Kossel三角洲結(jié)構(gòu)3D打印機-final

1、.“安徽合力杯”安徽工程大學大學生機械、電子創(chuàng)新設(shè)計大賽Kossel三角洲結(jié)構(gòu)3D打印機研 究 報 告申報單位： 安徽工程大學電氣工程學院目錄Kossel三角洲結(jié)構(gòu)3D打印機1第1章 緒論31.1引言31.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究31.3設(shè)計意義4第2章 模型切片軟件SLIC3R52.1功能介紹52.2開發(fā)平臺52.3路徑算法52.4用戶界面10第3章 打印參數(shù)及監(jiān)管系統(tǒng)PRINTRUN143.1功能介紹143.2開發(fā)平臺153.3用戶界面15第4章 自動打印機194.1機械結(jié)構(gòu)194.2控制器部分26第1章 緒論1.1引言3D 打?。?D printing，又稱三維打?。┦且?種 快 速成 形

2、 技術(shù)，它 以 數(shù) 字化 模 型 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構(gòu)造物體。 由于其在制造工藝方面 的 創(chuàng) 新，被 認 為 是“第 三 次 工業(yè) 革 命 的 重 要 生 產(chǎn) 工 具”。3D 打印技術(shù)早在 20 世紀 90 年代中期就已出現(xiàn)1，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。 目前，3D 打印技術(shù)已經(jīng)應用到許多學科領(lǐng)域，工程師和工業(yè)設(shè)計師利用 3D 打印將設(shè)計方案轉(zhuǎn)換為原型并測試； 外科醫(yī)生使用3D 打印制作器官模型以協(xié)助策劃復雜的手術(shù)方案；考古學家和博物館

3、的技師利用 3D 打印制作珍貴文物的復制品，并在此基礎(chǔ)上開展研究1，這樣的創(chuàng)新應用正不斷進入大眾的視野。而本設(shè)計正式基于這樣的考慮，致力于打造價格低廉，維護方便，使用簡潔的桌面級3D打印機。3D打印機的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡便，更加適應分布化生產(chǎn)、設(shè)計與制造一體化的需求以及家庭日常應用的需求；軟件集成化，實現(xiàn) CAD/CAPP/RP的一體化，使設(shè)計軟件和生產(chǎn)控制軟件能夠無縫對接，實現(xiàn)設(shè)計者直接聯(lián)網(wǎng)控制的遠程在線制造；拓展3D打印技術(shù)在生物醫(yī)學、建筑、車輛、服裝等更多行業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)造性應用。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及研究1.2.1國際發(fā)展經(jīng)過十多年的探索和發(fā)展，3D打印技術(shù)有了長 足

4、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。目前，在全球3D打印機行業(yè)，美國3D Systems 和Stratasys兩家公司的產(chǎn)品占據(jù)了絕大多數(shù)市場 份額。此外，在此領(lǐng)域具有較強技術(shù)實力和特色的 企業(yè)/研發(fā)團隊還有美國的FabHome和Shapeways、 英國的Reprap等。 3D Systems公司是全世界最大的快速成型設(shè)備 開發(fā)公司。于2011年11月收購了3D打印技術(shù)的最早發(fā)明者和最初專利擁有者Z Corporation公司之 后，3D Systems奠定

5、了在3D打印領(lǐng)域的龍頭地位。 Stratasys公司2010年與傳統(tǒng)打印行業(yè)巨頭惠普公 司簽訂了OEM合作協(xié)議，生產(chǎn)HP品牌的3D打印機。 繼2011年5月收購Solidscape公司之后，Stratasys 又于2012年4月與以色列著名3D打印系統(tǒng)提供商 Objet宣布合并。當前，國際3D打印機制造業(yè)正處 于迅速的兼并與整合過程中，行業(yè)巨頭正在加速 崛目前在歐美發(fā)達國家，3D打印技術(shù)已經(jīng)初步形 成了成功的商用模式。如在消費電子業(yè)、航空業(yè)和 汽車制造業(yè)等領(lǐng)域，3D打印技術(shù)可以以較低的成 本、較高的效率生產(chǎn)小批量的定制部件，完成復雜 而精細的造型。另外，3D打印技術(shù)獲得應用的領(lǐng)域 是個性化消費

