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1、摘要3D熔融打印是最近两年开始流行的一种成形技术。 它以数字模型文件为基础,通过逐层熔融打印的方式来构造物体。 我们日常生活中的熔融打印机能熔融打印一些平面纸张材料。而3D熔融打印机熔融打印出的是立体产品。本文章对3D熔融打印的技术体系和国内外产业发展现状、发展态势作了综合介绍，综述3D熔融打印技术的基本概念、发展简史、熔融打印过程原理、应用领域、广泛影响以及面临的问题等。在介绍3D技术的发展历程、3D熔融打印技术的工作原理流程及特点的基础上，分析了3D熔融打印技术的创新点和存在的问题，展望了3D熔融打印技术的未来发展趋势。根据相应的指标、参数在满足标准化型材的前提下对3D熔融打印机进行整体结
2、构设计，对某些重要的零部件详细分析它的参数和原理作用。3D熔融打印机在工作过程中因受应力的影响可能会发生变形，所以接下来应用材料力学的知识对X方向运动的光杆进行受力分析校核，以确保三维熔融打印机能熔融打印出精度比较高的产品。3D熔融打印机工作的时候是三个方向一起运动，而熔融打印机要精准稳定地做X、Y、Z方向的运动，必须要有精确平稳的轨道承载，能否在这三个方向上自由地运动是我对熔融打印机研究的非常重要的部分，而3D熔融打印机要求的是在最小的尺寸空间里实现三个运动方向运动范围的最大化。设计中主要使用了Solidworks三维制图软件，受力方面结合材料力学力的知识对3D熔融打印机的主要部件进行了受力
3、分析。关键词：3D熔融打印技术；结构设计； SolidworksAbstract 3D printing is the beginning of the last two years a popular rapid prototyping technology. It is based on a digital model file, by the way printed layer by layer construct objects. Our daily lives printer can print some paper material plane. The 3D printer to
4、 print out the three-dimensional product. This article is for 3D printing technology system and domestic and foreign industry development status, development trend made a comprehensive presentation, review the basic concepts of 3D printing technology, development history, the printing process princi
5、ples, applications, and the problems faced by a broad impact and so on. On the basis of the development process of introduction of 3D technology, 3D printing technologies work processes and characteristics, analyzes the innovation of 3D printing technology and problems, look to the future developmen
6、t trend of 3D printing technology. According to relevant indicators, parameters in meeting the standardization of 3D printer profiles premise overall structural design, some important parts of a detailed analysis of its parameters and principles of action. 3D printer due to the impact of stress may
7、be deformed in the course of their work, so the next application of knowledge of the mechanical movement of the light pole X direction stress analysis check to make sure that the 3D printer can print out high precision products. When the 3D printer to work together is a motion in three directions, a
8、nd the printer you want to do accurate and stable movement X, Y, Z direction, there must be a stable orbit precise bearing, can freely move in three directions my printer is a very important part of the research, and 3D printers achieve the required range of motion in three directions of movement in
