桌面式3D打印机的运动机构探讨
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摘 要：在当前的社会环境下，技术研究的深入性在明显的提升，而且随着技术研究的加深，越来越多的新技术得以产生并在实践中得到了应用，3D打印技术便是其中的代表。就3D打印技术的具体分析来看，其作为一种全新的制作方式，对各个系统化技术进行了综合，而且在目前的社会应用中得到了实践。桌面式3D打印机是3D打印机当中的一种，其在目前的生产中有着重要的利用，为了对桌面式3D打印机的具体利用进行分析，文章就桌面式3D打印机的运动机构进行分析，旨在全方位的认知和了解桌面式3D打印机。
关键词：3D打印机；运动机构；FDM
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.045
就目前的技术发展来看，各项新技术在社会生活领域的应用在持续性加强，其对生活的影响也十分显著。作为21世纪最新型的制造加工方式，3D打印技术在向各个领域进行渗透。从目前的分析来看，3D打印技术的优势明显，在医学领域的应用价值较高。对当前的3D打印机利用做具体的分析，桌面式3D打印机是利用的比较多的一种类型，该类型3D打印機在具体实践中是如何工作的需要做重点的讨论和分析，因为这对于3D打印机的具体利用与维修有突出的参考价值。基于此，做面式3D打印机的运动机构分析现实意义显著。
1 3D打印机概述
3D打印机是目前利用的一种具有创新性的制造方式，对其做具体的分析和了解能够加深对其的认识。从现阶段的分析来看，3D打印机的具体利用与FDM原理有十分显著的关系，因此在具体的分析中需要对3D打印机的FDM原理形成做分析。从当前的分析来看，FDM的结构比较的简单，而且利用该原理的耗材成本比较低，对环境的无害性表现也比较的突出，所以在办公室环境中能够实现对其的运用。
3D打印在具体的实现中主要的运动方式为基于X-Y-Z方向的自由移动，就三个方向上的具体移动分析来看，其最为重要的是喷头在X-Y水平面上的运动，当生成产品的一个界面后，运动会向Z方向做变化，实现厚度的层层叠加。就3D打印机的运动方式做具体的分析可知其主要在笛卡尔坐标系当中产生，当然也有用于极坐标系的运动机构。
2 桌面式3D打印机
桌面式3D打印机是3D打印机中使用比较频繁的一类，其一般会使用金属做外壳的制造，为了对打印的过程做具体的观察，其外壳的几个面会有开的比较大的方孔，该方孔还能够起到方便拿取打印物品的作用。就桌面式3D打印机的具体分析来看，其运动和大多数的FDM运动保持着一致性，即在一个平面和一个方向上进行运动。其主要的运动分为两种类型：第一种是基于X-Y水平面的喷头运动。第二种是基于打印平台的Z方向运动。对桌面式3D打印机的具体运动做分析发现其主要由3个42型步进电动机做动力的提供。总体来说，桌面式3D打印机的运动分为水平和垂直两种，不过在运动实践中需要使用两个平行的导轨阻尼器，这样可以有效的对运动冲击做减小。
3 运动机构原理分析
对桌面式3D打印机的运动机构原理做具体的分析这里可以对桌面式3D打印机的具体运行形成更具系统性的认识，这无论是对3D打印机的操作还是维修均有重要的价值。
3.1 Z方向的运动
对桌面式3D打印机的具体运动做分析可知其存在着明显的Z方向上的运动。在工作过程中，步进电动机会带动丝杆导轨产生运动，此时Z方向上的运动每次都会是0.1mm的整数倍。换句话说，在运动中，桌面式3D打印机所设定的层高一般为0.2mm，层高这个参数能够对加工工艺的精度产生重要的影响。对桌面式3D打印机的运动做具体的分析可知，当步进电动机处在启动或者是停机过程中的时候会存在不可避免的误差，所以为了尽可能的减少工艺误差，需要选择比较合适的控制步进电动机启动方式和暂停的控制电路。
3.2 X-Y水平方向的运动
对3D打印机的具体运动做分析可知其主要的运动为水平运动。在具体的分析中，较多的3D打印机使用的是齿形同步带传动的方式，之所以利用这样的方式主要是因为其具有较强的稳定性，打印精度也比较的高。对于桌面式的3D打印机而言，其外形需要做合理的控制，这样，齿形同步带在满足打印要求方面会表现出更突出的作用。
就水平方面的运动来看，桌面式3D打印机的运动原理为：齿形同步带的往复实现了一端长度的减少，由于皮带不存在打滑的情况，所以在合适的布局下，其会和另一端增加的长度保持一致。虽然在实际应用中同步带的分布会有不同，其和电动机放置的位置也不相同，但是运动的原理是一样的。
4 结束语
综上所述，桌面式3D打印机作为3D打印技术利用的重要设备，其在各领域当中的应用有突出的现实价值。就3D打印的具体分析来看，其运动效果对打印的结果有突出的影响，所以在实践中要保证打印的完整，必须要保证打印机运动的持续，基于此，对桌面式3D打印机的具体运动方式等做分析，这不仅加深了对3D打印机运动的认知，也能够为打印机的运动维护提供帮助。
参考文献：
[1]陈鹏，刘焱，梅永亮.FDM桌面3D打印机的创新设计[J].机械设计，2017（02）：126-128.
[2]杨泮.基于如何精确调试桌面级FDM型3D打印机的研究[J].内燃机与配件，2018，No.260（08）：248-249.
[3]赵炯，于学海，杨天豪等.基于嵌入式Linux的桌面级DLP型3D打印机设计[J].机电工程，2017，34（05）：547-551.
[4]曾善文，潘亚嘉，陈鹏等.桌面式3D打印机的运动机构分析[J].装备制造技术，2017（02）：151-154.
作者简介：刘佳（1990-），女，天津人，本科，学士，研究方向：数控三坐标测量机床操作、3D打印技术应用、逆向测量技术应用。
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