3D打印驱动电路设计及文件切片算法研究

发布时间：2017-03-20 17:04

  本文关键词：3D打印驱动电路设计及文件切片算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：3D打印技术是快速成型技术的一种，，根据成形材料及打印加工过程的不同又可分为不同类型的技术，例如选择性激光烧结（SLS，selective laser sintering）、立体平版印刷SLA（Stereolithography）、叠层制造法LOM（Laminated Object Manufacturing）、熔丝沉积制造技术（FDM，fused deposition modeling）等，每种技术都有自身的优缺点。如何提高打印的速度和精度是当今3D打印技术研究的主要问题。 本文详细阐述了3D打印的关键技术，针对3D打印中对文件切片处理过程耗时,占用存储空间大等缺陷问题,分析分层处理的过程和切片文件(STL文件)单元三角形面之间的关系,利用其三角形面片之间的拓扑结构和三角形面片自身的连续性,给出了一种新的切片算法(基于Z坐标分层算法)，意在减少分层过程的时间及内存占用量,提高分层轮廓信息的可靠性。 设计了3D打印的硬件电路，控制系统选择意法半导体公司的STM32F103作为核心处理器，利用其高速的数据处理能力和芯片内部集成丰富的外设接口资源，通过串口通信接口为3D打印系统提供了一个功能强大并具有一定扩展性的硬件平台，选用步进电机细分控制驱动芯片A3979控制X、Y、Z三轴运转，理论分析将抖动算法应用到3D打印中，力求在成本合理、结构简单、功能完善的基础上尽量提高3D打印的效率和打印输出的精度。
【关键词】：3D打印 FDM 切片算法 驱动控制
【学位授予单位】：北京印刷学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP334.8
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 课题背景及意义7
• 1.2 3D 打印7-10
• 1.3 国内外发展现状及趋势10-11
• 1.4 论文的研究内容11-12
• 1.5 论文的主要工作及结构12-13
• 第二章 3D 打印系统13-18
• 2.1 3D 打印快速成形系统13-14
• 2.2 熔丝沉积制造技术14-15
• 2.3 打印驱动系统主要功能模块15-16
• 2.4 本章小结16-18
• 第三章 3D 打印传动系统设计18-29
• 3.1 驱动控制系统18-19
• 3.2 步进电机的选择19-22
• 3.3 驱动控制方法及打印输出控制算法研究22-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 3D 打印系统硬件设计29-43
• 4.1 主控模块的电路设计29-32
• 4.1.1 微控制器的选择29-31
• 4.1.2 电机驱动部分硬件设计31-32
• 4.2 电源及按键显示模块设计32-37
• 4.2.1 电源设计32-33
• 4.2.2 显示及按键模块33-37
• 4.3 喷头模块37-39
• 4.4 通信模块39-41
• 4.5 本章小结41-43
• 第五章 3D 打印文件的解析算法及软件设计43-58
• 5.1 STL 文件分析43-44
• 5.2 STL 文件切片流程及切片算法44-46
• 5.2.1 切片处理过程44-45
• 5.2.2 切片处理算法45-46
• 5.3 基于 Z 坐标的切片算法46-52
• 5.3.1 三角形面片自身的连续性47-48
• 5.3.2 与分层面相交的所有三角形边之间的连续性48-49
• 5.3.3 基于 Z 坐标分层算法49-52
• 5.4 系统软件部分主要流程图52-56
• 5.4.1 系统上电初始化52-53
• 5.4.2 串口通信模块软件设计53-55
• 5.4.3 液晶显示流程图55-56
• 5.4.4 温度检测模块56
• 5.5 本章小结56-58
• 第六章 总结与展望58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-63
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文63-64
• 附录 2 硬件原理图64-66
• 附录 3 攻读硕士学位期间做了相关科研工作66-70

【参考文献】

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本文编号：258115