【正文】 3D打印機(jī)的發(fā)展越來越進(jìn)步的同時(shí)，外界對(duì)其的要求也會(huì)越來越高。[1] 根據(jù)國(guó)際快速制造行業(yè)權(quán)威報(bào)告《Wohlers Report 2011》發(fā)布的調(diào)查結(jié)果，全球3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在1988～%的年均增長(zhǎng)速度。在這一較為漫長(zhǎng)的發(fā)展過程中，產(chǎn)業(yè)可能會(huì)面臨增長(zhǎng)期望落空、技術(shù)遭遇瓶頸以及投資撤離等風(fēng)險(xiǎn)。 Solidworks軟件介紹 SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。 由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。 在強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點(diǎn)/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用SolidWorks ，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。用戶可以直接從特征模板上調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的零件和特征，并與同事共享。三維托管網(wǎng)站是SolidWorks提供的一種服務(wù)，你可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)，快速地查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。SolidWorks 可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。工程圖是全相關(guān)的，當(dāng)你修改圖紙時(shí)，三維模型、各個(gè)視圖、裝配體都會(huì)自動(dòng)更新。但他的各種高級(jí)造型功能相對(duì)說來較弱（主要是復(fù)雜曲面幾乎都用CATIA，或者UG解決的 還有行業(yè)因素），但是完全能夠滿足如：機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，鈑金設(shè)計(jì)，管道設(shè)計(jì)等。Pro/ E提升到與SolidWorks差不多的功能時(shí)其價(jià)格是SolidWorks的四倍之多：Pro/E的易用性低，而SolidWorks的易用性高所以這個(gè)應(yīng)該是SolidWorks最為核心的優(yōu)勢(shì)，讓大家不局限在軟件的使用上，而是專注于設(shè)計(jì)本身。 SolidWorks最大的優(yōu)勢(shì)在于易學(xué)易用，很適合新手使用，再說SolidWorks公司是專業(yè)的軟件公司，所以新手用這款軟件還是很好的選擇；在大型裝配、智能設(shè)計(jì)、以及CAE分析方面，solidworks的優(yōu)勢(shì)還是比較明顯的，在這些方面有要求的朋友可以用SolidWorks；在設(shè)計(jì)驗(yàn)證上，做的也是很好，我個(gè)人非常喜歡這個(gè)軟件。在打印機(jī)上邊裝有一個(gè)電機(jī)連接絲桿，帶動(dòng)噴頭所在的光桿做Z方向運(yùn)動(dòng)。為了是打印機(jī)工作平穩(wěn)，底座上下兩根型材分別與立桿用連接部件固定，其中上面的型材與部件固定，拆卸時(shí)需擰下螺釘，而下面的型材則與部件通過六角螺栓活動(dòng)鏈接。底座梁支架的作用就是支撐整個(gè)底板和固定光桿、電機(jī)。 電機(jī)的選擇一、負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 PMSM定子轉(zhuǎn)組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的機(jī)理與感應(yīng)電機(jī)是相同的。當(dāng)θ為90度角時(shí)，對(duì)應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩，稱最大同步轉(zhuǎn)矩。 傳動(dòng)慣量對(duì)伺服系統(tǒng)的精度，穩(wěn)定性，動(dòng)態(tài)響應(yīng)都有影響。則10個(gè)來回大約18秒，x軸方向10次加減速，對(duì)應(yīng)總時(shí)間6s。 () () ()式中：Ma——電機(jī)啟動(dòng)加速力矩； ；；；總傳動(dòng)效率為：180。