3D打印设备机械机构设计摘要：基于FD训技术的3D打印已逐渐发展成为一种新的主流加工技术。与传统制造技术不同，基于FD技术的3D打印机可以降低复杂零件的制造难度、操作方便、成本低、印刷材料来源广泛等特点。然而，它也面临许多困难和挑战。特别是在成形精度、印刷速度和新材料的研发等方面，还有待研究。因此，3D打印技术的发展和推广仍有广阔的空间。针对现有的基于FD训技术的三维打印机的低打印效率和成形精度差等缺，点，分析了三维打印机的工作原理，并根据目前的结构设计了一种三喷嘴D打印机。对其机械结构进行了设计和改进。根据不同的分工，将三维打印机分为挤出机枸、送丝机构、传动机枸、散热结构、伺服系统、温控系统等。设计了送丝机构的布置方案。针对喷嘴直径的不同，采用近端送丝与远端送丝相结合的送丝方法，降低了挤出机枸的重量，提高了印刷速度。改进环形散热器的结枸，选择散热器数量、长度、高度等参数的最佳组合，增加散热，解决喷水器印刷堵塞的问题。分析了三维打印机轴承部件的强度和刚度，并对机械结构的可行性进行了测试。对喷嘴内流体的实际运动进行了模拟，验证了三喷嘴挤出机枸的可行性和喷嘴的结枸设计。研究了三维打印机的温度控制系统，以确保工作过程的稳定性。绘制了传统PD控制和模糊PID控制的响应曲线，并对它们进行了比较。选择了一种更合适的控制算法，使温度控制更加准确。通过对基于FD训技术的三维打印机结枸设计与控制系统的研究，可以提高送丝的丝堵塞、唾液和动力不足等问题，同时提高印刷精度和印刷速度。基于FD训技术的3D打印机的设计通过对设计的3D打印机进行了多项打印样品的测试，满足了设计要求，为以后的3D打印机开发提供了参考，具有较高的精度和效率。关键词：FDM:3D打印机：挤出机构目录第1章绪论1.1课题研究的背景和意义…1.23D打印机的分类与基本原理分析.31.2.13D打印机的分类.31.2.2基于FDM技术的3D打印机的工作原理.71.3基于FDM技术的3D打印机国内外研究现状.91.3.1国外研究现状…1.3.2国内研究现状…101.3.3存在的问题…121.4本文研究内容.13第二章基于FDM技术的3D打印机核心机构及结构设计142.1引言..142.2基于FDM技术的3D打印机总体设计.142.3基于FDM技术的3D打印机三喷嘴挤出机构的设计182.3.1三喷嘴挤出机构的挤出方式选择2.3.2三喷嘴挤出机构的喷嘴结构设计..192.3.3三喷嘴挤出机构的布局设计.242.4送丝机构的设计.262.4.1影响送丝驱动力的因素.…2.4.2送丝机构的设计…2.5散热结构的设计.302.5.1散热结构热分析..2.5.2散热结构模型建立.…2.5.3散热结构尺寸参数分析2.6传动机构设计.362.6.1传动机构运动方式分析.…..362.6.2传动机构方案设计…2.7机身结构和工作平台设计…392.7.1机身结构设计2.7.2工作平台设计.40第三章结论.41致谢…参考文献.43第1章绪论1.1课题研究的背景和意义三维打印是一种集数字化、人工智能和新材料应用于一体的新型制造方法。在当今的3D打印领域，打印技术的类型是多样化的。根据不同的印刷原理，可分为熔融沉积快速成型(FDM)、光固化成形(SLA)、三维粉末粘接(3DP)和选择性激光烧结(SLS⑨。与其他技术相比，基于FDM技术的3D打印机在简单、安全的环境中运行，在打印部件的过程中不产生有毒气体或化学物质，适用于家庭和办公室。对印刷材料的要求相对较低。印刷材料具有成本低、利用率高、运输方便等优点。同时，对于一些结构复杂的产品，传统的加工技术由于其加工设备的局限性，往往会影响零件在设计和加工过程中的制造精度，因为加工技术本身不能满足制造要求，导致一些结构不容易形成。然而，基于FDM技术的3D打印机可以很好地改善这些问题。目前，基于FDM技术的3D打印在医疗、国防等前沿地区得到了广泛的应用。中国政府还加大了在三维打印领域的发展。在"十三五”规划文件中，多次提到了新增材料制造，并明确提出了改进后的补充材料制造技术的创新和研发体系。然而，在基于FDM技术的3D打印机市场上，由于国外技术相对成熟，3D打印机的精度和速度具有更多的优势。我国许多高品质的桌面3D打印机只依赖进口，存在进口价格和维护成本高的问题。因此，国内基于FDM技术的3D打印机的研究和开发，对于我国普通家庭的利用和科技前沿领域的推广具有十分重要的意义。开发具有现有3D打印机功能的3D打印机，而且可以提高成型精度，提高打印速度，降低成本，获得大量推广，已