基于FDM工艺的3D打印机机械系统设计文献综述

 2024-06-19 09:06
摘要

3D打印技术作为一种快速成型技术,近年来在制造业、医疗、教育等领域得到了广泛应用。

其中,熔融沉积成型(FDM)技术因其成本低、操作简单等优点,成为应用最广泛的3D打印技术之一。

FDM打印机的机械系统是决定打印精度、效率和质量的关键因素之一。

本文首先介绍了FDM技术的基本原理、发展历程以及机械系统的重要性,并对FDM打印机的机械结构设计、关键部件设计、控制系统设计以及软件系统设计等方面的研究现状进行了综述。

在机械结构设计方面,重点阐述了运动平台的选择与设计、传动系统的校核以及机身结构的优化方法;在关键部件设计方面,分析了挤出机、喷嘴和打印平台等部件的设计要点和研究热点;在控制系统设计方面,讨论了运动控制算法、温度控制系统等关键技术;在软件系统设计方面,介绍了上位机软件、切片软件以及人机交互界面等方面的研究进展。

最后,对FDM打印机机械系统设计的发展趋势进行了展望,并提出了未来研究方向。


关键词:3D打印;FDM;机械系统设计;运动控制;温度控制

1.引言

3D打印技术,又称增材制造技术,是一种以数字模型文件为基础,通过逐层叠加材料的方式构建三维实体的制造技术[1]。

与传统的减材制造技术相比,3D打印技术具有无需模具、加工精度高、可制造复杂结构等优点,近年来在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域得到越来越广泛的应用[2-3]。


熔融沉积成型(FDM)技术是目前应用最为广泛的3D打印技术之一,其原理是将热塑性材料加热熔化后,通过挤出机挤出并按照预定的路径逐层堆积,最终形成三维实体[4]。

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