【正文】 3D 打印機(jī)的步進(jìn)電機(jī)為 42 步 2 相 4 線步距角 18176。市場價(jià)格 3550 元不等，且購買用步進(jìn)電機(jī)時(shí)還需購買驅(qū)動(dòng)。 絕緣等級(jí)： B 級(jí)絕緣 參數(shù) : 工作條件：環(huán)境溫度： 20~50℃ 河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 相對(duì)濕度： 90%MAx 安裝位置：軸水平或垂直安裝 試驗(yàn)條件（以上參數(shù)在正常試驗(yàn)大氣條件測定） 繞組直流電阻（ 25℃）： 177。 20% 定位轉(zhuǎn)矩： REF 保持轉(zhuǎn)矩 (兩相通額定電流 )：≥ （ I=） 最大空載起動(dòng)頻率：≥ 1300pps 最大空載運(yùn)行頻率：≥ 8000pps 溫升： 80K 步距角精度： 176。 5% 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 電機(jī)重量 : 絕緣電阻：電機(jī)定子鐵心與接線端子間冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)大于 100MΩ（用 DC500V 兆歐表測量） 介電強(qiáng)度：電機(jī)定子鐵心與接線端子間應(yīng)能承受 AC600V/1S 不擊穿，泄漏電流小于 1mA 詳細(xì)圖紙參考 河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 圖表 導(dǎo)軌 目前所見到的 kossel 結(jié)構(gòu) 3D 打印機(jī)導(dǎo)軌滑塊裝置主要有兩類，一類是用型材構(gòu)成的支架直接作為導(dǎo)軌，以這類導(dǎo)軌制造的打印機(jī)的精度受型材的影響很大，精度不易保證。 市場上用于 3D 打印機(jī)的導(dǎo)軌價(jià)格在 130 元 /米左右，并且需要配合相應(yīng)的滑塊來使用。直線導(dǎo)軌，包含滑塊、導(dǎo)軌及其它金屬配件如鋼珠、保持器等，皆使用軸承 鋼材質(zhì)，具備高強(qiáng)度的特性。有鋼珠保持器設(shè)計(jì)，在精度允許下具備互換性，產(chǎn)品精度高。在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中導(dǎo)軌垂直放置，滑塊主要受到垂直向下的力（即平行于導(dǎo)軌），這個(gè)力又由固定在滑塊上的同步帶承擔(dān)，故導(dǎo)軌滑塊可認(rèn)為只作為滑動(dòng)副而沒有受力。故可以得出所需導(dǎo)軌長度計(jì)算公式如下： 推桿在極限位置時(shí)，推桿下端 S=16011020=30mm 3 9 7302 0 02 0 0S2222??????導(dǎo)導(dǎo)LLHL 故選擇導(dǎo)軌長度為 400mm 圖 導(dǎo)軌長度計(jì)算簡圖 （深色為中心位置，淺色為極限位置） 詳細(xì)圖紙參考 導(dǎo)軌 L 導(dǎo) 推桿 L 推=200mm 噴頭 h=70mm 打印高度H=200mm S=30mm 河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 圖表 直線導(dǎo)軌尺寸 電源 電源用于為整個(gè) 3D 打印機(jī)提供電力支持，包括控制板、電機(jī)、噴頭、熱床等。市場價(jià)格從60100 元不等。 以下為電源的詳細(xì)信息： 產(chǎn)品特點(diǎn) 型號(hào)： 12V30A360W 尺寸： （帶風(fēng)扇） 尺寸： （慢轉(zhuǎn)款無風(fēng)扇） 輸入電壓： 220V轉(zhuǎn) 12V 輸入頻率： 5060HZ 負(fù)載穩(wěn)定度：正負(fù) 2% 工作效率： 80% 輸出端口：三組線路輸出 散熱方式：空氣自然對(duì)流冷卻 產(chǎn)品特點(diǎn)：（ 1）過載保護(hù)、過壓保護(hù)、短路保護(hù)、 100%負(fù)載老化 （ 2）采用進(jìn)口元器件，可靠性高、直流紋波小，工作效率高 （ 3）采用脈寬調(diào)制（ Pmm）開關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)，由新型智能高效開關(guān)電源芯片組成，可靠性高； （ 4）內(nèi)置 EMI 濾波器，抗干擾性能好、設(shè)計(jì)軟啟動(dòng)電路，交流浪涌電流限制 （ 5）工作溫度低， 使用壽命長、絕緣性能好，抗電強(qiáng)度高 （ 6）滿載高溫?zé)龣C(jī) 100%老化測試、輸入電壓范圍寬，符合全球使用標(biāo)準(zhǔn) （ 7）體積小，重量輕，外觀精美 產(chǎn)品參數(shù) 河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 輸入電壓 amp。 10%額定輸出電壓 啟動(dòng)沖擊電流 30A120VAC(冷啟動(dòng) ) 過載保護(hù) 105%～ 200%(額定負(fù)載 )，自恢復(fù) 過壓保護(hù) 115%～ 135%（額定輸出電壓） 短路保護(hù) 自恢復(fù) 散熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)溫度 55176。 C 輸出啟動(dòng)時(shí)間 ≤ 2S120VAC≤ 230VAC 輸出保持時(shí)間 ≥ 10mS120VAC,≥ 20mS230VAC 工作環(huán)境 — 10℃～ 50℃； 20%～ 90%RH(無凝露 ) 一、產(chǎn)品尺寸、重量 20x11x5CM ()無 帶風(fēng)扇款慢轉(zhuǎn)款 有帶散熱風(fēng)扇 二、產(chǎn)品使用注意事項(xiàng)及安裝方法 使用注意事項(xiàng) （ 1）、輸入電壓應(yīng)接在規(guī)定的工作范圍內(nèi)（輸入電壓 115245VAC） （ 2）、嚴(yán)禁在高溫環(huán)境下使用，電源應(yīng)有良好的散熱空間與環(huán)境。 河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 圖 控制板 控制板作為 3D 打印機(jī)的“大腦”負(fù)責(zé)控制、協(xié)調(diào)、接收、輸出等任務(wù)。 市場上出售的一體板價(jià)格在 200 元左右。 可更換電機(jī)驅(qū)動(dòng)，支持 4988 驅(qū)動(dòng)和 8825 驅(qū)動(dòng)。 采用高質(zhì)量 MOSFET 管，散熱效果更好。 可以接受 24V輸入，同樣系統(tǒng)功率下可以把熱床電流減小到 1/4，有效解決河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 熱 床 MOS 管發(fā)熱問題。 可直接連接 ,2021LCD 控制板及 12864LCD 控制板。 保留 上 Servos、 AUx AUx2 接口，提供 3 個(gè) 5V輸出、 3 個(gè) 12V輸出接口。噴頭包括以下幾個(gè)部分：噴嘴、加熱裝置、冷卻裝置、風(fēng)扇。一個(gè)噴頭的價(jià)格在 60 元左右，噴嘴的口徑是可選的河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 有很多種。如果親需要其他口徑的請(qǐng)?jiān)趥渥⒗镎f明標(biāo)注一下，可供選擇的噴嘴口徑有 （ 4）重量大約 克 （ 5） 3D 打印機(jī) 6x20 單頭電熱管加熱管打印頭加熱頭 12V40W 參考圖 : 圖 噴頭結(jié)構(gòu) 風(fēng)扇詳細(xì)信息： 規(guī)格尺寸： 40x40x10mm 工作電 壓 : 12V 電 流： 額定電流： 60ma 轉(zhuǎn)速： 5000rbm 河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 噪音： 18dBA 接線：二線長 20CM25cm左右 重： 13g 參考圖： 圖 熱床 熱床可以有效增加打印件的黏著力并防止翹邊，適合用于打印 ABS 等材料，也可以用于改善 PLA 的打印效果。 熱床的市場價(jià)格為 60 元左右。