6、品產(chǎn)業(yè)。如紐約一家創(chuàng)意消費品公司 Quirky通過在線征集用戶的設(shè)計方案，以3D打印技 術(shù)制成實物產(chǎn)品并通過電子市場銷售，每年能夠推 出60種創(chuàng)新產(chǎn)品，年收入達到100萬美元。1.2.2國內(nèi)發(fā)展自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)。清華大學在現(xiàn)代成型學理 論、分層實體制造、FDM工藝等方面都有一定的科 研優(yōu)勢；華中科技大學在分層實體制造工藝方面 有優(yōu)勢，并已推出了HRP系列成型機和成型材料； 西安交通大學自主研制了三維打印機噴頭，并開發(fā) 了光固化成型系統(tǒng)及相應成型材料，成型精度達到0.2mm；中國科技大學自行研制了八噴頭組合噴射0.2mm；中國科技大學自行研制了八

7、噴頭組合噴射 裝置，有望在微制造、光電器件領(lǐng)域得到應用。但 總體而言，國內(nèi)3D打印技術(shù)研發(fā)水平與國外相比還 有較大差距。近年來，國內(nèi)如深圳維示泰克、南京紫金立 德、北京殷華、江蘇敦超等企業(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。 在服務領(lǐng)域，我國東部發(fā)達城市已普遍有企業(yè)應用 進口3D打印設(shè)備開展了商業(yè)化的快速成型服務，其 服務范圍涉及到模具制作、樣品制作、輔助設(shè)計、服務范圍涉及到模具制作

8、、樣品制作、輔助設(shè)計、 文物復原等多個領(lǐng)域。與內(nèi)地相比，我國港臺地區(qū) 3D打印技術(shù)引入起步較早，應用更為廣泛，但港臺 主要著重于技術(shù)應用，而非自主研發(fā)。1.3設(shè)計意義目前在國際和國內(nèi)3D打印機都在如火如荼的發(fā)展，但是現(xiàn)在桌面級的3D打印機的價格雖然有了一定的降低，但是仍不能滿足一些普通個人的消費需求。而且現(xiàn)在市面上的桌面級3D打印機使用普遍存在打印設(shè)置復雜，需要專業(yè)的操作技巧，以及維護不便，在更換器件的時候需要進行整體拆卸。不適合一般家庭和個人的使用和維護，更不利于創(chuàng)造力的有力實現(xiàn)。本設(shè)計針對以上這些缺點，選用更加常用的材料和方法，使得打印機的價格由原來5000元左右降低到2000元。而且更換

9、部件更加簡單，不需要進行打印機的整體拆卸。這樣就會減少維護的成本和時間，使創(chuàng)造力得到更好的發(fā)揮。1.4報告章節(jié)安排第1章 ：講述了設(shè)計的背景，國內(nèi)外的研究現(xiàn)象和設(shè)計意義。第二章：模型切片軟件。第三章：打印參數(shù)控制及監(jiān)管系統(tǒng)。第四章：自動打印機。第2章 模型切片軟件SLIC3R2.1功能介紹Slic3r 是目前廣為使用的轉(zhuǎn)換軟體，用來把stl 格式的3D 模型檔案，轉(zhuǎn)換成3D 印表機使用的G-code 檔案。 進行轉(zhuǎn)換之前，有許多參數(shù)需要校正、調(diào)整，才能讓3D 列印順利進行。 2.2開發(fā)平臺Slic3r為了能夠卡平臺使用，使用了perl腳本語言開發(fā)。Perl 最初的設(shè)計者為拉

