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旋轉臂式3D打印機的臂式結構設計

來源:杰呈3D打印 發布時間:2020/7/6 17:16:21 瀏覽次數:43
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本課題圍繞3D打印機的開發,深入研究國內外3D打印技術的發展及技術水平,在現有3D打印及機械結構的基礎上,提出了一種旋轉臂式3D打印機的臂式結構設計,并制定了完整的機械設計方案,對設計中的關鍵部件進行了參數化設計,并提出了實現臂式結構運轉的算法程序。


對比現有的3D打印機外型尺寸、運動方式、最大成形空間、成形精度、機械結構等方面的優缺點,根據市場及設計需求,擬定了一種旋轉臂式3D打印機的整機設計方案,包括機械結構、傳動構件、運動方式等,確定了機械結構設計中的幾個關鍵技術問題。


按照旋轉臂式3D打印機的參數需求,分別對運動系統、導向構件、機身結構和造型做了參數化設計。按照機械結構的設計原則,將機身分為機身底座、旋轉平臺、旋轉臂、打印平臺幾個大部分分別進行了結構設計,完成了主運動系統的結構設計,導向構件的設計和選用,滾珠絲桿的選取以及絲桿的強度和壽命校核;步進電機型號的選用和校核;同步帶輪的選用;旋轉平臺的設計和選用。然后按照機身結構設計原則,將機身分為底板基座、旋轉平臺、機械臂、打印平臺幾個大部分分別進行了結構設計。


根據本設計的需求,在控制程序上做了一定的修改,由原本笛卡爾坐標系中的平面運動,轉化為極坐標運動,并完成了相應的算法。本課題在設計上已經取得一定成果,完成了實驗樣機的組裝,用于驗證運動系統及機械結構的可行性,但對于市場需求的成熟機型,仍然有大量的工作要做:

  1. 旋轉機構需要改進,提高旋轉平臺的旋轉精度,減少在旋轉過成功的能量損耗,提高傳動效率。

  2. 優化系統算法,鑒于本設計在根本原理上,由傳統3D打印機的笛卡爾坐標系建模轉化為極坐標系建模,其主要構架需要改進,目前仍在技術突破中。

  3. 該設計以開發一種體積小、重量輕、可靠性高、便攜的3D打印機為目標,還需不斷優化和完善機械系統結構,優化改進傳動構件,以期達到市場需求。




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