桌面式3D打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)探討

摘 要：在當(dāng)前的社會(huì)環(huán)境下，技術(shù)研究的深入性在明顯的提升，而且隨著技術(shù)研究的加深，越來(lái)越多的新技術(shù)得以產(chǎn)生并在實(shí)踐中得到了應(yīng)用，3D打印技術(shù)便是其中的代表。就3D打印技術(shù)的具體分析來(lái)看，其作為一種全新的制作方式，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)化技術(shù)進(jìn)行了綜合，而且在目前的社會(huì)應(yīng)用中得到了實(shí)踐。桌面式3D打印機(jī)是3D打印機(jī)當(dāng)中的一種，其在目前的生產(chǎn)中有著重要的利用，為了對(duì)桌面式3D打印機(jī)的具體利用進(jìn)行分析，文章就桌面式3D打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，旨在全方位的認(rèn)知和了解桌面式3D打印機(jī)。

關(guān)鍵詞：3D打印機(jī)；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；FDM

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.045

就目前的技術(shù)發(fā)展來(lái)看，各項(xiàng)新技術(shù)在社會(huì)生活領(lǐng)域的應(yīng)用在持續(xù)性加強(qiáng)，其對(duì)生活的影響也十分顯著。作為21世紀(jì)最新型的制造加工方式，3D打印技術(shù)在向各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行滲透。從目前的分析來(lái)看，3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值較高。對(duì)當(dāng)前的3D打印機(jī)利用做具體的分析，桌面式3D打印機(jī)是利用的比較多的一種類型，該類型3D打印機(jī)在具體實(shí)踐中是如何工作的需要做重點(diǎn)的討論和分析，因?yàn)檫@對(duì)于3D打印機(jī)的具體利用與維修有突出的參考價(jià)值。基于此，做面式3D打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析現(xiàn)實(shí)意義顯著。

1 3D打印機(jī)概述

3D打印機(jī)是目前利用的一種具有創(chuàng)新性的制造方式，對(duì)其做具體的分析和了解能夠加深對(duì)其的認(rèn)識(shí)。從現(xiàn)階段的分析來(lái)看，3D打印機(jī)的具體利用與FDM原理有十分顯著的關(guān)系，因此在具體的分析中需要對(duì)3D打印機(jī)的FDM原理形成做分析。從當(dāng)前的分析來(lái)看，F(xiàn)DM的結(jié)構(gòu)比較的簡(jiǎn)單，而且利用該原理的耗材成本比較低，對(duì)環(huán)境的無(wú)害性表現(xiàn)也比較的突出，所以在辦公室環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其的運(yùn)用。

3D打印在具體的實(shí)現(xiàn)中主要的運(yùn)動(dòng)方式為基于X-Y-Z方向的自由移動(dòng)，就三個(gè)方向上的具體移動(dòng)分析來(lái)看，其最為重要的是噴頭在X-Y水平面上的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)生成產(chǎn)品的一個(gè)界面后，運(yùn)動(dòng)會(huì)向Z方向做變化，實(shí)現(xiàn)厚度的層層疊加。就3D打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式做具體的分析可知其主要在笛卡爾坐標(biāo)系當(dāng)中產(chǎn)生，當(dāng)然也有用于極坐標(biāo)系的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

2 桌面式3D打印機(jī)

桌面式3D打印機(jī)是3D打印機(jī)中使用比較頻繁的一類，其一般會(huì)使用金屬做外殼的制造，為了對(duì)打印的過程做具體的觀察，其外殼的幾個(gè)面會(huì)有開的比較大的方孔，該方孔還能夠起到方便拿取打印物品的作用。就桌面式3D打印機(jī)的具體分析來(lái)看，其運(yùn)動(dòng)和大多數(shù)的FDM運(yùn)動(dòng)保持著一致性，即在一個(gè)平面和一個(gè)方向上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。其主要的運(yùn)動(dòng)分為兩種類型：第一種是基于X-Y水平面的噴頭運(yùn)動(dòng)。第二種是基于打印平臺(tái)的Z方向運(yùn)動(dòng)。對(duì)桌面式3D打印機(jī)的具體運(yùn)動(dòng)做分析發(fā)現(xiàn)其主要由3個(gè)42型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)做動(dòng)力的提供。總體來(lái)說(shuō)，桌面式3D打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)分為水平和垂直兩種，不過在運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中需要使用兩個(gè)平行的導(dǎo)軌阻尼器，這樣可以有效的對(duì)運(yùn)動(dòng)沖擊做減小。

