基于Arduino平臺的3D打印機設計與實現
發(fā)布時間：2020-12-25 23:24
3D快速成型打印機技術的出現,完全顛覆了傳統(tǒng)的產品制造工藝,形成了行業(yè)中最具有創(chuàng)造力之一的技術。因為它將原來的X、Y軸的平面打印技術上,新增加了Z軸方向的縱向運動,將縱向各個橫截面堆積起來,形成了三維立體模型。它最大的優(yōu)點就是設備簡單,制造樣品的周期短,使用的材料便宜,而且浪費很少,工業(yè)污染小,環(huán)保,打印的時候不需要大量的人力物力等等。所以目前這一技術已經廣泛用于全世界的各行各業(yè)中。因此本文圍繞著基于Arduino平臺的3D打印機進行研究,完成較低成本3D打印機的設計與實現。首先對本系統(tǒng)的3D打印系統(tǒng)方案進行需求分析與可行性分析,提出本次設計的性能需求,然后對系統(tǒng)的方案進行選擇與論證,其中包括主控芯片方案的選擇與論證,步進電機驅動模塊方案的選擇與論證,顯示模塊的方案的選擇與論證,最后實現了對3D打印控制系統(tǒng)的設計步驟確立。其次完成了對整個系統(tǒng)的硬件電路綜合設計與實現,其中包括了硬件總體結構的分析,微處理器主控模塊的設計與實現,驅動的轉接擴展模塊的設計與實現,顯示電路與存儲電路模塊的設計與實現,步進電機的選擇及驅動模塊的設計與實現,以及完成了它們各自的PCB版圖繪制設計工作。再次進行了完...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
消費者主導生產者的模式（C2B模式）
電子科技大學碩士學位論文第二章 總體方案設計2.1 系統(tǒng)需求分析3D 打印它不屬于單獨的某一科學領域，而是多個學科領域的結合，把多種技術融合在一起，具有一定跨時代意義的產物。本文基于 Arduino 平臺的 3D 打印機進行相關課題研究，它是屬于典型的熔融沉積型 3D 打印機，其工作主要由以下幾個步驟完成：首先，是需要使用者構造的三維模型為目標，對三維模型進行分層切片處理，用以獲取模型的二維截面，并在這個過程中生成 G-code 代碼命令。然后，將生成的代碼發(fā)送給微處理器控制芯片，然后微處理器控制芯片將代碼轉化為驅動步進電機的控制運行信號傳送給電機驅動模塊。最后，電機驅動模塊控制打印機的 X、Y、Z 三個軸的運轉，并且控制擠出頭的溫度與擠出的速度，以及熱床的溫度。如圖 2-1 所示，3D 打印機的工作流程：
7圖 2-2 3D 打印系統(tǒng)硬件結構圖圖 2-2 為 3D 打印系統(tǒng)硬件結構圖，從 3D 打印機工作原理及硬件結構可以看出，控制 X、Y、Z 三軸的運動系統(tǒng)和擠出頭驅動就是 3D 打印機控制的實質目標[10]。因此，步進電機驅動控制和擠出頭溫度采集及加熱控制成為本論文的研究重點。系統(tǒng)的性能需求：3D 打印機歸根結底是為了在生產環(huán)節(jié)中采用新的技術提高生產效率，降低成本，便宜生產，降低制造難度[11]。本文根據 3D 打印機的特點提出了以下幾點性能需求：1.完整及穩(wěn)定性首先必須完成整個 3D 打印機系統(tǒng)的設計，使其能打印出 PLA 或者是 ABS 材料的模型，而穩(wěn)定性又是詮釋一臺儀器的重要指標之一，所以本次設計必須保證能持續(xù)長時間打印
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Web日志挖掘中的數據預處理研究[J]. 于琦. 河南科技. 2018(13)
