【正文】 型的手感，這是僅僅依靠計算機中CAD三維圖像展示所不能做到的。此外，我們可以將龐大的模型，分解成各個小型“零件”，成型之后再拼湊粘合，如房地產(chǎn)中的小區(qū)沙盤?，F(xiàn)在比較出名的是Zcorp（Zprinter）系列三維打印機。就拿Zcorp 510來說，該設(shè)備是由美國Z corporation公司研制的，屬于快速成型設(shè)備，與市場上的同類產(chǎn)品相比，該設(shè)備的手板成型設(shè)計比其他設(shè)備快幾十到百倍，手板可以一次成型，包括顏色，使用耗材便宜，整個過程全自動化進行；超靜，無毒氣，無氣味，是非常適合圖11 Zcorp 510三維打印機在辦公室環(huán)境中使用的快速成型機；操作簡單，無需人員配備；任意復(fù)雜外形及內(nèi)腔均無限制；打印的軸承可以轉(zhuǎn)動，打印的杯子可以直接盛水。并且打印后的產(chǎn)品可以再加工。這個技術(shù)是源于打印機的原理而產(chǎn)生的。由噴頭噴出膠水在粉末上面固化而成的，一層層的加高，從而形成立體的。3D Printer 立體打印機適用電器、玩具、電子產(chǎn)品、模具、鞋業(yè)、教育、醫(yī)療、汽車、建筑、包裝等行業(yè)進行產(chǎn)品開發(fā)，設(shè)計一驗證，經(jīng)后處理工藝的手板可直接用以市場反饋，開辦展覽等。Z CastTM 直鑄手板技術(shù)，是本機的高級功能，14 小時制成金屬手板。直鑄法：在本機打印機上直接打印模腔、模蕊， 然后用夾具夾緊，直接澆鑄成型；另有翻砂模法、燃燒法。雖然三維打印很方便，也很節(jié)約材料。如果要將三維打印機像電腦一樣應(yīng)用到我們普通消費都的生活中，還存在一些具體的問題：打印速度問題 早期的三維打印機形成一套模具得花兩三天的時間，隨著打印技術(shù)的提高和成型材料的改進，一般都用每分鐘打印多少層來計算其工作速度，像Dimension和ZP310Pl us,每分鐘都可以達到兩三層的速度，形成一套模具只需幾個小時。但這種速度也只適用于為了提高工作效率和質(zhì)量的相關(guān)企業(yè)，暫時無法被家庭用戶所接受。購買成本問題 目前不同三維打印機的報價相差很大，但依舊在幾萬到幾十萬人民幣內(nèi)，這個數(shù)字對家庭用戶來說，不如去買套房子。不過如今市面上已經(jīng)涌現(xiàn)出許多開源打印機，比如Reprap、Makerbot、Makergear系列等。其中Reprap中的Reprappro Huxley打印機是3D打印機的開源原型機，也就是現(xiàn)在很多開源打印機都是在它的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。這些開源打印機價格就比較低點。Reprappro ，其價格才599美元。圖12 Reprappro Huxley開源三維打印機它的價格雖然不高，但是成型精度也不高，而且外形也比較簡陋，跟專業(yè)級別的三維打印機還是有些差距。相對來講，Makerbot系列的Replicator 2x型三維打印機性能和外觀就比較好點。，分辨率為100微米。但其價格為2800美元。這款三維打印機型在開源打印機中已經(jīng)算是比較頂尖的了，其價格有些偏高可是可以理解的。如果你想打印出高精度及良好外觀的物件，上面介紹的開源打印機不是你的首選。你需要的是專業(yè)級別的三維打印機，比如Zcorp、Object、Dimension系列。這些價格就比較昂貴，這些打印機設(shè)備比較齊全，而且功能也相對較多，人機交互界面做得比較好，操作也挺方便，安全性較高。圖13 Replicator 2x三維打印機如果你想打印出高精度及良好外觀的物件，上面介紹的開源打印機不是你的首選。你需要的是專業(yè)級別的三維打印機，比如Zcorp、Object、Dimension系列。