摘 要

近年来，3D打印逐步走入了人们日常生活中，小到锅碗瓢盆，大到房子，汽车，乃至航天飞机，处处都可以看到3D打印的身影，它的快速性，实用性吸引了大量的粉丝。本课题通过从目前最热的3D打印入手，以机械设计的知识背景为补充，阐述某种类型的3D打印机传动结构的设计过程。

通过对市场上销售的3D打印机的类型的调查，确定打印机采用的技术类型，用材。在此基础上确定打印机传动的具体方式，对于传动机构本次设计中在XYZ轴方向上均采用滚珠丝杠传动，它对提升机器整体的精确度有很大帮助，但是在打印速度方面可能有些欠缺。随后用导柱来进行传动导向。通过分析收集到的数据，来确定课题中所设计的桌面级别的3D打印机的尺寸，从而确定传动机构的大致尺寸及传动比。利用solidworks等建模软件创建模型并绘制cad图纸。完成设计步骤。对方案进行经济性分析，判断其可行性及实用性，完成本次课题的设计任务。

关键词：3D打印；材料；结构；建模；经济性

Abstract

In recent years,3D printing go into the people's daily life gradually,from small pots and pans to houses,cars and even the space shuttle everywhere you can see the figure of 3D printing，it’s fast,practical attracted a large number of fans.This topic start from the hottest 3D printing with the adding professional knowledge of mechanical design background show us the design process of a certain type of 3D printer drive structure.

Through the systematic survey of the type of 3D printer in the market tto determines the type of technology,materials and something else that the printers use.By analyzing the data that wo collect,wo can determine the size of the desktop 3D printer which will be designed in the topic,as for the transmission mechanism in this design I choose the ball screw drive to drive the machine in the direction of XYZ axis,it is very helpful for improving the overall accuracy of the machine but it may be a little lacking in speed of the printing ,then use the guide columns to make the running way sure on its’ own way.so as to determine the size of the transmission mechanism and the transmission ratio.Use SolidWorks and other modeling software to create the model and draw the CAD drawings,Complete the design steps.Then,do economic analysis on the project,to judge the feasibility and practicality of the project,so as to complete the task of the design task.

Key Words:3D Printing;Material;Structure;Modeling;Economical Efficiency

目录

第1章 绪论 1

1.1课题的来源 1

1.2课题研究的背景 1

1.3国内外研究现状 1

1.3.1国外研究现状 1

1.3.2国内研究现状 2

1.4 3D打印机的发展趋势 2

1.5课题研究的主要内容 3

第2章3D打印技术简介 4

2.1 3D打印技术原理 4

2.2 3D打印技术特点及其面临的问题 4

2.2.1 3D打印技术特点 4

2.2.2 3D打印所面临的问题 4

第3章3D打印机结构设计 6

3.1设备结构原理及实现 6

3.2具体结构设计 6

3.2.1传动方案的确定 6

3.2.2传动构件尺寸的确定 13

第4章打印机电机及传感器的选择 17

4.1电机的选型 17

4.1.1伺服电机与步进电机的对比 17

4.1.2电机选型 18

4.2温度传感器的选择 18

4.2.1温度传感器 18

4.2.2打印耗材选用 18

第5章 打印机价格估算 20

5.1打印机价格的构成 20

5.2打印机价格计算 20

第6章 总结 22

参考文献 23

致谢 24

第1章 绪论

1.1课题的来源

本次课题研究的题目是3D打印机传动机构设计，题目联系生活实际。

随着人口的增长，我们需要越来越多的物品来满足我们的物质生活。且当今社会物质生活水平逐渐上升，人们对物质要求的观念由实用向实用且具有艺术感转变。3D打印技术的出现正好能满足人们的这些需求。它能应用的场合很多，在食品，建筑业，制造业，医疗保健，军事武器，航空航天的领域都能见到它的身影。3D打印让传统制造业产生了巨大的变化，有人甚至将3D打印机看成是第三次工业革命的影子，与蒸汽机和电力相提并论^[1]。

1.2课题研究的背景

一些国家将3D打印技术作为第三次工业革命的重要标志之一,使其引起广泛关注^[2]。随着十三五规划的展开以及工业2025的提出，我国的工业正高速的发展着。工业的发展需要技术的创新，该技术能满足目前的需求。3D打印技术是一种以数字模型文件为根本，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术^[3]。3D打印机则出现在上世纪90年代中期，即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置^[4]。它预先装好打印所需的材料，随后连接电脑，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物^[5]。这种优点让它适应目前的工业发展及工业革新的需求。

2003德国提出了工业4.0战略，其目的是为了提高德国工业的竞争力，在新一轮工业革命中占领先机，将制造业向智能化转型^[6]。工业4.0被认为是第三次工业革命的高潮，它包含基本模式的变换，由集中控制向分散控制过度。同时，它旨在充分利用信息通信技术和网络空间虚拟系统的结合，将制造业向智能化转型^[7]。3D打印技术符合这个理念的发展模式。