3D打印机电机驱动电路及温控技术研究

发布时间：2017-08-01 08:20

  本文关键词：3D打印机电机驱动电路及温控技术研究

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【摘要】：3D打印技术也称为快速成型技术。一方面,3D打印将成为一种工业化力量,另一方面,3D打印开始应用于医疗。跟传统制造的产品相比,3D打印机制作的新产品将熔丝材料、纳米尺度以及印刷电子器件等融于一体,展示出堪称神奇的新特性,不仅令人喜爱,更具备明显的竞争优势。基于融熔沉积成型的3D打印技术发展迅速,具有成型材料广泛、操作简单等优点。喷头是3D打印的关键部件之一,其机械结构复杂,电机性能与温度稳定性是保证产品质量的关键。因此,喷头电机驱动与温度控制研究具有重要的意义。喷头吐丝的挤出力来源步进电机,挤出的速度和稳定直接影响FDM喷头的成丝质量,所以必须对步进电机驱动控制。FDM喷头温度稳定性影响3D打印产品的质量,因此,FDM喷头中温度控制是一个关键性技术和参数。本文研究内容是如何通过优化电路和改进控制方式,来达到3D打印最佳点,通过温度传感器回路补偿优化FDM喷头温度控制。首先要系统学习3D打印机喷头控制电路及工作过程,然后对HOFI X1打印机进行电路测试及分析,对FDM温控进行分析和改进优化,以及对喷头温度控制优化测试及模拟软件测试。
【关键词】：3D打印 FDM喷头 电机驱动 温控测试 优化
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP334.8
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪言9-17
• 1.1 背景及相关研究介绍9-13
• 1.2 3D打印技术国内外研究及发展现状13-16
• 1.3 课题研究的主要内容16-17
• 第二章 3D打印机喷头电机驱动电路17-24
• 2.1 3D打印原理及工作工程17-18
• 2.2 电机驱动电路的原理18-19
• 2.3 步进电机和伺服电机原理19-24
• 2.3.1 步进电机的原理20-22
• 2.3.2 步进电机与伺服电机的区别22-24
• 第三章 FDM喷头温控原理及模型分析24-35
• 3.1 温度传感器24-25
• 3.2 温度闭环跟踪控制25-26
• 3.3 供料挤出机构控制26-28
• 3.4 PID控制理论28-29
• 3.5 模糊控制基本理论29-31
• 3.6 温控模型分析与测试31-35
• 3.6.1 热传递过程分析31-33
• 3.6.2 FDM温度分布的仿真结果33-34
• 3.6.3 打印喷头温度场结构调节34-35
• 第四章 FDM喷头驱动及温控技术改进35-42
• 4.1 FDM成型原理35
• 4.2 FDM喷头结构的优化设计35-42
• 4.2.1 采用LPC1768微控制器电路的设计35-36
• 4.2.2 步进电机的设计36-37
• 4.2.3 挤出机和加热床的温度控制电路设计37-38
• 4.2.4 行程开关的电路设计38-39
• 4.2.5 喷头滑动装置设计39-40
• 4.2.6 整机的虚拟设计40-42
• 第五章 FDM温度控制优化测试及模拟软件测试42-52
• 5.1 实验平台搭建42-46
• 5.2 测试软件组成和界面46-47
• 5.3 优化控制测试数据分析47-52
• 第六章 结论与展望52-54
• 参考文献54-57
• 附件一：THB6128电机驱动电路原理图57-58
• 致谢58-59

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本文编号：603291