基于Arduino平台的3D打印机设计与实现
发布时间：2020-12-25 23:24
3D快速成型打印机技术的出现,完全颠覆了传统的产品制造工艺,形成了行业中最具有创造力之一的技术。因为它将原来的X、Y轴的平面打印技术上,新增加了Z轴方向的纵向运动,将纵向各个横截面堆积起来,形成了三维立体模型。它最大的优点就是设备简单,制造样品的周期短,使用的材料便宜,而且浪费很少,工业污染小,环保,打印的时候不需要大量的人力物力等等。所以目前这一技术已经广泛用于全世界的各行各业中。因此本文围绕着基于Arduino平台的3D打印机进行研究,完成较低成本3D打印机的设计与实现。首先对本系统的3D打印系统方案进行需求分析与可行性分析,提出本次设计的性能需求,然后对系统的方案进行选择与论证,其中包括主控芯片方案的选择与论证,步进电机驱动模块方案的选择与论证,显示模块的方案的选择与论证,最后实现了对3D打印控制系统的设计步骤确立。其次完成了对整个系统的硬件电路综合设计与实现,其中包括了硬件总体结构的分析,微处理器主控模块的设计与实现,驱动的转接扩展模块的设计与实现,显示电路与存储电路模块的设计与实现,步进电机的选择及驱动模块的设计与实现,以及完成了它们各自的PCB版图绘制设计工作。再次进行了完...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
消费者主导生产者的模式（C2B模式）
电子科技大学硕士学位论文第二章 总体方案设计2.1 系统需求分析3D 打印它不属于单独的某一科学领域，而是多个学科领域的结合，把多种技术融合在一起，具有一定跨时代意义的产物。本文基于 Arduino 平台的 3D 打印机进行相关课题研究，它是属于典型的熔融沉积型 3D 打印机，其工作主要由以下几个步骤完成：首先，是需要使用者构造的三维模型为目标，对三维模型进行分层切片处理，用以获取模型的二维截面，并在这个过程中生成 G-code 代码命令。然后，将生成的代码发送给微处理器控制芯片，然后微处理器控制芯片将代码转化为驱动步进电机的控制运行信号传送给电机驱动模块。最后，电机驱动模块控制打印机的 X、Y、Z 三个轴的运转，并且控制挤出头的温度与挤出的速度，以及热床的温度。如图 2-1 所示，3D 打印机的工作流程：
7图 2-2 3D 打印系统硬件结构图图 2-2 为 3D 打印系统硬件结构图，从 3D 打印机工作原理及硬件结构可以看出，控制 X、Y、Z 三轴的运动系统和挤出头驱动就是 3D 打印机控制的实质目标[10]。因此，步进电机驱动控制和挤出头温度采集及加热控制成为本论文的研究重点。系统的性能需求：3D 打印机归根结底是为了在生产环节中采用新的技术提高生产效率，降低成本，便宜生产，降低制造难度[11]。本文根据 3D 打印机的特点提出了以下几点性能需求：1.完整及稳定性首先必须完成整个 3D 打印机系统的设计，使其能打印出 PLA 或者是 ABS 材料的模型，而稳定性又是诠释一台仪器的重要指标之一，所以本次设计必须保证能持续长时间打印
【参考文献】：
期刊论文
[1]Web日志挖掘中的数据预处理研究[J]. 于琦. 河南科技. 2018(13)
[2]国内外3D打印在骨科的发展状况[J]. 许森赫,王金成,范丽雯,吕虹,于冲. 中国实验诊断学. 2018(02)
[3]3D打印相关技术的发展现状[J]. 姜涛,程筱胜,崔海华,戴宁. 机床与液压. 2018(03)
[4]液态金属3D打印技术进展及产业化前景分析[J]. 于永泽,刘静. 工程研究-跨学科视野中的工程. 2017(06)
[5]FDM 3D打印件缺陷产生原因及处理方法的研究[J]. 胡碧康,周丽红. 表面工程与再制造. 2017(06)
[6]基于Arduino平台龙门型3Dprinter的研究与设计[J]. 罗凯,侯健,岳晨. 电子制作. 2017(24)
[7]3D打印用光敏树脂的高性能化及功能化研究进展[J]. 崔可建,朱才镇,轩钦,王晓露,赵宁,徐坚. 高分子通报. 2017(12)
[8]骨科数字化3D打印技术及应用[J]. 陈继民,张成宇,曾勇,徐仰立. 激光与光电子学进展. 2018(01)
[9]聚乳酸/木粉3D打印复合材料的制备与性能研究[J]. 王莹,梁硕,孙百威,孙浩然,雷霆,姜洋,张彦华. 塑料科技. 2017(10)
[10]基于ATMEGA2560的自平衡移动机器人系统设计[J]. 张燕,吕吉明,许刘泽,沈祥伟. 电脑知识与技术. 2017(16)
硕士论文
[1]面向恒减速制动工况的矿井提升机动力学特性研究[D]. 贺亚彬.太原理工大学 2018
[2]远程电源控制系统的设计与实现[D]. 冯梦雨.电子科技大学 2018
[3]中职学校学生综合评价系统的设计与实现[D]. 邓小丽.电子科技大学 2017
[4]基于ARM的智能家居温控系统的设计[D]. 王超.成都理工大学 2017
