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巧克力3D打印机研发开题报告(2)

时间:2021-02-09 17:23来源:毕业论文
3.2 巧克力3D打印机的电路部分 3D打印机电路部分在打印机中起的作用是控制整个打印过程协调、有序、完整的运行。巧克力3D打印机电路部分主要包括控制

 

3.2  巧克力3D打印机的电路部分

   3D打印机电路部分在打印机中起的作用是控制整个打印过程协调、有序、完整的运行。巧克力3D打印机电路部分主要包括控制板和步进电机驱动板。

3.3  巧克力3D打印机的分层软件

3D打印机软件部分包括上位机软件和下位机软件两大部分,而每部分又有细分,通过软件的运行,作者才能实现主控板对打印参数的设置及控制。一台3D打印机所有软件完整运行的过程如下:首先,作者需要在电脑上的三维建模软件中完成零件的建模,如Solidworks、 UG NX等三维软件,创建完3D模型以后将文件另存为STL格式,将 STL文件在切片软件Slic3r中打开,通过一系列的打印设置,进行切片产生代码,在另一上位机软件Pronterface上将代码打开,并连接主板,主板上的下位机软件为Marlin固件,运行前已提前进行参数设置,连接成功后,主板上的LED灯会闪烁,待打印机上加热管加热,温度升至设定温度后开始打印。

3.4  巧克力3D打印机的零部件选择

电机的选择:步进电机是通过电流脉冲来精确控制转动量的电机,电流脉冲是由步进电机驱动单元供给的。FDM型3D打印机一般选用42步进电机,且为两相四线,同相之间有电阻,可通过万用表测量。步距角为1.8°,也就是电机转动一周为200步。转轴直径为5mm,转矩大小根据电机具体型号不同而变化,打印机上挤出机需要转矩较大,可选择转矩稍大的步进电机。选择步进电机时需要看额定电压与电流参数,比较典型的是2.8V和1.7A,只要步进电机驱动单元能控制电流输出,理论上可以使用任何比电机额定电压高的供电电压。如果驱动单元无法控制电流输出,则需要使用同额定电压接近的供电电压,否则电机会有过热风险。自制3D打印机一般需要4个步进电机,X、Y、Z轴各一个,挤出机一个。

挤出头的选择:与单挤头相比较,双挤头采用两个挤出头并列排列,并将相对位置固定,由于有两个喷头,双挤头的打印速度更快,打印效率也更高,双挤头安装在滑块上,由滑块与导轨连接,由于其质量更大,运行时产生的惯性更大,对导轨的刚度要求也更高,这样会降低打印的精度。位于挤出头最下端喷头的喷嘴直径有四种类型:0.2mm,0.3mm,0.4mm,0.5mm,市场上应用最广的是0.4mm的喷嘴,当然根据实际需要可以购买不同直径的喷嘴,这里值得提出注意的是,选定好喷嘴直径后,也要在打印时软件中设置好相应的参数,如切片软件中的打印层高、打印速度等,使打印的质量和精度更高。

打印材料的选择:暂时使用38%的黑巧克力。

3.5  巧克力3D打印机的电路测试

    在连接电路和调试之前,需要做一些准备工作,以保证打印机调试过程的顺利进行。连接电路板及测试电路。

3.6  巧克力3D打印机的组装及打印运行

3D打印机的组装过程,就是将已经准备的零部件按照一定的顺序和步骤逐步安装起来,最后形成一台完整打印机的过程。

4  毕业设计(论文)内容

4.1  基本内容

    通过熔融挤出成型(FDM)工艺原理的桌面级3D打印机进行改造和研究。研究的内容主要涉及到机械部分、电路部分和软件部分。机械部分了解步进电机的驱动与控制、机床的结构,重点研究打印头,自主设计出挤出部分的结构,改装出一台完整的FDM型以巧克力为材料的巧克力桌面级3D打印机;电路部分需要了解相关电路板的知识,组装电路板;软件部分包括上位机软件和下位机软件,上位机软件,即运行在电脑上的软件,下位机软件,即运行在3D打印机主板上的软件,主要做电机控制。在机械结构方面,首先,通过分析现有市场上主流 3D 打印机的结构差别和优劣比较,并基于FDM成型方法的工艺原理,对其作出合适于巧克力打印机的改进工艺。然后,借助计算机辅助设计软件进行虚拟设计,仿真验证设计方案的准确性及可行性。最终,完成所需零部件的选型,并完成巧克力桌面级 3D打印机的改装。 巧克力3D打印机研发开题报告(2):http://www.youerw.com/kaiti/lunwen_69613.html

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