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。、176。、176。/131072=。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。 步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。20世紀(jì)后期國(guó)內(nèi)外聯(lián)軸器產(chǎn)品發(fā)展很快，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)如何從品種甚多、性能各異的各種聯(lián)軸器中選用能滿足機(jī)器要求的聯(lián)軸器，對(duì)多數(shù)設(shè)計(jì)人員來講，始終是一個(gè)困擾的問題。(1)重量輕，超低慣性和高靈敏度(2)免維護(hù)，超強(qiáng)抗油和耐腐蝕性(3)無法容許偏心，使用時(shí)應(yīng)讓軸盡量外露(4)主體材質(zhì)可選鋁合金/不銹鋼(5)固定方式有夾緊、頂絲固定。彈性聯(lián)軸器各技術(shù)參數(shù)：LS2：系列號(hào)，材料為鋁合金75：外徑尺寸：，夾緊螺絲固定03：D1軸徑為：3mm04：D2軸徑為：4mm 8 第四章 3D打印機(jī)主要部件受力分析 X方向運(yùn)動(dòng)光桿的受力分析 因?yàn)閤方向運(yùn)動(dòng)有兩根相同的光桿支撐，他們所受的力的大小方向都是一樣的，所以在做受力分析的時(shí)候先把它作為一根來算。所選絲杠符合要求。 α——螺紋牙型角；若一般情況下，可以根據(jù)設(shè)計(jì)意圖選擇系統(tǒng)的三個(gè)默認(rèn)基準(zhǔn)面之一作為草圖繪制基準(zhǔn)面。其特點(diǎn)是鼠標(biāo)的形狀是一只“筆”的形狀，在筆的左下角提示當(dāng)前繪圖的基本形狀。（1）欠定義 這是草圖的不確定的定義狀態(tài)，需要用尺寸和約束來確定幾何關(guān)系。過定義草圖其幾何體是紅色的。（2）圓（3）矩形（4）圓角、倒角 繪制圓角和倒角主要用于對(duì)線段之間添加圓角或倒角，通過單擊草圖工具欄中的【繪制圓角】或【繪制倒角】按鈕，或選擇下拉菜單【工具】/【草圖工具】/【圓角】（或【倒角】）命令，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出其屬性管理器。 延伸實(shí)體工具可將草圖實(shí)體直線、中心線或圓弧等延長(zhǎng)到指定的元素。 “中心X”和“中心Y”文本框中需要輸入圓周陣列的圓心坐標(biāo)值，“數(shù)量”文本框中需要輸入要陣列的實(shí)例數(shù)，激活“要陣列的實(shí)體”選項(xiàng)，在繪圖區(qū)中用鼠標(biāo)選中要復(fù)制的局部特征。（2）添加草圖幾何關(guān)系 對(duì)于那些無法自動(dòng)添加的幾何關(guān)系，可以使用通過手動(dòng)方式來添加幾何關(guān)系。 SolidWorks是一個(gè)尺寸驅(qū)動(dòng)的三維設(shè)計(jì)軟件，草圖實(shí)體的大小最終由標(biāo)注的尺寸值來決定?？梢杂檬髽?biāo)中鍵來增大或減小尺寸值，也可以直接輸入新的尺寸值，單擊【確定】按鈕，完成線性尺寸的標(biāo)注。 （4）尺寸編輯 在草圖設(shè)計(jì)的過程中，常常需要對(duì)尺寸進(jìn)行編輯。 定制零件模板的操作步驟如下：（1） 單擊【新建】按鈕，彈彈出的對(duì)話框，在對(duì)話框中選擇“高級(jí)”按鈕。因此使用模板就可以避免每次重復(fù)輸入文件屬性及自定義變量。（4）有利于減少工程視圖中的虛線，并方便布置視圖等。（2）所選方向應(yīng)盡可能多地反映零件的特征形狀。再次新建文件時(shí)，我們保存的“我的零件模板”出現(xiàn)在“模板”選項(xiàng)卡中。需要?jiǎng)h除操作時(shí)，選擇需要?jiǎng)h除的內(nèi)容按“Delete”鍵，即可刪除被選擇的內(nèi)容。 鼠標(biāo)左鍵分別單擊圓弧的2個(gè)端點(diǎn)，再單擊圓弧，移動(dòng)光標(biāo)拖出的尺寸即為圓弧弧長(zhǎng)，在“修改”對(duì)話框中輸入尺寸數(shù)值，單擊【確定】按鈕。（1）線性尺寸標(biāo)注 線性尺寸一般分為水平尺寸和垂直尺寸，可用來標(biāo)注線段長(zhǎng)度或2端點(diǎn)間的距離。標(biāo)注尺寸時(shí)，可以在屬性管理器中修改尺寸的公差形式、公差值、尺寸箭頭形式以及尺寸文本。（1）自動(dòng)草圖幾何關(guān)系 自動(dòng)添加幾何關(guān)系是指在繪圖過程中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)幾何元素的相對(duì)位置，自動(dòng)賦予幾何意義，不需要另行添加幾何關(guān)系。 