基于电流体动力喷射的熔融沉积成型3D打印机控制系统设计文献综述

 2023-04-11 11:04

文献综述

文 献 综 述一、选题背景及意义熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)是将丝状的热熔性材料加热融化,同时通过集成电路控制配合的工作台和三维喷头,将材料选择性地涂敷并形成3D结构的一种打印技术,但此类3D打印机的打印尺寸分辨率都较差。

因此在这个基础上我们可以通过结合电流体动力喷射打印(Electrohydrodynamic Jet Printing)的工艺,设计利用电流体动力喷射提高打印分辨率的一种新型3D打印机(E-FDM)。

本课题拟以Arduino控制板等平台为主要开发环境,针对基于电流体动力喷射的熔融沉积成型3D打印机进行控制系统设计开发,从打印过程中的电压控制、打印喷头运动轨迹路径控制、材料传输控制、交互界面等方面进行设计。

二、选题研究现状 熔融沉积成型(fused deposition modeling, FDM)是增材制造(3D 打印技术)中的一种工艺技术。

在众多的增材制造工艺中,FDM 因工艺条件相对容易达到、成型材料种类多、成型件有一定的强度、可制作一些结构件等特点而被广泛应用。

FDM工艺将模型数据分层然后逐层打印。

打印的过程是将材料加热到熔融状态,堆积到已打印的前一层,熔融状态的材料逐渐冷却、凝固,直到整个模型完成制造。

当前最常见的门式3D打印机架构其 Y轴控制通过沿Y 轴移动温控基板的方式实现控制过程,X 轴控制通过沿 X轴移动 FDM 挤出头的方式控制过程,此二者均可以采用单丝杠的控制模式进行控制,但 Z 轴的控制一般采用双丝杠通过升降 FDM挤出头行走导轨的方式采用双机配合控制。

假定丝杠的加工工艺可以保证在实际 160-220mm的 Z轴控制区域内保持一致性,且近端行走极限限位装置和远端行走极限限位装置的安装精度,也可保障 Z 轴的行走范围内的丝数相等,即其安装精度可以控制在0. 25mm以内,那么对于 2个 Z轴控制丝杠来说,其区间内的丝杠丝数完全一致。

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