徑
R2：內(nèi)徑
TJ = J·dw/dt dw/dt 為角加速度
4.4 力矩曲線圖的說明
步進電機的輸出特性可以用力矩曲線圖表現(xiàn)，下面對力矩曲線圖的關(guān)鍵詞做出說明。
說明：
1. 工作頻率點：步進電機在該點的轉(zhuǎn)速值。單位：Hz
n=Θ*Hz / （360*D）
n 轉(zhuǎn)/秒
Hz 該點的頻率值
D 電路的細分值，
Θ 步進電機的步距角
4.5 加速和減速運動的控制
系統(tǒng)在力矩曲線圖區(qū)域之內(nèi)工作，需要在最短的時間內(nèi)進行加減速。步進電機的動態(tài)力矩在高速時很低，但是在低速卻很平穩(wěn)。
4.5.1 直線加速度運動
電機負載為TL，要從F0 在最短時間tr內(nèi)加速到F1，求tr 和 加速脈頻率F（t）
A．確定TJ，一般TJ =70% Tm。
B．tr = 1.8*10-5*J*Θ*（F1-F0）/ （TJ-TL）
C.Ｆ（ｔ）＝（Ｆ１－Ｆ０）＊ｔ／ｔｒ＋Ｆ０ ， 0 < t < tr
4.5.2 指數(shù)加速運動
電機負載為TL，要從F0 在最短時間tr內(nèi)加速到F1，求tr 和 加速脈頻率F（t）
A.確定TJ０，ＴＪ１一般TJ０ =70% Tm０,TJ１ =70% Tm１,TL=60%Tm1
B．tr = F4*ln[(TJ0-TL)/(TJ1-TL)]
C.Ｆ（ｔ）＝F2*[1-e^(-t/F4)]＋Ｆ０ ， 0 < t < tr
其中，F(xiàn)2=(TL-TJ0)*(F1-F0)/(TJ1-TJ0)
F4=1.8*10-5*J*Θ*F2 /( TJ0-TL)
4.6 振動和噪音
步進電機空載時，在200pp振動最為嚴重，還可能出現(xiàn)失步現(xiàn)象。一般解決的辦法是避開振動區(qū)，使電機的工作頻率不在這個范圍內(nèi)。
5 傳感器
5.1 溫度傳感器對比
?′溫度傳感器的接觸式特別適合1200℃以下、熱容大、無腐蝕性對象的連續(xù)在線測溫，并且接觸式測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠、維護方便、價格低廉，并且可以可方便地組成多路集中測量與控制系統(tǒng)。a
從以上兩個表可以看出，溫度在1000℃以下的誤差較大，所以選擇接觸式傳感器。本設(shè)計選用溫度范圍為-50℃～150℃的銅材料熱敏電阻，精度以及靈敏度都符合本設(shè)計所需要的傳感器。
5.2 機械位置傳感器
X,Y軸傳動使用帶傳動，Z軸使用的是滾珠絲杠。傳感器的位置在傳動路線終點。
5.3 壓力傳感器
用壓力傳感器檢測噴頭的噴出量以及粉末使用量，在分量不夠或者超過的時候進行反饋和提示。
6 3D打印機的優(yōu)點及面臨問題
6.1 3D打印機的優(yōu)點
3D打印技術(shù)主要有以下優(yōu)點：
1.3D打印技術(shù)可以有效的加工工程中任何復(fù)雜的零部件結(jié)構(gòu)，提高企業(yè)的研發(fā)效率。
2.CAD/CAM技術(shù)的集成，快速成型技術(shù)集成CAD.CAM激光技術(shù).數(shù)控技術(shù).化工材料工程等多項技術(shù),使得設(shè)計制造一體化的概念完美實現(xiàn)。
3.作為增材制造，對材料的使用率高，基本上可以做到無消耗。
4.材料種類多，推出新材料的速度也越來越快，可以選擇不同的材料制作個性化的產(chǎn)品。
5. 節(jié)省勞動成本，利用3D打印技術(shù)，工廠可以快速設(shè)計制造模具，從而批量生產(chǎn)。
6.2 3D打印技術(shù)面臨的問題
現(xiàn)在3D打印機還需要解決很多問題，3D打印機價格偏高，材料價格虛高，外購3D打印機和打印耗材的稅收也是相當高，所以還沒有實現(xiàn)普及。
3D打印機的速度也需要大幅度提升才能進行真正意義上的大規(guī)模批量生產(chǎn)。
參考文獻
［1］許廷濤．3D打印技術(shù)［J］．電腦與電信，2012,9 :5-7．
［2］機械設(shè)計師手冊.北京:機械工業(yè)出版社，2006．
［3］蔡恩澤．3D打印顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)［J］． 中國中小企業(yè)，2012,11 :46-47．
[4] 劉厚才，莫健華,等.三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用 [ J]．機械科學與技術(shù)，2008，9:12-14．
[5] 陳步慶，林柳蘭，等．三維打印技術(shù)及系統(tǒng)研究 [J]．機電一體化，2005，（4）:31-32
[6] 楊小玲，周天瑞.《三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用》，浙江科技學院學報，2009,21(3):78-80.?
[7]王金娥等．機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書[M]．北京大學出版社，2012．?
[8]胡發(fā)宗，趙毅，等.《三維立體打印機的成形技術(shù)》，上海交通大學,2012(8):16-18.
致 謝
時光匆匆，四年的大學生涯即將畫上句號。大學四年感謝孜孜不倦的老師，還有善良可愛同學們，中國地質(zhì)大學長城學院陪伴了我四年，不但教會了我知識，更是讓我懂得了成長需要的責任與擔當，成熟與穩(wěn)重。
畢業(yè)論文暫告收尾，這也意味著我在中國地質(zhì)大學長城學院的四年學習生活既將結(jié)束?；赝^去，四年的大學生涯，讓我在眾多老師的指導(dǎo)下，學習了我未來所需的知識，也讓我在離家數(shù)千公里的保定有了另一個家，這里的老師和同學們就像我的家人一樣，那么的親切可愛。
在這里，首先我要感謝我的導(dǎo)師楊運強教授。感謝老師的悉心指導(dǎo)我才能順利完成我的論文。在選題之前我對3D打印機特別感興趣，感謝老師對本選題的重視，從提綱、完成初稿、修改再到定稿都一一過問，花費了大量心血。導(dǎo)師對學生論文一絲不茍的精神深深促動了我，也鼓勵我要成為這樣的人，不只是在對待畢業(yè)設(shè)計還是未來的路，都要認真踏實的對待。
其次，我必須感謝父母對我學業(yè)的支持，雖然離家較遠，但是父母的關(guān)心無時不在，讓我備受感動。
然后，我要感謝大學所有的老師和同學們，謝謝你們的關(guān)心和鼓勵，謝謝你們的幫助與支持，讓我度過了一個有意義有陽光的大學。
感謝在做畢業(yè)設(shè)計的時候所有給我?guī)椭娜耍x謝你們幫我戰(zhàn)勝困難，堅持到最后完成此次畢業(yè)設(shè)計。感謝我的母校--中國地質(zhì)大學長城學院。
?最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，和參與本人論文答辯的各位老師表示真誠的感謝，謝謝。
邱陵
2015年4月20日
18
中國地質(zhì)大學長城學院
本科畢業(yè)設(shè)計外文資料翻譯
系 別： 工程技術(shù)系
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
姓 名： 邱陵
學 號： 05211601
2015年 4 月 1 日
3D打印機
3D打印技術(shù)（英語：3Dprinting），即快速成形技術(shù)的一種，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，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(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常