桌面式3D打印機(jī)的運(yùn)動機(jī)構(gòu)探討

摘 要：在當(dāng)前的社會環(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，越來越多的新技術(shù)得以產(chǎn)生并在實踐中得到了應(yīng)用，3D打印技術(shù)便是其中的代表。就3D打印技術(shù)的具體分析來看，其作為一種全新的制作方式，對各個系統(tǒng)化技術(shù)進(jìn)行了綜合，而且在目前的社會應(yīng)用中得到了實踐。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)展來看，各項新技術(shù)在社會生活領(lǐng)域的應(yīng)用在持續(xù)性加強(qiáng)，其對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)在向各個領(lǐng)域進(jìn)行滲透。從目前的分析來看，3D打印技術(shù)的優(yōu)勢明顯，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用價值較高。對當(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)在具體實踐中是如何工作的需要做重點(diǎn)的討論和分析，因為這對于3D打印機(jī)的具體利用與維修有突出的參考價值?；诖?，做面式3D打印機(jī)的運(yùn)動機(jī)構(gòu)分析現(xiàn)實意義顯著。

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，對其做具體的分析和了解能夠加深對其的認(rèn)識。從現(xiàn)階段的分析來看，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3D打印機(jī)的FDM原理形成做分析。從當(dāng)前的分析來看，F(xiàn)DM的結(jié)構(gòu)比較的簡單，而且利用該原理的耗材成本比較低，對環(huán)境的無害性表現(xiàn)也比較的突出，所以在辦公室環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)對其的運(yùn)用。

3D打印在具體的實現(xiàn)中主要的運(yùn)動方式為基于X-Y-Z方向的自由移動，就三個方向上的具體移動分析來看，其最為重要的是噴頭在X-Y水平面上的運(yùn)動，當(dāng)生成產(chǎn)品的一個界面后，運(yùn)動會向Z方向做變化，實現(xiàn)厚度的層層疊加。就3D打印機(jī)的運(yùn)動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，其一般會使用金屬做外殼的制造，為了對打印的過程做具體的觀察，其外殼的幾個面會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)的具體分析來看，其運(yùn)動和大多數(shù)的FDM運(yùn)動保持著一致性，即在一個平面和一個方向上進(jìn)行運(yùn)動。其主要的運(yùn)動分為兩種類型：第一種是基于X-Y水平面的噴頭運(yùn)動。第二種是基于打印平臺的Z方向運(yùn)動。對桌面式3D打印機(jī)的具體運(yùn)動做分析發(fā)現(xiàn)其主要由3個42型步進(jìn)電動機(jī)做動力的提供?？傮w來說，桌面式3D打印機(jī)的運(yùn)動分為水平和垂直兩種，不過在運(yùn)動實踐中需要使用兩個平行的導(dǎo)軌阻尼器，這樣可以有效的對運(yùn)動沖擊做減小。

3 運(yùn)動機(jī)構(gòu)原理分析

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

3.1 Z方向的運(yùn)動

對桌面式3D打印機(jī)的具體運(yùn)動做分析可知其存在著明顯的Z方向上的運(yùn)動。在工作過程中，步進(jìn)電動機(jī)會帶動絲桿導(dǎo)軌產(chǎn)生運(yùn)動，此時Z方向上的運(yùn)動每次都會是0.1mm的整數(shù)倍。換句話說，在運(yùn)動中，桌面式3D打印機(jī)所設(shè)定的層高一般為0.2mm，層高這個參數(shù)能夠?qū)庸すに嚨木犬a(chǎn)生重要的影響。對桌面式3D打印機(jī)的運(yùn)動做具體的分析可知，當(dāng)步進(jìn)電動機(jī)處在啟動或者是停機(jī)過程中的時候會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)電動機(jī)啟動方式和暫停的控制電路。

3.2 X-Y水平方向的運(yùn)動

對3D打印機(jī)的具體運(yùn)動做分析可知其主要的運(yùn)動為水平運(yùn)動。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的方式，之所以利用這樣的方式主要是因為其具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，打印精度也比較的高。對于桌面式的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表現(xiàn)出更突出的作用。

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

4 結(jié)束語

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)實價值。就3D打印的具體分析來看，其運(yùn)動效果對打印的結(jié)果有突出的影響，所以在實踐中要保證打印的完整，必須要保證打印機(jī)運(yùn)動的持續(xù)，基于此，對桌面式3D打印機(jī)的具體運(yùn)動方式等做分析，這不僅加深了對3D打印機(jī)運(yùn)動的認(rèn)知，也能夠為打印機(jī)的運(yùn)動維護(hù)提供幫助。

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