基于FDM技術(shù)的3D打印機機械結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、基于FDM技術(shù)的3D打印逐漸發(fā)展成為一種新型的主流加工技術(shù)。有別于傳統(tǒng)制造技術(shù)，基于FDM技術(shù)的3D打印機能夠降低復(fù)雜零件的制造難度，操作方便，成本低，打印材料來源廣泛。但是，它也面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)。尤其在成型精度、打印速度和新材料的研發(fā)等方面仍有待研究。因此，3D打印技術(shù)的發(fā)展和推廣仍然具有廣闊的空間。
　　針對現(xiàn)有基于FDM技術(shù)的3D打印機存在的打印效率低、成型精度差等不足，分析3D打印機工作原理，結(jié)合目前的3D打印機的結(jié)構(gòu)

2、，設(shè)計一款三噴頭的3D打印機，并對其機械結(jié)構(gòu)進行設(shè)計和改善。根據(jù)各部分分工不同，將3D打印機劃分為擠出機構(gòu)，送絲機構(gòu)，傳動機構(gòu)，散熱結(jié)構(gòu)，伺服系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)等進行研究分析。設(shè)計送絲機構(gòu)的布局方案，根據(jù)不同的噴嘴直徑采用近端送絲與遠端送絲相結(jié)合的送絲方式，減輕擠出機構(gòu)的重量，提高打印速度。改善環(huán)形散熱片的結(jié)構(gòu)，選取散熱片數(shù)量，長度，高度等參數(shù)的最佳組合，增大散熱量，解決噴頭打印中出現(xiàn)的堵塞問題。對3D打印機承載零部件的強度與剛度性能進行分

3、析，檢測機械結(jié)構(gòu)的可行性。模擬噴嘴內(nèi)流體的實際運動狀態(tài)，驗證三噴嘴擠出機構(gòu)和噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性。對3D打印機溫度控制系統(tǒng)進行研究，確保工作過程的穩(wěn)定性。繪制傳統(tǒng) PID控制和模糊PID控制的響應(yīng)曲線，并對兩者進行了對比分析，選取更合適的控制算法，使溫度控制更精確。
　　通過對基于FDM技術(shù)3D打印機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計及控制系統(tǒng)研究，在提高打印精度和打印速度的同時，改善絲材堵塞，流涎以及送絲驅(qū)動力不足等問題。通過多次打印試件對設(shè)計的3D