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3D打印機的機體結構設計

來源:杰呈3D打印 發布時間:2020/7/6 14:59:56 瀏覽次數:26
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機身整體結構是3D打印機的主要支撐構成,運動機構的實現主要是靠機身底座和臂式結構的支撐和安裝固定,整個機身承載了工件成型過程中的全部運動載荷,而且還要承受結構中所有零部件和打印工件的重量,機身結構的設計合理性直接決定3D打印機加工性能。我們在對機身整體結構設計時,主要考慮幾個因素:機身構架的剛度、機械部件的強度、運轉可靠性和穩定性,這幾個因素直接影響了制件成型的精度和質量。在前文中我們針對運動系統的設計制定了一系列原則,針對機身結構的特點,在運動系統設計原則的基礎上,提出以下結構設計原則:

  1. 結構的合理性,從零部件的安裝以及整體構件之間的配合上,綜合考慮設計結構的合理性,要便于使用者操作,同時易于后期維護和機器的調試。

  2. 足夠的機械強度,在設計中可以對機身部件作加強處理,保證機身整機的剛性和強度,避免由于安裝、調試和制件過程中產生的震動或沖擊而影響工件的質量和精度。

  3. 簡潔美觀的機身造型,桌面級3D打印機對空間占用要求較高,設計時以減重為目的,機身結構設計盡量做到緊湊,同時也能降低生產成本。


本設計的旋轉臂式3D打印機,其設計初衷是設計一種輕便、緊湊的桌面級3D打印設備。因此在材料上選用鋁合金為加工材料,工業鋁型材是使用非常廣泛的一種金屬材料,同其他金屬材料比,鋁合金具有密度小、強度高、耐腐蝕等的優點,且加工性能好。部分零件采用鋼材加工,如軸承部分,需要更強的耐磨性及表面硬度。


機身底座作為整個3D打印機的承重基礎,直線導軌、同步帶機構、步進電機等零件都需安裝在底座上,機身底座直接承受旋轉臂和打印平臺的重力,同時Z軸旋轉平臺底座也安裝在機身底座上,直立于底座一側。3D打印機在工作時不停的運動,因此底座要有一定的抗振性,鋁合金材料具有良好的抗振性及強度,因此設計使用鋁合金作整機的承重底座。在整機的結構中部分使用鏤空設計,在滿足結構強度及剛度的前提下,能夠從很大程度上降低整機的重量,滿足設計原則。




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