3D打印机的设计与制作

【摘 要】本课题旨在研究提供了一种 3D 打印机实现方案，从机械设计、固件选型、软件开发等方面进行阐述，降低设计成本，提高研发速度，具有较高的精度和速度。主要解决上位机与处理器一起控制打印喷头完成全方位3D打印问题，以铝型材框架为主体，以上位机控制两根牙条、同步带、打印喷头和钢化玻璃板热床台面移动以完成精确的打印。上位机分别控制三个方向的移动，步进电机散热风扇能有效防止堵头问题，外部的散热风扇能有效防止翘边问题。本课题的关键在于提高打印机速率和精确度，适用于小批量实物打印，在校学生可以通过对3D模型设计、制作切片、打印模型的操作，提高动手实践能力和工程加工意识。

【关键词】3D打印；Arduino；mega 2560；电机控制；温度控制；嵌入式开发

一、研究背景与现状

3D打印技术在欧美国家长达十多年的不断探索之下，已经发展的较为成熟，其多达二十四位色彩的彩色打印和高达25mm/h的垂直打印速率已经成功实现，在打印的精细程度方面，目前国际上较为先进的3D打印机可以保证在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的分辨率[1]。

2015年2月，工信部、国家发改委及财政部联合发布了《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》。这是首部以国家部委名义发布的增材制造产业发展计划，进一步明确了产业发展方向，将会引爆中国的3D打印市场。3D打印技术作为智能制造的分支，有助于提离经营效率和减少材料消耗。随着"中国制造2025"的发布，3D打印必将成为我国实现产业升级的核也技术之一[2]。……