3D打印机diy学生自主立项申请书3D打印机diy学生自主立项申请书.doc

山东理工大学本科生创新研究项目学生自主立项申请书 申报学生 姓 名 宋发成 学号 1111052001 学院 专业年级 机械工程学院 机创1101 一种基于FDM技术的增材制造机 一、制作背景目的 增材制造机，其营销术语众所周知，即3D打印机，快速成型技术的一种，以其操作相对简单，可制作普通工艺无法制造的复杂结构而立足。其制造核心思想起源于19世纪末期的美国，并于上世纪80年代，最早一批3D打印机出现，80年代后期90年代，3D打印机被广泛用于工业，医疗，航空航天，飞机制造业。经过二三十年的发展，3D打印机进入快速发展期，其应用范围也在逐渐扩大，Stratasys等大公司开始将其推向商业化，其中桌面级的各种机型渐渐走入家庭。也出现了些开源的桌面级3D打印机供爱好者开发，Reprap就是这类开源机器，此项目的目的便是基于reprap框架制作一台简单的开源的可以正常使用的3D打印机。 二、制作使用基本原理及试验材料 原理梗概：计算机程序将设计好的3d模型进行数据分层，打印机控制部分将每层数据转化成运动，并配合打印头的材料熔化，粘合，逐层以极小间隔运动，直至成品成型。成型原理：3D打印机的成型原理基本是这几种:激光粉末烧结法（SLS），熔积成型法（FDM）， 光固化成型法（SLA），三维印刷法（3DP）， 分层实体制造法（LOM）。 和LOM基本原理分别是激光烧结，激光照射凝固，和激光切割以丝状供料，采用材料熔化，固化，粘结的原理逐层成型，成本低，易于维护。 熔融挤出成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PETG、PLA。以下是各自材料的优缺点及温度参数。因对精度要求不高，主要考虑可操作性及经济性，选择ABS材料。 三、机器基本组成及如何实现以下是Reprap i2 此机型的组成大致分为三部分，即结构部分（整体框架），加热部分，以及控制部分 结构部分包括原始框架，XYZ轴导轨框架，铝合金地板。加热部分包括加热板（加热床），挤出机（加热头）。控制部分包括，步进电机，步进电机驱动模块，控制板，电路板，同步轮同步带。组成各部分后然后布线链接。下面简要说明下各部分的实现。 I.结构部分的选材与安装 简明步骤 A组装两侧的三角结构 所需材料：M8-380mm螺杆*6，M8螺母、垫片若干，塑料件frame-vertex*2、bar-clamp*2。 B组装横向的连接杆和框架 所需材料：M8-300mm螺杆*4，M8-450mm螺杆，M8螺母、垫片若干，608ZZ轴承*2 M8大垫片*4（用来挡住同步带），塑料件z-motor-mount*2、ybrac-t*1、 bar-clamp*8。 CY轴滑杆导轨安装 所需材料：M8-405mm滑杆导轨*2。 D铝合金底板安装 所需材料：M3-20mm螺钉*8，220mm*220mm铝合金底板*1，塑料件y-bushing*4。 EX轴滑杆导轨安装 所需材料：M8-420mm滑杆导轨*2，L8UU直线导轨*3，塑料件x-end-idler*1、 x-end-motor*1。 FZ轴滑杆导轨安装 所需材料：M8-50mm螺杆*1，塑料件belt-clamp*2。 II加热部分的选材与安装A．挤出机 挤出机主要由两部分组成cold-end、hot-end。cold-end选择Gregs Hinged Extruder，hot-end选择j-head V1版本（这些都很容易买到）。首先将其跟一个用于控制的步进电机链接起来，如图。 所需材料：进料绞丝螺钉*1，608ZZ轴承*2，M8螺母、垫片若干，j-head V1 挤出机*1，塑料件wade*1、wade-big*1、wade-small*1。 B加热板 打印机的热床主要由3部分组成，铝合金底板+PCB加热板+硼硅玻璃板。打印的过程中加热床加热，主要是配合ABS材料使用，打印物体可以更好的黏在底板上面。 所需材料：220mm*220mm铝合金底板，PCB加热板，硼硅玻璃板，M3-20mm螺钉、螺母和垫片若干，支持弹簧*4。 加热头与热床: III控制部分 X轴电机、惰轮、X轴马车（马车即底座）安装 所需材料：M8-300mm螺杆*2，M8螺母*4，5mm-8mm弹性联轴器*2，42步进电*1 S2M同步轮S2M同步带*1，M8螺母、垫片、大垫片*2。Y轴步进电机安装 所需材料：42步进电机*1，S2M同步轮S2M同步带*1，塑料件belt-clamp*2。 控制板 Reprap i2型特定的avr atmega 2560，以ardurino为开源平台，以marvin v1为固件。为简化电路，已开发专用整合电路板即Ramps1.4，将 IV布线 将步进电机，热敏电阻，加热设备链接。步进电机和热敏电阻选择1007