10、里·沃爾（Larry Wall），他于1987年12月18日發(fā)表。Perl借取了C、sed、awk、shell scripting以及很多其他程序語言的特性。其中最重要的特性是它內(nèi)部集成了正則表達式的功能，以及巨大的第三方代碼庫CPAN。簡而言之，Perl像C一樣強大，像awk、sed等腳本描述語言一樣方便，被稱之為“一種擁有各種語言功能的夢幻腳本語言”、“Unix 中的王牌工具”。 Perl 一般被稱為“實用報表提取語言”（Practical Extraction and Report Language），你也可能看到“perl”，所有的字母都是小寫的。一般，“Perl”，有大寫的

11、 P，是指語言本身，而“perl”，小寫的 p，是指程序運行的解釋器。1987年Larry Wall發(fā)行Perl1.0以來，用戶數(shù)一直急劇增加，同時越來越多的程序員與軟件開發(fā)者（商）參與Perl的開發(fā)。從最初被當做一種跨平臺環(huán)境中書寫可移植工具的高級語言開始，Perl被廣泛地認為是一種工業(yè)級的強大工具，可以在任何地方用來完成你的工作。perl的前身是Unix系統(tǒng)管理的一個工具，被用在無數(shù)的小任務里。后逐漸發(fā)展成為一種功能強大的程序設(shè)計語言，用作Web編程、數(shù)據(jù)庫處理、XML處理以及系統(tǒng)管理；在完成這些工作時，同時仍能處理日常細小工作，這是它的設(shè)計初衷。Perl特別適合系統(tǒng)管理和Web編程。實際

12、上已經(jīng)被用在所有Unix(包括Linux)捆綁在一起作為標準部件發(fā)布，同時也用在Microsoft Windows和幾乎其他所有操作系統(tǒng)。Perl的應用很廣泛，依靠Perl工作更容易、更有效。2.3路徑算法打印機的路徑算法是評價一款切片軟件好壞的重點，Slic3r支持多種路徑算法。Infill pattern: Line (344.51mm / 5m:20s)Rectilinear（繞直線）填充：Infill pattern: Rectilinear (350.57mm / 5m:23s)Concentric（同心）填充：Infill pattern: Concentric (351.80mm

13、 / 5m:30s)Honeycomb（蜂窩）填充：Infill pattern: Honeycomb (362.73mm / 5m:39s)Hilbert Curve（希爾伯特曲線）填充：Infill pattern: Hilbert Curve (332.82mm / 5m:28s)Archimedean Chords（阿基米德和鉉）填充：Infill pattern: Archimedean Chords (333.66mm / 5m:27s)Octagram Spiral(八角星螺旋)填充：Infill pattern: Octagram Spiral (318.63mm / 5m:1

14、5s)某些特定的模型更適合特定的填充模式，例如有機農(nóng)業(yè)機械結(jié)構(gòu)中的部件，下圖所示。采用蜂窩填充模式更合適這個模型，因為它在每一層的圖案對接著六角拷，這樣可以形成很強大的垂直結(jié)構(gòu)。左邊蜂窩模式，右邊直線模式 大多數(shù)模型只需要低密度的填充，50%就可以產(chǎn)生一個非常緊密的模型。還有10%和30%是常見的密度比例，這個要根據(jù)模型的需求來決定選用哪個密度最好。下圖顯示隨著密度增加圖案的變化。從左到右分別是20%，40%，60%，80%填充優(yōu)化Infill every n layers(填充每n層) 將垂直填充跳過n層，產(chǎn)生稀疏。這樣可以加快打印速度，缺失幾層沒有填充是可以接收的。Only infill

15、where needed (智能填充) Slic3r將分析模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)并選擇支撐內(nèi)部的天花板結(jié)構(gòu)進行填充，用于減少打印時間和材料。Solid infill every n layers (每n層可靠填充) 強制在每n層做可靠填充，設(shè)置0表示禁止使用。Fill angle(填充角度) 默認填充使用45度角，這樣可以給填充的模型最好的粘附力，同時可以抵抗來自相鄰周邊的壓力。一些模型可能需要調(diào)整角度以確保最優(yōu)的擠壓方向。Solid infill threshold area (臨界區(qū)域的可靠填充) 模型里面的小范圍區(qū)域通常被完全填充以提供結(jié)構(gòu)完整性。但是會花費更多的時間和耗材，調(diào)整這個選項來平衡這些