[2]國內外3D打印在骨科的發(fā)展狀況[J]. 許森赫,王金成,范麗雯,呂虹,于沖. 中國實驗診斷學. 2018(02)
[3]3D打印相關技術的發(fā)展現狀[J]. 姜濤,程筱勝,崔海華,戴寧. 機床與液壓. 2018(03)
[4]液態(tài)金屬3D打印技術進展及產業(yè)化前景分析[J]. 于永澤,劉靜. 工程研究-跨學科視野中的工程. 2017(06)
[5]FDM 3D打印件缺陷產生原因及處理方法的研究[J]. 胡碧康,周麗紅. 表面工程與再制造. 2017(06)
[6]基于Arduino平臺龍門型3Dprinter的研究與設計[J]. 羅凱,侯健,岳晨. 電子制作. 2017(24)
[7]3D打印用光敏樹脂的高性能化及功能化研究進展[J]. 崔可建,朱才鎮(zhèn),軒欽,王曉露,趙寧,徐堅. 高分子通報. 2017(12)
[8]骨科數字化3D打印技術及應用[J]. 陳繼民,張成宇,曾勇,徐仰立. 激光與光電子學進展. 2018(01)
[9]聚乳酸/木粉3D打印復合材料的制備與性能研究[J]. 王瑩,梁碩,孫百威,孫浩然,雷霆,姜洋,張彥華. 塑料科技. 2017(10)
[10]基于ATMEGA2560的自平衡移動機器人系統(tǒng)設計[J]. 張燕,呂吉明,許劉澤,沈祥偉. 電腦知識與技術. 2017(16)
碩士論文
[1]面向恒減速制動工況的礦井提升機動力學特性研究[D]. 賀亞彬.太原理工大學 2018
[2]遠程電源控制系統(tǒng)的設計與實現[D]. 馮夢雨.電子科技大學 2018
[3]中職學校學生綜合評價系統(tǒng)的設計與實現[D]. 鄧小麗.電子科技大學 2017
[4]基于ARM的智能家居溫控系統(tǒng)的設計[D]. 王超.成都理工大學 2017
[5]改性聚對苯二甲酸丙二醇酯及其3D打印中的應用研究[D]. 余丹丹.華東理工大學 2017
[6]基于模糊PID的3D打印機精度控制的研究[D]. 李道龍.安徽理工大學 2016
[7]3D打印控制方案設計與實現[D]. 李秋實.湖北工業(yè)大學 2016
[8]基于ARM的3D打印機控制系統(tǒng)研究[D]. 李德振.山東農業(yè)大學 2015
[9]基于ZigBee的智能家居控制節(jié)點設計與實現[D]. 羅凱.電子科技大學 2013
[10]鍍膜有機玻璃透明件保護涂層體系的研制[D]. 李潔.蘭州大學 2011
本文編號：2938579
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
消費者主導生產者的模式（C2B模式）
電子科技大學碩士學位論文第二章 總體方案設計2.1 系統(tǒng)需求分析3D 打印它不屬于單獨的某一科學領域，而是多個學科領域的結合，把多種技術融合在一起，具有一定跨時代意義的產物。本文基于 Arduino 平臺的 3D 打印機進行相關課題研究，它是屬于典型的熔融沉積型 3D 打印機，其工作主要由以下幾個步驟完成：首先，是需要使用者構造的三維模型為目標，對三維模型進行分層切片處理，用以獲取模型的二維截面，并在這個過程中生成 G-code 代碼命令。然后，將生成的代碼發(fā)送給微處理器控制芯片，然后微處理器控制芯片將代碼轉化為驅動步進電機的控制運行信號傳送給電機驅動模塊。最后，電機驅動模塊控制打印機的 X、Y、Z 三個軸的運轉，并且控制擠出頭的溫度與擠出的速度，以及熱床的溫度。如圖 2-1 所示，3D 打印機的工作流程：
