机械5

摘要 课题以FDM型3D打印机机械结构设计为主要工作。通过对3D打印机机械结构分析及设计，实现3D打印机在工作过程中所需要的机械运动。实现3D打印机的机械运动后，便可满足3D打印机打印功能的基本要求。 在设计中，首先了解3D打印机的功能及工作原理，进而分析3D打印机在工作过程中需要实现怎样的机械运动，从而思考怎样的机械结构能实现所需要的机械运动。列出可以采用的几种方案，论述所列方案的优缺点、机构实现的难易程度及各个方案的机械结构的合理性，在综合考量各个方案后选出相对合理的提案，并进行机械结构的设计。 3D打印机在工作过程中，主要应实现X、Y、Z三个方向的机械运动。因此，所设计的3D打印机的机械结构应达到X、Y、Z三个方向平动的要求。在设计过程中通过对3D打印机的观看，结合其他机床实现机械运动的方法，从而得出自己最终要选择的设计方案。这次设计的3D打印机就要是当前市场比较流行的，对它的工作原理和发展现状，从查找的资料了解，设计3D打印机的构型方案。根据设计方案，对电机、轴承、带轮及其附属机构进行选型计算，并进行应力校核。 关键词: 3D打印机；方案设计；结构设计 Desig
n of Model 70FDM 3D Pri
nter Abstract The topic of my graduated desig
n is FDM 3D pri
nters mecha
nical desig
n. 3D object is achieved by the work of the a
nalysis a
nd desig
n of the mecha
nical structure of the pri
nter to achieve 3D pri
nter duri
ng operatio
n of the mecha
nical moveme
nt required. whe
n achieved the mecha
nical moveme
nt, you ca
n meet the basic requireme
nts of 3D pri
nter fu
nctio
ns. I
n the desig
n of the course, I get the mea
ni
ng of the fu
nctio
n a
nd operatio
n pri
nciple 3D pri
nter ,3D pri
nter at first .The
n a
nalyzed i
n the work process to achieve what
needs to mecha
nical motio
n, thus we
need to thi
nk what mecha
nical structure about how to achieve the required mecha
nical moveme
nt. The
n lists several optio
ns ca
n be used a
nd thi
nki
ng the adva
ntages a
nd disadva
ntages are listed i
n the program a
nd the degree of difficulty to achieve adva
ntages a
nd disadva
ntages of the various age
ncies a
nd programs impleme
nted i
n various programs after comprehe
nsive co
nsideratio
n of the proposal to elect a relatively reaso
nable, a
nd mecha
nical Desig
n. 3D pri
nters i
n the course of their work, mai
nly to be achieved three directio
ns mecha
nical moveme
nt of X, Y, Z. Thus, the mecha
nical structure of the pri
nter should be desig
ned to achieve 3D X, Y, Z three movable parallel to the directio
n required. By watchi
ng i
n the desig
n process a 3D pri
nter, combi
ned with other methods to achieve the mecha
nical moveme
nt of the machi
ne, to get the fi
nal desig
n.I
n this paper, the desig
n co
nte
nt of worki
ng pri
nciple a
nd developme
nt prese
nt situatio
n of the research o
n 3 d pri
nter, accordi
ng to the survey results, which has bee
n widely applied for the curre
nt is a
nalyzed by 3 d pri
nters, characteristic of each structure, desig
n of a 3 d pri
nter co
nfiguratio
n scheme.Accordi
ng to the desig
n scheme of beari
ng, pulley, selectio
n of gear a
nd its affiliates. Keywords: 3D pri
nter；scheme desig
n；structure desig
n 目录 摘要I Abstract II 1 3D打印机概述1 1.1什么是3D打印机1 1.2 3D打印机的工作原理1 1.3 3D打印机国内外发展状况2 1.3.1基于FDM技术3D打印机国外发展现状2 1.3.2基于FDM技术3D打印机国内发展现状4 1.4未来研究的意义5 2 FDM型3D打印机的结构分析7 2.1 FDM型3D打印机整体结构的方案选择与确定7 2.2 FDM型3D打印机Z轴方向运动结构分析8 2.3 FDM型3D打印机X轴方向运动结构分析9 2.4 FDM型3D打印机Y轴方向运动结构分析9 3零件的选用10 3.1丝杠的设计和选择10 3.2导柱的设计与选择11 3.3同步带轮及同步带的选用12 3.4带轮及齿带的校核14 3.5轴承的选择15 3.5.1轴承轴组件的一个重要组成部分15 3.5.2轴承特点15 4基于FDM技术3D打印机挤出机构和送丝机构设计17 4.1挤出头的选择17 4.2送丝机构的选择17 4.3温度传感器的选择18 4.4基于FDM技术3D打印机加热装置设计20 4.5加热元件及其工作原理21 4.6电机的选择21 5喷头的选用23 5.1熔融挤出系统对喷头系统的基本要求23 5.2打印速度24 6材料的选用27 6.1材料选用原则27 6.2材料收缩问题27 6.3材料断丝、堵塞喷头问题27 6.4其他问题28 6.5后处理28 6.6位移传感器30 7热床33 参考文献34 外文文献36 中文翻译44 致谢50 1 3D打印机概述 1.1什么是3D打印机 3D打印机（3D Pri
nters）是一位名为恩里科·迪尼（E
nrico Di
ni）的发明家设计的一种打印机，可以直接打印出立体物体。它源自100多年前的照相雕塑和地貌成形技术，上世纪80年代已有雏形。通俗来讲，即快速成形技术的一种机器，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。3D打印是添加剂制造技术的一种形式，在添加制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。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，已经有使用这种技术打印而成的零部件。 1.2 3D打印机的工作原理 3D打印并非是新鲜的技术，这个思想起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以发展和推广。3D打印是添加剂制造技术的一种形式，在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为“打印机”是参照了其技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。 其工作步骤是：首先可使用CAD软件来创建物品，然后把它拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机将自动分析将要打印物体的结构，然后进行分层打印。 每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循