[5]改性聚对苯二甲酸丙二醇酯及其3D打印中的应用研究[D]. 余丹丹.华东理工大学 2017
[6]基于模糊PID的3D打印机精度控制的研究[D]. 李道龙.安徽理工大学 2016
[7]3D打印控制方案设计与实现[D]. 李秋实.湖北工业大学 2016
[8]基于ARM的3D打印机控制系统研究[D]. 李德振.山东农业大学 2015
[9]基于ZigBee的智能家居控制节点设计与实现[D]. 罗凯.电子科技大学 2013
[10]镀膜有机玻璃透明件保护涂层体系的研制[D]. 李洁.兰州大学 2011
本文编号：2938579
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
消费者主导生产者的模式（C2B模式）
电子科技大学硕士学位论文第二章 总体方案设计2.1 系统需求分析3D 打印它不属于单独的某一科学领域，而是多个学科领域的结合，把多种技术融合在一起，具有一定跨时代意义的产物。本文基于 Arduino 平台的 3D 打印机进行相关课题研究，它是属于典型的熔融沉积型 3D 打印机，其工作主要由以下几个步骤完成：首先，是需要使用者构造的三维模型为目标，对三维模型进行分层切片处理，用以获取模型的二维截面，并在这个过程中生成 G-code 代码命令。然后，将生成的代码发送给微处理器控制芯片，然后微处理器控制芯片将代码转化为驱动步进电机的控制运行信号传送给电机驱动模块。最后，电机驱动模块控制打印机的 X、Y、Z 三个轴的运转，并且控制挤出头的温度与挤出的速度，以及热床的温度。如图 2-1 所示，3D 打印机的工作流程：
7图 2-2 3D 打印系统硬件结构图图 2-2 为 3D 打印系统硬件结构图，从 3D 打印机工作原理及硬件结构可以看出，控制 X、Y、Z 三轴的运动系统和挤出头驱动就是 3D 打印机控制的实质目标[10]。因此，步进电机驱动控制和挤出头温度采集及加热控制成为本论文的研究重点。系统的性能需求：3D 打印机归根结底是为了在生产环节中采用新的技术提高生产效率，降低成本，便宜生产，降低制造难度[11]。本文根据 3D 打印机的特点提出了以下几点性能需求：1.完整及稳定性首先必须完成整个 3D 打印机系统的设计，使其能打印出 PLA 或者是 ABS 材料的模型，而稳定性又是诠释一台仪器的重要指标之一，所以本次设计必须保证能持续长时间打印
【参考文献】：
期刊论文
[1]Web日志挖掘中的数据预处理研究[J]. 于琦. 河南科技. 2018(13)
[2]国内外3D打印在骨科的发展状况[J]. 许森赫,王金成,范丽雯,吕虹,于冲. 中国实验诊断学. 2018(02)
[3]3D打印相关技术的发展现状[J]. 姜涛,程筱胜,崔海华,戴宁. 机床与液压. 2018(03)
[4]液态金属3D打印技术进展及产业化前景分析[J]. 于永泽,刘静. 工程研究-跨学科视野中的工程. 2017(06)
[5]FDM 3D打印件缺陷产生原因及处理方法的研究[J]. 胡碧康,周丽红. 表面工程与再制造. 2017(06)
[6]基于Arduino平台龙门型3Dprinter的研究与设计[J]. 罗凯,侯健,岳晨. 电子制作. 2017(24)
[7]3D打印用光敏树脂的高性能化及功能化研究进展[J]. 崔可建,朱才镇,轩钦,王晓露,赵宁,徐坚. 高分子通报. 2017(12)
[8]骨科数字化3D打印技术及应用[J]. 陈继民,张成宇,曾勇,徐仰立. 激光与光电子学进展. 2018(01)
[9]聚乳酸/木粉3D打印复合材料的制备与性能研究[J]. 王莹,梁硕,孙百威,孙浩然,雷霆,姜洋,张彦华. 塑料科技. 2017(10)
[10]基于ATMEGA2560的自平衡移动机器人系统设计[J]. 张燕,吕吉明,许刘泽,沈祥伟. 电脑知识与技术. 2017(16)
硕士论文
[1]面向恒减速制动工况的矿井提升机动力学特性研究[D]. 贺亚彬.太原理工大学 2018
[2]远程电源控制系统的设计与实现[D]. 冯梦雨.电子科技大学 2018
[3]中职学校学生综合评价系统的设计与实现[D]. 邓小丽.电子科技大学 2017
[4]基于ARM的智能家居温控系统的设计[D]. 王超.成都理工大学 2017
[5]改性聚对苯二甲酸丙二醇酯及其3D打印中的应用研究[D]. 余丹丹.华东理工大学 2017
[6]基于模糊PID的3D打印机精度控制的研究[D]. 李道龙.安徽理工大学 2016
[7]3D打印控制方案设计与实现[D]. 李秋实.湖北工业大学 2016
[8]基于ARM的3D打印机控制系统研究[D]. 李德振.山东农业大学 2015
[9]基于ZigBee的智能家居控制节点设计与实现[D]. 罗凯.电子科技大学 2013
[10]镀膜有机玻璃透明件保护涂层体系的研制[D]. 李洁.兰州大学 2011
本文编号：2938579
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