這些價格就比較昂貴，這些打印機設(shè)備比較齊全，而且功能也相對較多，人機交互界面做得比較好，操作也挺方便，安全性較高。相關(guān)研究人員表示：“隨著技術(shù)的成熟和應(yīng)用的擴展，專業(yè)級別三維打印機的價格有望跌到幾百英鎊。”換句話說，在不久的將來，我們可以花幾千元人民幣來買一臺功能齊全而且精度又高的三維打印機，相比如今已經(jīng)很普遍的照片級噴墨打印機來說，這個價格已經(jīng)不是很高了，我們還是可以接受的。成型材料問題 如今人們提倡綠色環(huán)保，三維打印機的許多成型材料是采用化學聚合物，比如ABS、PLA等。在這里，我們不僅僅是擔心它的后期使用成本問題。因為如果要讓它融入我們的家庭生活，那么這種材料是否安全將是一個很重要的參考因素。比如我們想通過三維打印機制作一個個性化的杯子，但由于成型材料有毒性而不可食用等不利因素，使這個杯子只可遠觀而不可褻玩焉，那就失去了它的意義。并聯(lián)機構(gòu)（Parallel Mechanism）是一種閉環(huán)機構(gòu),其動平臺或稱末端執(zhí)行器通過至少2個獨立的運動鏈與機架相聯(lián)接。最早出現(xiàn)在1965年，德國Stewart發(fā)明了六自由度并聯(lián)機構(gòu)，并作為飛行模擬器用于訓練飛行員。1978年澳大利亞著名機構(gòu)學教授Hunt提出將并聯(lián)機構(gòu)用于機器人手臂。并聯(lián)機構(gòu)的必備的要素如下:①末端執(zhí)行器必須具有運動自由度。②這種末端執(zhí)行器通過幾個相互關(guān)聯(lián)的運動鏈或分支與機架相聯(lián)接。③每個分支或運動鏈由惟一的移動副或轉(zhuǎn)動副驅(qū)動。與傳統(tǒng)的串聯(lián)機構(gòu)相比，并聯(lián)機構(gòu)的零部件數(shù)目較串聯(lián)構(gòu)造平臺大幅減少，主要由滾珠絲杠、伸縮桿件、滑塊構(gòu)件、虎克鉸、球鉸、伺服電機等通用組件組成。這些通用組件可由專門廠家生產(chǎn)，因而其制造和庫存?zhèn)浼杀颈认嗤δ艿膫鹘y(tǒng)機構(gòu)低得多，容易組裝和模塊化。除了在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點，并聯(lián)機構(gòu)在實際應(yīng)用中更是有串聯(lián)機構(gòu)不可比擬的優(yōu)勢。其主要優(yōu)點如下：（1）剛度質(zhì)量比大。因采用并聯(lián)閉環(huán)桿系,桿系理論上只承受拉、壓載荷,是典型的二力桿,并且多桿受力，使得傳動機構(gòu)具有很高的承載強度。（2）動態(tài)性能優(yōu)越。運動部件質(zhì)量輕，慣性低,可有效改善伺服控制器的動態(tài)性能,使動平臺獲得很高的進給速度與加速度,適于高速數(shù)控作業(yè)。（3）運動精度高。這是與傳統(tǒng)串聯(lián)機構(gòu)相比而言的,傳統(tǒng)串聯(lián)機構(gòu)的加工誤差是各個關(guān)節(jié)的誤差積累,而并聯(lián)機構(gòu)各個關(guān)節(jié)的誤差可以相互抵消、相互彌補，因此，并聯(lián)機構(gòu)是未來機床的發(fā)展方向。（4）多功能靈活性強。可構(gòu)成形式多樣的布局和自由度組合,在動平臺上安裝刀具進行多坐標銑、磨、鉆、特種曲面加工等，也可安裝夾具進行復(fù)雜的空間裝配，適應(yīng)性強，是柔性化的理想機構(gòu)。（5）使用壽命長。由于受力結(jié)構(gòu)合理，運動部件磨損小，且沒有導軌，不存在鐵屑或冷卻液進入導軌內(nèi)部而導致其劃傷、磨損或銹蝕現(xiàn)象。（6）在位置求解上，串聯(lián)機構(gòu)正解容易，但反解十分困難，而并聯(lián)機構(gòu)正解困難反解卻非常容易。