主要原理是，通過加熱熱床，讓打印件維持在一個(gè)較高的溫度（ PLA 60℃ ABS100 攝氏度），防止在打印過程中材料冷卻，模型翹河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 邊。 四、 PCB 熱床原理 PCB 熱床主要靠電阻熱效應(yīng)來加熱的，電流通過電阻，會(huì)發(fā)熱， P=(UxU)/R,通常加熱功率為 120W,在 12V電壓條件下，電阻約為 1 歐姆，電流 10A。所以使用時(shí)候不要隨意提高供電電壓，以免發(fā)生危險(xiǎn)。 （ 2） 要閉環(huán)使用熱床，就是要有溫度測量加上反饋加上溫度控制，主板一般都帶著溫度控制系統(tǒng)，而熱床上已經(jīng)焊接了熱敏電阻。 （ 4）配線一定要足夠粗， 10A 電流，推薦 平方毫米線徑。 Kossel 結(jié)構(gòu) 3D 打印機(jī)中使用到 4 個(gè)微動(dòng)開關(guān)，分別是 3 個(gè)零位， 1 個(gè)調(diào)平。 使用微動(dòng)開關(guān)上有以下幾個(gè)注意事項(xiàng)： （ 1） 安裝微動(dòng)開關(guān)時(shí)，使用 的螺栓固定，需要扭矩為 矩，同時(shí)為防止螺栓松動(dòng)，可以使用墊圈。 （ 3） 注意不要把執(zhí)行裝置設(shè)置在限度位置上，否則會(huì)在開關(guān)過行程時(shí)產(chǎn)生沖擊，縮短壽命。 詳細(xì)信息： 河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 圖 型材 構(gòu)成 3D 打印機(jī)的支架，主要起到支持執(zhí)行裝置的作用，由于執(zhí)行裝置質(zhì)量較輕并考慮方便導(dǎo)軌的安裝，故選用 20x20 的鋁合金型材。同步輪與同步帶齒距相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)同步輪與同步帶的齒相互嚙合傳遞力和運(yùn)動(dòng)，其具備了皮帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)的有點(diǎn)。 kossel 結(jié)構(gòu) 3D 打印機(jī)常用的是 GT26mm橡 膠開口同步帶以及相應(yīng)的同步帶輪。 圖 同步帶 河北 工業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 圖 同步輪 連接件設(shè)計(jì) 連接件設(shè)計(jì)原則 連接件作為組成整臺(tái)設(shè)備不可缺少的元件，需要滿足如下一些要求： （ 1） 在預(yù)期工作年 限內(nèi)可以可靠工作。 （ 3） 在滿足使用要求情況下，盡量簡化結(jié)構(gòu)，簡化降低制造工藝和裝配工藝要求。 連接件材料選擇 一般情況下，根據(jù)零件的受力情況，零件的重要程度等對(duì)零件使用相應(yīng)材料。 本設(shè)計(jì)中的連接由于結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，使用普通機(jī)加工方法加工過程較多， 成本較高，為降低成本選用注塑、鑄鋁或者 3D 打印，使用的材料分別為塑料、鋁合金、 PLA。 3D打印將會(huì)在制造業(yè)中不斷進(jìn)化，從而在某一天給制造業(yè)帶來一場革命，更加節(jié)能、環(huán)保、方便、快捷、簡便、個(gè)性化的制造方式使人們擁有與眾不同的體驗(yàn)。 （ 2） 在這次設(shè)計(jì)中，采用 reprap 開源打印機(jī)中的 delta 機(jī)構(gòu)，在保證工作空間的同時(shí)，盡量使整體結(jié)構(gòu)尺寸縮小，并保障裝配精度和打印精度。 （ 4） 設(shè)計(jì)中盡可能控制了單臺(tái)打印機(jī)的制造成本，使得個(gè)人擁有一臺(tái) 3D打印機(jī)成為可能。老師還給我介紹了參加過項(xiàng)目的同學(xué)，在經(jīng)過與這些同學(xué)的交流之后，我對(duì) 3D 打印機(jī)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有了 更為深入的了解。