16、需求。Only retract when crossing perimeters（在跨越周邊時適當回縮） 回絲，防止溢出泄漏。但擠出頭的運動還在邊界里面是不必這樣的。應該小心材料擠出過度而回縮不夠?qū)е潞牟臄D出過多對后面打印造成的影響。現(xiàn)代的3D打印機材料很少遇到如此極端的溢出泄漏問題了。Infill before perimeters(在打印周邊之前打印填充) 顛倒順序的打印，通常情況下是先打印周邊再填充。Length (長度) 回縮的長度，單位mm。注意，測量的長度是取耗材進入擠出機的長度。通常建議使用1-2mm。Bowden擠出機可能需要4-5mm，因為有送料管。Lift Z (抬高Z軸)

17、 在每個空程中抬高整個擠出機在Z軸上的距離。為確保打印絲不流出鋪在模型上這個是有用的，但是通常是沒有必要的，這樣將會降低打印速度，這個只通常設(shè)置0.1mm就足夠了。Speed(速度) 擠出機電機抽回打印絲的速度。這個速度應當設(shè)置為擠出機能夠處理的最快速度。2.4用戶界面2.4.1版權(quán)聲明2.4.2整體界面切換到專家模式2.4.3參數(shù)設(shè)置3D列印機設(shè)定Bed size:工作平臺的大小，這個設(shè)定只用來調(diào)整預覽圖的繪制。 Print center:工作平臺的中央位置。 這個比較重要，一定要設(shè)對。 3D模型在工作平臺上位置，會以這個點為中心。 Z offset: Z軸高度微調(diào)。 建議維持零就好。 Z軸

18、的高度需要直接在印表機機構(gòu)上做仔細的調(diào)校。 G-code flavor:控制板使用Marlin韌體的話，請選擇RepRap Use relative E distances:如果控制板的擠出機，使用絕對位置的位置表示方法，請勾選這個項目。 Marlin 用戶不要勾選。 Extruders: 擠出頭數(shù)量Vibration limit:震動限制。 在某些列印行程中，擠出頭會來回擺動。 當擺動頻率過高，會產(chǎn)生震動，可能會造成機器嚴重搖晃， 甚至掉落到地面 。 如果發(fā)現(xiàn)機器有劇烈震動，可以考慮在這邊限制擠出頭來回擺動的頻率。 2.4.4自定義G-code2.4.5擠出頭設(shè)定Nozzle diamete

19、r:擠出孔直徑。 (層高設(shè)定若大于擠出孔孔徑，將會導致切片失敗。Position(for multi-extruder printers)多擠出頭需要設(shè)定擠出頭離擠出機構(gòu)中心位置的偏移距離。 Extruder offset:擠出頭離擠出機構(gòu)中心位置的偏移距離。 Retraction回抽。 當擠出頭要結(jié)束一條線段的時候，要將塑料用相當?shù)乃俣瘸榛?，讓擠出的塑料跟留在擠出頭內(nèi)的塑料斷開，避免抽絲的現(xiàn)象。 Length:回抽的距離 Lift Z:抬高Z軸，幫助斷料。 也可以減少擠出頭移動時和工件碰撞的機會。 Speed:回抽的速度。 Extra length on restart:當重新進料的時候，擠

20、出機會將抽回的塑料預先擠回。 但是有時候仍然沒辦法保證擠出頭可以在新線段的一開頭就正常擠出塑料。 Extra length 可以幫助校正擠出頭，讓他在線段的最開頭就擠出塑料。 建議在發(fā)現(xiàn)無法及時出料的時候再回頭校正這個參數(shù)。 過長的Extra length 會使線段的開頭擠出過多的塑料。 Minimum travel after retraction:當上一個線段的結(jié)束點距離下一個線段的結(jié)束點，不到這個距離的時候，不會執(zhí)行回抽。 建議用預設(shè)值就好。 Retraction on layer change:當結(jié)束一層的列印后，執(zhí)行回抽。 建議開啟。 Retraction when tool is