由于機器人在線實時計算是要計算反解的，這對串聯(lián)式十分不利，而并聯(lián)式容易實現(xiàn)。并聯(lián)機構(gòu)作為一種新型機構(gòu)，也有其自身的不足，由于結(jié)構(gòu)的原因，它的運動空間較小，而串并聯(lián)機構(gòu)則彌補了并聯(lián)機構(gòu)的不足，它既有質(zhì)量輕，剛度大，精度高的特點，又增大了機構(gòu)的工作空間，因此具有很好的應(yīng)用前景，尤其是少自由度串并聯(lián)機構(gòu)，適應(yīng)能力強，且易于控制，是當前應(yīng)用研究中的一個新熱點。從運動形式來看，并聯(lián)機構(gòu)可分為平面機構(gòu)和空間機構(gòu)；細分可分為平面移動機構(gòu)、平面移動轉(zhuǎn)動機構(gòu)、空間純移動機構(gòu)、空間純轉(zhuǎn)動機構(gòu)和空間混合運動機構(gòu),另可按并聯(lián)機構(gòu)的自由度數(shù)分類[2]： （1）2自由度并聯(lián)機構(gòu)。2自由度并聯(lián)機構(gòu)，如5R、3R2P（R表示轉(zhuǎn)動副，P表示移動副）平面5桿機構(gòu)是最典型的2自由度并聯(lián)機構(gòu)，這類機構(gòu)一般具有2個移動運動。圖14 2自由度的球面5R并聯(lián)機構(gòu)圖15 平面2自由度的Diamond機器人（2）3自由度并聯(lián)機構(gòu)。3自由度并聯(lián)機構(gòu)各類較多，形式較復(fù)雜，一般有以下形式：平面3自由度并聯(lián)機構(gòu)，如3RRR機構(gòu)、3RPR機構(gòu)，它們具有2個移動和一個轉(zhuǎn)動；球面3自由度并聯(lián)機構(gòu)，如3RRR球面機構(gòu)、3UPS1S球面機構(gòu)，3RRR球面機構(gòu)所有運動副的軸線匯交空間一點，這點稱為機構(gòu)的中心，而3UPS1S球面機構(gòu)則以S的中心點為機構(gòu)的中心，機構(gòu)上的所有點的運動都是繞該點的轉(zhuǎn)動運動；3維純移動機構(gòu)，如StarLike并聯(lián)機構(gòu)、Tsai并聯(lián)機構(gòu)和DELTA機構(gòu)，該類機構(gòu)的運動學正反解都很簡單，是一種應(yīng)用很廣泛的3維移動空間機構(gòu)；空間3自由度并聯(lián)機構(gòu)，如典型的3RPS機構(gòu)，這類機構(gòu)屬于欠秩機構(gòu)，在工作空間內(nèi)不同的點其運動形式不同是其最顯著的特點，由于這種特殊的運動特性，阻礙了該類機構(gòu)在實際中的廣泛應(yīng)用；還有一類是增加輔助桿件和運動副的空間機構(gòu)，如德國漢諾威大學研制的并聯(lián)機床采用的3UPS1PU球坐標式3自由度并聯(lián)機構(gòu)，由于輔助桿件和運動副的制約，使得該機構(gòu)的運動平臺具有1個移動和2個轉(zhuǎn)動的運動（也可以說是3個移動運動）[2]。圖16 Delta三自由度并聯(lián)機構(gòu)圖17 3RRC移動并聯(lián)機構(gòu)圖 圖18 Tsai的移動并聯(lián)機構(gòu)圖19 UPU移動并聯(lián)機構(gòu) 圖110 3CRR三自由度并聯(lián)機構(gòu)圖111球面并聯(lián)機構(gòu) 圖112立方體3RPS并聯(lián)機構(gòu)（3）4 自由度并聯(lián)機構(gòu)。4 自由度并聯(lián)機構(gòu)大多不是完全并聯(lián)機構(gòu)，如2UPS1RRRR 機構(gòu)，運動平臺通過3個支鏈與定平臺相連，有2個運動鏈是相同的，各具有1個虎克鉸U ，1個移動副P ，其中P 和1個R是驅(qū)動副，因此這種機構(gòu)不是完全并聯(lián)機構(gòu)