圓周草圖陣列是將草圖中的復(fù)制結(jié)構(gòu)按圓周排列方式進(jìn)行布置。（5）剪裁和延伸 剪裁實(shí)體和延伸實(shí)體工具側(cè)重點(diǎn)有所不同，剪裁實(shí)體是將草圖中多余的草圖實(shí)體剪掉，而延伸實(shí)體是將草圖實(shí)體延長(zhǎng)。方法是繪制一條直線后，在直線的終點(diǎn)按下鼠標(biāo)左鍵（不松開）移動(dòng)光標(biāo)遠(yuǎn)離直線終點(diǎn)，然后移動(dòng)光標(biāo)返回至直線的終點(diǎn)，并再次移動(dòng)光標(biāo)遠(yuǎn)離直線終點(diǎn)，這時(shí)在繪圖區(qū)域中會(huì)顯示出將要繪制的圓弧預(yù)覽，鼠標(biāo)旁的文字提示為圓弧半徑及圓弧角。一般情況下，草圖都應(yīng)該是完全定義的。（4）數(shù)值反饋 在繪制這些基本形狀時(shí)，在光標(biāo)的右上角有一個(gè)變化的數(shù)值，提示當(dāng)前操作的主要參數(shù)，在筆的右上端顯示的是直線的長(zhǎng)度和角度。 草圖有很多類型的反饋特征，通過改變光標(biāo)的形狀，顯示出當(dāng)前繪制的幾何實(shí)體的種類，同時(shí)還可以表明對(duì)現(xiàn)有實(shí)體的捕捉情況，如捕捉到端點(diǎn)、中點(diǎn)或與所選擇實(shí)體重合等類型。 繪制草圖主要包括繪制圖形、添加幾何約束和尺寸標(biāo)注等3個(gè)步驟，對(duì)于平面草圖而言，選擇草圖繪制基準(zhǔn)面是首先要解決的問題。經(jīng)查表和前述計(jì)算可以的出如下參數(shù)：查表得，使用壽命 T=15000h，初選絲杠螺距 t=4mm，且已經(jīng)知道Z軸下降的最大的下降速度是所以絲杠轉(zhuǎn)速 取絲杠轉(zhuǎn)速所以額定動(dòng)載荷：設(shè)計(jì)其精度為3級(jí)，可靠性為90%則由 （)其中可查出精度系數(shù)，可靠性系數(shù)，荷性質(zhì)系數(shù)，且已知上述數(shù)據(jù)代入公式后，可得：查表（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)），取滾珠絲杠的直徑d0=6mm，選用滾珠絲杠螺母副型號(hào)為32063，其額定負(fù)荷為6766N，足夠用。公稱轉(zhuǎn)矩系列順序號(hào)，為聯(lián)軸器規(guī)格代號(hào)。(1)無齒隙的連接，用于小扭矩的測(cè)量傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(2)使用方便、容易安裝、節(jié)省時(shí)間、尺寸范圍廣、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于目測(cè)檢查(3)抗油腐蝕，可電氣絕緣，可供不同材料的滑塊彈性體選擇(4)軸套和中間件之間的滑動(dòng)能容許大徑向和角向偏差，中間件的特殊凸點(diǎn)設(shè)計(jì)產(chǎn)生支撐的作用，容許較大的角度偏差，不產(chǎn)生彎曲力矩，侃軸心負(fù)荷降至最低。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。/10000=176。、176。、 176。滿足要求。η——傳遞機(jī)械效率。二、打印速度的初步估計(jì) 每打一個(gè)，計(jì)劃在Y軸方向移動(dòng)10次，使寬度達(dá)到361mm=對(duì)此，計(jì)算噴頭走完1個(gè)幅面的時(shí)間T，計(jì)劃彩印周期T秒，暫時(shí)忽略10次Y方向移動(dòng)時(shí)間，有：Fy和Fs分別是轉(zhuǎn)子、定子的磁勢(shì)或磁密；p為極對(duì)數(shù)。這部分主要介紹X方向噴頭結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。電機(jī)工作通過帶動(dòng)支架在光桿上來回運(yùn)動(dòng)。噴頭與光桿銜接左右運(yùn)動(dòng)。 第三章 3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3D打印機(jī)的參數(shù)打印機(jī)的運(yùn)行尺寸：260260100mm打印的最大范圍：260260100mm標(biāo)準(zhǔn)型材的尺寸：2525mm電機(jī)的轉(zhuǎn)速：3600r/min 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作原理3D打印機(jī)在工作的時(shí)候是中間兩根標(biāo)準(zhǔn)型材是立起的，立起的時(shí)候能提供打印機(jī)在X,Z方向的運(yùn)動(dòng)空間。