21、disabled：當擠出機被關(guān)閉之前，進行回抽。 這個動作可以避免塑料在喉管內(nèi)長時間停留，受到加熱而膨脹，阻礙下一次工作的進行。 Length:回抽長度。 Extra length on restart: 回抽后再重新擠料時，理論上只要擠跟回抽相同的距離，塑料就應該被推回到回抽前的位置。 但是實際上塑料會有點來不及就定位，造成列印線段的最開頭處沒有塑料。 像下圖中轉(zhuǎn)角處塑料空缺的狀況。 Extra length on restart會在重新擠料之前額外擠出一些塑料，填補這來不及定位的塑料空缺。 2.4.6Infill 內(nèi)部填充Fill density:內(nèi)部填充的密度，1是指完全填滿，0是完全不

22、填。 一般使用0.20.4。 Fill pattern: 內(nèi)部填充的型態(tài)，有七種可供選擇。 Top/bottom fill pattern: 頂面、底面填滿時使用的型態(tài)。 有五種可以選擇。 AdvancedInfill every n layers:每n層才做一次填充。 一般每一層都做填充，效果會比較好。 Only infill where needed:只填充頂面需要支架的區(qū)域。 Solid infill every n layers:內(nèi)部填充，每n層就做一層完全填滿。 可以增加強度，但非必要。 Fill angel:填充圖型旋轉(zhuǎn)的角度。 Solid infill threshold are

23、a:當切面面積小于這個值的時候，強迫以全滿的方式進行填充。 Only retract when crossing perimeters:當填充的線段需要跨過模型周圍時，才進行回抽。 Infill before perimeters:每一層，先進行填充，再畫外緣。 第3章 打印參數(shù)及監(jiān)管系統(tǒng)PRINTRUN3.1功能介紹Printrun是一款G-code打印控制工具合集，它包括3個組件，其中printcore是G-code發(fā)送控制核心，pronsole是命令行界面下的控制程序，pronterface是圖形界面的控制程序。Printrun能夠?qū)⒔馕龅降腉-code的代碼發(fā)送到自動打印平臺上，并且能

24、夠控制打印機效應器的移動速度，以及擠出機的抽絲速度，同時能夠調(diào)控擠出頭的溫度和加熱盤的溫度，通過對這些參數(shù)的調(diào)節(jié)能夠使打印達到更好的表面平滑度和精度。3.2開發(fā)平臺同樣為了達到多平臺和重用性的目的，該軟件使用了python語言以及python-Qt組件開發(fā)。Python（英國發(fā)音：/pan/ 美國發(fā)音：/pan/），是一種面向?qū)ο?、直譯式的電腦編程語言，具有近二十年的發(fā)展歷史。它包含了一組功能完備的標準庫，能夠輕松完成很多常見的任務。它的語法簡單，與其它大多數(shù)程序設(shè)計語言使用大括號不一樣，它使用縮進來定義語句塊。與Scheme、Ruby、Perl、Tcl等動態(tài)語言一樣，Python具備垃圾回收

25、功能，能夠自動管理內(nèi)存使用。它經(jīng)常被當作腳本語言用于處理系統(tǒng)管理任務和網(wǎng)絡程序編寫，然而它也非常適合完成各種高級任務。Python虛擬機本身幾乎可以在所有的作業(yè)系統(tǒng)中運行。使用一些諸如py2exe、PyPy、PyInstaller之類的工具可以將Python源代碼轉(zhuǎn)換成可以脫離Python解釋器運行的程序。Python的官方解釋器是CPython，該解釋器用C語言編寫，是一個由社區(qū)驅(qū)動的自由軟件，目前由Python軟件基金會管理。Python支持命令式程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、函數(shù)式編程、面向側(cè)面的程序設(shè)計、泛型編程多種編程范式。Python本身包含的Tkinter庫能夠支持簡單的GUI開發(fā)

