3D打印是近年來的熱門話題。感覺很高科技,其實它也是由一些基本的機械結構組成的。我想介紹幾種3D打印機的結構,以便您了解不同結構的優缺點。基本上,開源的fdm3d打印機主要是通過其結構來區別的。
Prusa i3結構
Prusa I3是reprap打印機Prusa Mendel的第三代型號。Reprap最初是由巴斯大學機械學院的Adrian Bowyer設計和生產的3D打印機。打印機出版后,設計者將向公眾開放reprap的相關程序和結構設計。任何愛好者都可以從其網站上找到打印機的相關設計資料,甚至程序的源代碼。由于其開放性,reprap已經成為3D打印初學者最容易使用的機型之1、通過對機型的升級和進化,目前的prusa I3由于結構設計簡單、成本相對較低,已經成為廣大DIY打印機新手愛好者的首選機型。
I3最突出的特點是結構簡單。總建筑面積小,滿足桌面要求。裝配零件精度要求不高,適合新手裝配。主體為長方形龍門架,負責打印頭Z軸和Y軸方向的移動。另一部分是打印平臺,它還負責X軸方向的移動。在結構上,打印平臺需要在X軸方向上移動,這使得機型在打印過程中容易脫落,并且影響打印速度。
優勢:
1、結構簡單,使用方便,適合首次接觸3D打印的DIY迷。
2、開放式設計便于硬件升級或維修維護。
3、雙Z軸電機的設計,使打印頭的運動更加穩定。
缺點:
1、框架結構裝配精度低,導致印刷精度相對較低。
2、印刷平臺沿Y軸移動,增加了機型位移的風險。
3、打印速度慢。
箱形結構
以makerbot和ultimaker為代表的盒結構是目前市場上流行的一種結構。與一般的DIY模式相比,它在外觀上看起來更具商業性。打印機的運動取決于由電機驅動的同步帶,以沿XY軸移動打印頭。與I3結構不同,打印平臺只需要通過絲杠馬達向Z軸上下移動。由于打印頭可以沿XY軸移動,因此可以最大化打印空間。因此,需要打印大型機型的工業3D打印機將選擇這種結構。櫥柜相對封閉的印刷空間一些主要生產ABS耗材的3D打印機也會選擇這種結構來隔離異味。同時,也為外觀設計留下了更多的空間。比如國內知名的flash forge和evoque的3D打印機設計,就符合現代家電的外觀要求。
2、萬能機:印刷頭橫桿的固定方式使印刷更加穩定,間接提高了印刷精度和速度。
2、MakBooT:兩個電機通過同步帶控制打印頭的兩個軸向運動。與制造商不同的是,打印頭運動的光軸不是交叉的。
4、HBOT:目前流行的電機同步帶傳動結構,在單向控制方面與UM、MB的單電機不同。其主要工作方式是通過XY電機的協調運行,使打印頭向各個方向移動。由于其電機同步帶的繞組形狀為H型,HBOT也因此得名。
5、Corexy:HBOT改進的結構也與XY電機協同工作。不同之處在于corexy有多種纏繞同步帶的方式。
優勢:
1、成形精度高。
2、打印速度快。
3、電路板、電源等電子元器件可以隱藏在體內,空間利用率高。
缺點:
1、結構比較復雜,不易裝配,維修困難。
2、零件精度高,整機成本高。
6、三角洲機型
目前,它是市場上非常常見的一種結構。專業名稱為平行臂結構。這種結構最初是為機械爪設計的,它能快速準確地抓取小而輕的物體。現在使用這種結構的機器人被稱為并聯機器人。這種結構產生于20世紀90年代,由于其具有速度快、精度高、靈活性強等優點,并聯機器人已成為現代工業機器人的重要組成部分。
當并行臂結構應用于3D打印機時,它就成為我們經常調用的delta或delta機型。delta機型的運動結構可分為兩種:一種是市場上應用最廣泛的Rostock和Kossel打印機,另一種是并聯機器人結構。前者更實用,后者更理論。我們今天主要討論的是羅斯托克/科塞爾模式。
與其它機型相比,delta機型具有占地面積小、結構簡單等優點。根據機型的大小,delta可以打印出更大的機型。由于其結構,印刷速度更快,傳輸效率更高。delta的優點和缺點也是由于它的平行臂結構。雖然三角洲占用的面積很小,但打印機需要為三個平行臂留出空間,這直接限制了打印機在空間中的使用。此外,由于在坐標定位中使用的特殊插值算法,對于某些圓弧結構,只能使用多個直線段來近似,導致打印精度稍有不足。
優勢:
1、結構簡單,維修方便。
2、打印速度快,傳輸效率高。
3、占地面積小。
缺點:
1、打印機空間利用率低。
2、由于打印平臺固定,打印機的調平調試比較復雜,不適合新手使用。
7.打印機器人
PrimtBoT也是RePAP打印機的一個分支,它類似于Prasi3的結構,但具有少一個Z軸支架。Printbot號稱是世界上最簡單、最便宜的打印機。它最初的設計是成為一個3D打印機,可以組裝和維修的兒童。同時,它可以讓更多的學生以更低的價格使用3D打印機。所以它最大的特點就是結構非常簡單。在價格方面,它也比市場上主流的makerbot和ultimaker便宜得多。但其缺點更為突出,印刷機型尺寸較小,而且作為一種教學機的印刷精度也一般。但對于剛接觸3D打印的DIY愛好者來說,這是個不錯的選擇。
8、機械臂3D打印機
3D打印機根據傳統的多軸機械臂進行改裝或設計。除了3D打印,這種機械臂一般還具有激光雕刻、物體抓取等功能,國產dobot就是這種支持3D打印的機械臂的典型代表。