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3D打印机控制原理详解

发布时间:2020-04-28 10:12:00

像【我们】经常看到的打印机一样,3D打印机由控制电路、驱动电路、数据处理电路、电源和I/O模块组成。重庆大学自动化学院罗克韦尔实验室对flash casting冒险家Ⅲ3D打印机进行了拆卸,并对其主要部件进行了逐一【分析】。

像【我们】经常看到的打印机一样,3D打印机由控制电路、驱动电路、数据处理电路、电源和I/O模块组成。重庆大学自动化学院罗克韦尔实验室对flash casting冒险家Ⅲ3D打印机进行了拆卸,并对其主要部件进行了逐一【分析】。

从外观上看,对于采用FDM熔融层压成型技术的个人消费者来说,3D打印机的结构并不复杂,甚至有点粗糙,但正是因为这个原因,3D打印机的价格可以从几万甚至几十万元降到几千元。目前,消费类3D打印机主要由PC电源、主控电路、步进电机及控制电路、高温喷嘴及工件输出底板等组成,这些部件由木板和非封闭式模具平台固定。【我们】测试的flash casting冒险家Ⅲ3D打印机【比较】高端。它不仅可以通过USB线与计算机连接进行打印控制,还可以通过3D模型文件插入SD卡中,通过LCD打印控制接口进行打印控制。

【我们】可以看到它的核心是一个使用atmega1280-16au(16mhz)8位avr微处理器的主电路板。通过该主电路板,将处理后的三维模型文件转换成X、y、Z轴步进电机数据和喷嘴进给,交给四个步进电机控制电路进一步控制,然后让步步进电机控制电路控制工件输出基板的X-Y平面运动和喷涂头的垂直运动和喷嘴的进给速度,使高温喷嘴熔化、成形后将原材料(ABS塑料丝)逐层喷涂在工件输出基板上最终的实体模型。

从硬件结构上看,flash casting冒险家Ⅲ3D打印机并不复杂,成本也不算太高。据重庆大学自动化学院副院长林景东教授介绍,其主控电路成本约100元,步进电机及控制电路一套成本约100元,加热工件的输出基板及喷嘴成本也不算太高。自动化学院的廖晓勇老师在得知所配备的杭嘉磐石355电源价格在200元以上后,笑着说,这种电源可能是这台打印机硬件中最贵的部分。

在用的闪速铸造冒险家Ⅲ3D打印机的x、Y轴采用皮带传动,z轴采用精度更高的螺杆传动,左边的白色塑料丝是3D打印的原料

步进电机控制高温喷嘴将熔化的ABS塑料丝喷在110℃输出底板上,固定输出模型底板,然后开始逐层打印

快铸冒险家Ⅲ3D打印机由主电路板、四块步进电机控制电路板和一块喷嘴控制电路板组成

主电路板采用标准PC电源接口,步进电机控制电路板和喷嘴控制电路板所需的所有控制信号均由主电路板发出

基于atmega1280-16au8位avr微处理器的主电路板

单片机步进电机控制电路结构简单


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