26、。但是越來越多的Python程序員選擇wxPython或者PyQt等GUI包來開發(fā)跨平臺的桌面軟件。使用它們開發(fā)的桌面軟件運行速度快，與用戶的桌面環(huán)境相契合。通過PyInstaller還能將程序發(fā)布為獨立的安裝程序包。本軟件就是采用PyQt的GUI包來進行界面化開發(fā)。PyQt是Python語言的GUI編程解決方案之一?？梢杂脕泶鍼ython內(nèi)置的Tkinter。其它替代者還有PyGTK、wxPython等。與Qt一樣，PyQt是一個自由軟件。PyQt是PyKDE的基礎(chǔ)。PyQt的開發(fā)者是英國的“Riverbank Computing”公司。與4.5版本之前的Qt一樣，它提供了GPL與商業(yè)協(xié)議

27、兩種授權(quán)方式，因此它可以免費地用于自由軟件的開發(fā)。不過目前尚不提供LGPL授權(quán)方式。PyQt可以運行于Microsoft Windows、Mac OS X、Linux以及Unix的多數(shù)變種上。2009年8月，Qt的開發(fā)公司諾基亞發(fā)布PySide，提供與PyQt類似的功能，但提供了LGPL授權(quán)。主要原因是“Riverbank Computing”不愿以LGPL授權(quán)發(fā)布PyQt。2自4.5版本以后3，PyQt同時支持Python 2.x與Python 3.x。但是在API方面有所區(qū)別，最主要的是運行在Python 3.x下的PyQt不使用QString，而是str。另外，之前為了避開Python

28、2.x關(guān)鍵詞限制的exec_()、print_()兩個函數(shù)現(xiàn)在重命名為exec()，print()。3.3用戶界面3.3.1整體界面1菜單欄4電機設(shè)置7擠出機控制10自定義快捷鍵2串口設(shè)置5控制盤8溫度監(jiān)視區(qū)11實時信息顯示窗口3快捷鍵6溫度設(shè)置9當前打印模型區(qū)12命令輸入窗口1菜單欄File中的菜單：Open：打開G-code文件；RecentFile:Clearconsole:Exit：退出。Tools菜單：Edit：編輯已導入的G-code文件的代碼。Plater：G-CodePlater：Excluder：Projector：M.MM1 Setting中的菜單：Macros：

29、一些代碼的設(shè)置。Options：M.MM2 SlicingSetting：點擊會打開一個Slice3r軟件，我們一般用單獨的Slice3r；DebugG-code：調(diào)試G-code。2串口設(shè)置：Port：設(shè)置端口，USB連接打印機之后，鼠標左鍵點擊Port按鈕即可自動尋找到現(xiàn)有的端口；再往右邊的是波特率的選擇，reprap打印機使用115200；Connect：完成Port的設(shè)置，點擊此按鈕，即可成功連接打印機；3快捷鍵Reset：重置打印機；LoadFile：將G-code文件導入，上圖便是導入后的界面（圖10種黑色是實體）；SD：選擇OrmerodSD卡中的文件，一般是進行測試；

30、Print：設(shè)置完成后，點擊此按鈕即可開始打??；Pause：暫停；Recover：從Pause中恢復；4電機設(shè)置從左到右分別是“關(guān)閉電機”、“X、Y軸移動速度”、“Z軸移動速度”?！瓣P(guān)閉電機”按鈕：可以解除電機鎖定，默認情況下XYZ軸在不移動時步進電機處于鎖定狀態(tài)，即外力不可以隨意移動各軸。“X、Y軸移動速度”輸入框：可以設(shè)置在下方操作盤中控制XY軸時的移動速度?！癦軸移動速度”輸入框：可以設(shè)置在下方操作盤中控制Z軸時的移動速度。5控制盤控制XYZ三軸向的前進、后退，移動距離分為：0.1、10、100mm；控制盤四個角上“小房子”的標志，分別指回到X軸、Y軸、Z軸、XYZ軸的原點；6溫度設(shè)置設(shè)