9、 the smallest size to maximize space. The main use of Solidworks design three-dimensional mapping software, by combining the mechanical aspects of knowledge force strength of the main components were stress analysis 3D printer.Keywords：3D printing; design; stress analysis; Solidworks目录Abstract2绪论1第一
10、章 熔融打印的背景21.1熔融打印技术概论21.2熔融打印技术的特点21.3熔融打印技术 - 工艺过程31.4熔融打印技术的应用4第二章 总体方案及结构设计62.1总体设计要求62.2 熔融打印机床的结构运动方案6第三章 电机方案的选择及选型73.1 电机方案的比较73.2 步进电机的选型8第四章 丝杆的计算114.1 电机选型114.2 丝杆轴的刚性计算124.3丝杆扭矩计算：134.4 X向轴的校核154.5 Y向轴的校核16第五章 打印头挤压装置的设计185.1 打印头挤压装置的基本原理及功能185.2 打印头挤压装置的组成19第六章 控制系统的设计206.1控制系统有几种分类方法206
11、.2控制方案设计21总 结25致 谢26参 考 文 献27绪论 美国Stratasys公司推出的FDM设备是由Scott Crump于1988年最早开发出来打印技术。材料包括聚酯、ABS、人造橡胶、熔模铸造用蜡和聚脂热塑性塑料等。熔融打印的工作原理是将热熔性材料（ABS、蜡）通过加热器熔化，材料先抽成丝状，通过送丝机构送进热熔喷头，在喷头内被加热融化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将半流动状态的材料按CAD分层数据控制的路径打印头挤压并在指定的位置凝固成形，并与周围的材料粘结，层层堆积打印，有效的缩短了产品的开发周期。在熔融打印中，打印精度对最终产品的质量起着决定性的作用。熔融成形工艺
12、比较适合于家用电器、办公用品以及模具行业新产品开发，以及用于假肢、医学、医疗、大地测量、考古等基于数字成像技术的三维实体模型制造。该技术无需激光系统，因而价格低廉，运行费用很低且可靠性高。 目前在汽车、家电、电动工具、医疗、机械加工、精密铸造、航天航空、工艺品制作以及儿童玩具等行业，已经在以下几个方面起到重要作用： 1) 产品样本、设计评审、性能测试及装配实验。用户根据制造的打印对设计方案进行评审，进行模拟性能测试和模拟装配试验，然后评估生产的可能性，最后将改进信息提供给设计人员，以便以后的修改和优化。 2) 将FDM技术和传统的模具制造技术结合在一起，模具制造技术可以缩短模具的开发周期，提高
13、生产效率。 3) 在生物医学领域，根据扫描得到的人体分层截面数据，制造出人体局部组织或器官的模型，可以用于临床医学辅助诊断复杂手术方案的确定，即制造解剖学体外模型（体外模型）；也可以制造组织工程细胞载体支架结构（人体器官），即作为生物制造工程中的一项关键技术。 4) 在微型机械方面，采用某些工艺加工方法，如光固化法方法，打印制造技术可以用于微型机械的制造和装配。 5) 在其他领域，如打印技术还可以用于复制文物，制作工艺品的设计原型，展览模型等。第一章 熔融打印的背景1.1熔融打印技术概论 随着聚合物加工的高效率和应用领域的不断扩大和延伸, 打印头挤压打印制品的种类不断出新, 打印头挤压打印的新
14、工艺层出不穷, 其中主要有反应打印头挤压工艺、固态打印头挤压工艺、共打印头挤压工艺、木塑复合材料打印头挤压工艺、精密打印头挤压工艺、气体辅助打印、微孔发泡打印头挤压打印工艺。 熔融打印的工作原理是将热熔性材料（ABS、蜡）通过加热器熔化，材料先抽成丝状，通过送丝机构送进热熔喷头，在喷头内被加热融化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将半流动状态的材料按CAD分层数据控制的路径打印头挤压并在指定的位置凝固成形，并与周围的材料粘结，层层堆积打印。 这种新兴的制造技术不受打印几何实体外形限制，直接将三维的立体模型加工变为平面加工,形状特别复杂的物体和简单的物体可以用同样的方法进行制造。1.2熔融
15、打印技术的特点打印技术优缺点： (1)性 采用打印技术，从设计思想转变为具有一定结构功能的产品原型原型，一般只需几个小时至几十个小时，从而可以对产品设计进行评估、测试及功能试验，以缩短产品开发的研制周期，减少开发费用，提高企业参与市场竞争的能力。 (2)集成性 打印机通过计算机直接执行CAD模型的数控指令，避免了数控中的复杂编程，真正实现了设计制造一体化，大大提高了加工效率。与反求工程(Bioengineering)、Tao技术、网络技术、虚拟现实等相结合，成为产品开发的有力工具。 (3)高度柔性 若要生产不同形状的零件模型，只需改变CAD模型，重新调整和设置参数即可，打印过程中不需要专门的夹具和工具，打印零件与CAD模型具有直接关联，零件可随时修改，随时制造。 (4)无限制性 打印不受零件的形状和复杂程度的限制，可打印任意形状的造型，这就摆脱了传统夹具、工具加工的限制，使高难度、高复杂度的模型的加工变得相对较容易。 (5)材料的广泛性 打印技术可以制造树脂类、塑料原型，还可以制造出纸类、石蜡类、复合材料以及金属材料和陶瓷的原型。 (6)低造价性(7)精度低精度相对国外SLA工艺较低，最高精度0.127mm。(7)速度慢1.3熔融打印技术 - 工艺过程1) 产品三维模型的构建