3 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理分析

對(duì)桌面式3D打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理做具體的分析這里可以對(duì)桌面式3D打印機(jī)的具體運(yùn)行形成更具系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)，這無(wú)論是對(duì)3D打印機(jī)的操作還是維修均有重要的價(jià)值。

3.1 Z方向的運(yùn)動(dòng)

對(duì)桌面式3D打印機(jī)的具體運(yùn)動(dòng)做分析可知其存在著明顯的Z方向上的運(yùn)動(dòng)。在工作過程中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)會(huì)帶動(dòng)絲桿導(dǎo)軌產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，此時(shí)Z方向上的運(yùn)動(dòng)每次都會(huì)是0.1mm的整數(shù)倍。換句話說(shuō)，在運(yùn)動(dòng)中，桌面式3D打印機(jī)所設(shè)定的層高一般為0.2mm，層高這個(gè)參數(shù)能夠?qū)庸すに嚨木犬a(chǎn)生重要的影響。對(duì)桌面式3D打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)做具體的分析可知，當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)處在啟動(dòng)或者是停機(jī)過程中的時(shí)候會(huì)存在不可避免的誤差，所以為了盡可能的減少工藝誤差，需要選擇比較合適的控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式和暫停的控制電路。

3.2 X-Y水平方向的運(yùn)動(dòng)

對(duì)3D打印機(jī)的具體運(yùn)動(dòng)做分析可知其主要的運(yùn)動(dòng)為水平運(yùn)動(dòng)。在具體的分析中，較多的3D打印機(jī)使用的是齒形同步帶傳動(dòng)的方式，之所以利用這樣的方式主要是因?yàn)槠渚哂休^強(qiáng)的穩(wěn)定性，打印精度也比較的高。對(duì)于桌面式的3D打印機(jī)而言，其外形需要做合理的控制，這樣，齒形同步帶在滿足打印要求方面會(huì)表現(xiàn)出更突出的作用。

就水平方面的運(yùn)動(dòng)來(lái)看，桌面式3D打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)原理為：齒形同步帶的往復(fù)實(shí)現(xiàn)了一端長(zhǎng)度的減少，由于皮帶不存在打滑的情況，所以在合適的布局下，其會(huì)和另一端增加的長(zhǎng)度保持一致。雖然在實(shí)際應(yīng)用中同步帶的分布會(huì)有不同，其和電動(dòng)機(jī)放置的位置也不相同，但是運(yùn)動(dòng)的原理是一樣的。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，桌面式3D打印機(jī)作為3D打印技術(shù)利用的重要設(shè)備，其在各領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用有突出的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。就3D打印的具體分析來(lái)看，其運(yùn)動(dòng)效果對(duì)打印的結(jié)果有突出的影響，所以在實(shí)踐中要保證打印的完整，必須要保證打印機(jī)運(yùn)動(dòng)的持續(xù)，基于此，對(duì)桌面式3D打印機(jī)的具體運(yùn)動(dòng)方式等做分析，這不僅加深了對(duì)3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)知，也能夠?yàn)榇蛴C(jī)的運(yùn)動(dòng)維護(hù)提供幫助。

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作者簡(jiǎn)介：劉佳（1990-），女，天津人，本科，學(xué)士，研究方向：數(shù)控三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)床操作、3D打印技術(shù)應(yīng)用、逆向測(cè)量技術(shù)應(yīng)用。