在3D建模方面，大同小異，如果隨便看看，感覺差異很小的，但是如果插入心窩，感覺還是有點(diǎn)差異。 很多人都知道Pro/E的架構(gòu)是屬于“純”參數(shù)的設(shè)計(jì)方式，因此在用Pro/E時(shí)，在繪制零件中最重要的工作變成注意草圖是否已經(jīng)“完全定義”；而這樣的設(shè)計(jì)過程將容易讓整個(gè)設(shè)計(jì)意念因而分心導(dǎo)致影響你的設(shè)計(jì)與創(chuàng)造力。SolidWorks與其他三維繪圖軟件比較： Pro/E的性價(jià)比低，而SolidWorks的性價(jià)比高。[14] Solidworks與其他三維制圖軟件的對(duì)比 目前選擇 SolidWorks的最大優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單容易上手，功能比較全面，但是也不需要和專業(yè)的軟件比較的，因?yàn)樗?jiǎn)單易學(xué)，功能上能滿足設(shè)計(jì)的需求即可。智能化裝配技術(shù)能夠自動(dòng)地捕捉并定義裝配關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。eDrawings是一種極度壓縮的、可通過電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個(gè)同Windows資源器類似的CAD文件管理器。 在目前市場(chǎng)上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計(jì)過程比較簡(jiǎn)便而方便的軟件之一。 Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。 提升3D打印的速度、效率和精度，開拓并行打印、連續(xù)打印、大件打印、多材料打印的工藝方法，提高成品的表面質(zhì)量、力學(xué)和物理性能，以實(shí)現(xiàn)直接面向產(chǎn)品的制造；開發(fā)更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質(zhì)材料及復(fù)合材料等，特別是金屬材料直接成型技術(shù)有可能成為今后研究與應(yīng)用的又一個(gè)熱點(diǎn)；3D打印機(jī)的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡(jiǎn)便，更加適應(yīng)分布化生產(chǎn)、設(shè)計(jì)與制造一體化的需求以及家庭日常應(yīng)用的需求；軟件集成化，實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP/RP的一體化，使設(shè)計(jì)軟件和生產(chǎn)控制軟件能夠無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者直接聯(lián)網(wǎng)控制的遠(yuǎn)程在線制造；拓展在生物醫(yī)學(xué)、建筑、車輛、服裝等更多行業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)造性應(yīng)用。 Gartner公司2011年發(fā)布的最新技術(shù)發(fā)展展望報(bào)告判斷：3D打印技術(shù)目前正在進(jìn)入概念炒作的高峰階段，其技術(shù)還有待充分成熟，主流市場(chǎng)也有待進(jìn)一步培育。要想產(chǎn)生大的經(jīng)濟(jì)效益就要占領(lǐng)足夠的市場(chǎng)份額，目前3D打印機(jī)不像二維打印機(jī)那么普遍。3D打印技術(shù)的精度相對(duì)于現(xiàn)在的高精度制造業(yè)來說，還是有很大差距的。3D打印機(jī)的生產(chǎn)成本比較高，從剛開始設(shè)計(jì)一臺(tái)3D打印機(jī)到買材料，組裝，測(cè)試校核等程序使得打印機(jī)的成本大大提高，為了普及3D打印機(jī)很多商家生產(chǎn)出比較廉價(jià)的打印機(jī)，并且邀請(qǐng)那些對(duì)此比較有興趣的人共同開發(fā)，降低生產(chǎn)成本。當(dāng)前，國(guó)際3D打印機(jī)制造業(yè)正處于迅速的兼并與整合過程中，行業(yè)巨頭正在加速崛起。3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可以體現(xiàn)在高效率的基礎(chǔ)上打印出廉價(jià)的部件。[1] 3D打印技術(shù)已經(jīng)有了十多年的發(fā)展，目前分辨率可以達(dá)到6000pi，這樣的技術(shù)幾乎可以打印出你肉眼能看得出來的東西，可見這精度已經(jīng)非常高了。 3D打印技術(shù)目前是一種高新技術(shù)，3D打印技術(shù)作為一種