31、定打印機“噴頭”和“熱床”的溫度，“set”是設(shè)定溫度；“off”是關(guān)閉加熱。7擠出機控制設(shè)定打印材料擠入噴頭和回抽的長度和速度。（注：只有當擠出機溫度達到最低擠出溫度時該命令才會執(zhí)行，默認最低180°）8溫度監(jiān)視區(qū)選中“watch”后單擊“chectemp”按鈕開始實時顯示的熱床和噴頭的溫度。9當前打印模型區(qū)實時顯示當前打印模型的軌跡，單擊此區(qū)域，用滾輪查看每一層的軌跡。10自定義快捷鍵可以將常用命令設(shè)置成快捷按鍵。11實時信息顯示窗口實時顯示打印機狀態(tài)信息及操作命令回執(zhí)信息。12命令輸入窗口控制打印機的G-coder代碼輸入框，可完成所有打印機的控制操作。 第4章 自動

32、打印機自動打印機是整個打印系統(tǒng)中的主體，負責將打印材料成形為要打印的物品，同時也是整個打印系統(tǒng)中復雜度最高，難度最大的部分。整個自動打印機可以分為，機械部分，傳動部分，和控制部分。其中機械結(jié)構(gòu)，承擔了整體的外形，以及穩(wěn)定性的要素。傳動部分，負責將步進電機產(chǎn)生的步長，轉(zhuǎn)化為效應器的移動和打印熔絲的擠出。電路不同對打印的溫度和步進電機的步長進行控制，以實現(xiàn)打印過程的自動化。4.1機械結(jié)構(gòu)下面四張圖片中分別展示了3D打印機的整體機械結(jié)構(gòu)。其中圖1為主視圖，圖2為俯視圖，圖3為左視圖，圖4為立體全圖。下面根據(jù)如下三張圖介紹kossel打印機的機械結(jié)構(gòu)。1）kossel結(jié)構(gòu)的主體是由13根國標2020鋁

33、合金組成，尺寸是24cmX9根；60cmX3根。其中腳架連接結(jié)構(gòu)為3D打印機使用PLA材料打印。其中角連接架如圖所示。2）角連接器：共需要9件，用于國標2020鋁合金的連接。3）終點觸發(fā)器和輕觸開關(guān)，用來判斷滑車是否移動到終點位置。4）安裝上齒輪的角連接器。上圖為頂點連接。5） 滑車部分，由兩個模塊組成，其中1為背部連接塊用來限定在導軌上的運動。2為滑車連接件用來接連皮帶和連接桿。其中左右兩個堆成的凹槽是用來安放強磁磁體。6）效應器：打印機的移動部分，其中安放有擠出頭和風扇，用來進行溫度的調(diào)控和熔絲的擠出和成形。7） 皮帶的安裝，由圖中能夠看到步進電機和滑塊的連接方式。8） 效應器的連接方式。4.2控制器部分4.2.1溫度控制回路（1） 打印耗材的選用為了實現(xiàn) 3D 打印機的功能，所選材料也很重要。既要由較低的熔點，也要有較好的粘滯性，同時也需要快速成型。綜合考慮，我們最終選擇了 PLA/ABS 耗材。PLA ：聚乳酸（H-OCHCH3COn-OH）的熱穩(wěn)定性好，加工溫度 170 230，有好的抗溶劑性，可用多種方式進行加工，如擠壓、紡絲、雙軸拉伸， 注射吹塑。由聚乳酸制成的產(chǎn)品除能生物降解外，生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好，光華偉業(yè)開發(fā)的聚乳酸（PLA）還具有一定的抗菌性、阻燃性 和抗紫外性，因此用途十分廣泛，可用作包裝材料、纖維和非織造物等，目前主要用于服裝（內(nèi)