7圖 2-2 3D 打印系統(tǒng)硬件結構圖圖 2-2 為 3D 打印系統(tǒng)硬件結構圖，從 3D 打印機工作原理及硬件結構可以看出，控制 X、Y、Z 三軸的運動系統(tǒng)和擠出頭驅動就是 3D 打印機控制的實質目標[10]。因此，步進電機驅動控制和擠出頭溫度采集及加熱控制成為本論文的研究重點。系統(tǒng)的性能需求：3D 打印機歸根結底是為了在生產環(huán)節(jié)中采用新的技術提高生產效率，降低成本，便宜生產，降低制造難度[11]。本文根據 3D 打印機的特點提出了以下幾點性能需求：1.完整及穩(wěn)定性首先必須完成整個 3D 打印機系統(tǒng)的設計，使其能打印出 PLA 或者是 ABS 材料的模型，而穩(wěn)定性又是詮釋一臺儀器的重要指標之一，所以本次設計必須保證能持續(xù)長時間打印
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Web日志挖掘中的數據預處理研究[J]. 于琦. 河南科技. 2018(13)
[2]國內外3D打印在骨科的發(fā)展狀況[J]. 許森赫,王金成,范麗雯,呂虹,于沖. 中國實驗診斷學. 2018(02)
[3]3D打印相關技術的發(fā)展現狀[J]. 姜濤,程筱勝,崔海華,戴寧. 機床與液壓. 2018(03)
[4]液態(tài)金屬3D打印技術進展及產業(yè)化前景分析[J]. 于永澤,劉靜. 工程研究-跨學科視野中的工程. 2017(06)
[5]FDM 3D打印件缺陷產生原因及處理方法的研究[J]. 胡碧康,周麗紅. 表面工程與再制造. 2017(06)
[6]基于Arduino平臺龍門型3Dprinter的研究與設計[J]. 羅凱,侯健,岳晨. 電子制作. 2017(24)
[7]3D打印用光敏樹脂的高性能化及功能化研究進展[J]. 崔可建,朱才鎮(zhèn),軒欽,王曉露,趙寧,徐堅. 高分子通報. 2017(12)
[8]骨科數字化3D打印技術及應用[J]. 陳繼民,張成宇,曾勇,徐仰立. 激光與光電子學進展. 2018(01)
[9]聚乳酸/木粉3D打印復合材料的制備與性能研究[J]. 王瑩,梁碩,孫百威,孫浩然,雷霆,姜洋,張彥華. 塑料科技. 2017(10)
[10]基于ATMEGA2560的自平衡移動機器人系統(tǒng)設計[J]. 張燕,呂吉明,許劉澤,沈祥偉. 電腦知識與技術. 2017(16)
碩士論文
[1]面向恒減速制動工況的礦井提升機動力學特性研究[D]. 賀亞彬.太原理工大學 2018
[2]遠程電源控制系統(tǒng)的設計與實現[D]. 馮夢雨.電子科技大學 2018
[3]中職學校學生綜合評價系統(tǒng)的設計與實現[D]. 鄧小麗.電子科技大學 2017
[4]基于ARM的智能家居溫控系統(tǒng)的設計[D]. 王超.成都理工大學 2017
[5]改性聚對苯二甲酸丙二醇酯及其3D打印中的應用研究[D]. 余丹丹.華東理工大學 2017
[6]基于模糊PID的3D打印機精度控制的研究[D]. 李道龍.安徽理工大學 2016
[7]3D打印控制方案設計與實現[D]. 李秋實.湖北工業(yè)大學 2016
[8]基于ARM的3D打印機控制系統(tǒng)研究[D]. 李德振.山東農業(yè)大學 2015
[9]基于ZigBee的智能家居控制節(jié)點設計與實現[D]. 羅凱.電子科技大學 2013
[10]鍍膜有機玻璃透明件保護涂層體系的研制[D]. 李潔.蘭州大學 2011
本文編號：2938579
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/2938579.html
