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3D打印机结构设计
作者：王泽昊来源：《科学与财富》2018年第21期
摘要：3D打印技术作为个性化商品定制的重要生产手段，其自身的结构和机体的设计代表着该项技术的发展程度，本文基于对开放式3D打印机结构以及封闭式3D打印机结构进行整体分析的前提下，对3D打印机机体外观造型进行了整体的设计，并同时从3D打印机的应用材料、应用软件及打印效果和未来发展趋势上进行了综述。
关键词：3D打印机结构造型设计
3D打印机是以三维数字软件模型为基础，运用可加热熔化的塑料线材为原料，通过逐层打印的形式来叠加熔化后的塑料原料，以达到快速成型目的的一种脱离模具生产的三维制作技术。这种通过逐层叠加的方式来制作物件的技术最早出现在上个世纪90年代中后期，即一种利用光固化以及纸层叠等相关技术的快速成型装置。
一、3D打印技术研究的现状
自20世纪90年代以来，国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM（英文全名为Freque
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g）工艺等方面都有一定的科研优势；华中科技大学在分层实体制造工艺方面有优势，并已推出了HRP系列成型机和成型材料；西安交通大学自主研制了多种三维打印机喷头，并开发了光固化成型系统及相应成型材料，成型精度达到402mm；中国科技大学自行研制了八喷头组合喷射装置，有望在微制造、光电器件领域得到应用。根据目前我国的3D打印技术的发展研究趋势，国内的3D打印技术研发水平，有望在两到三年内取得欧美等一些国家目前在此领域所达到的研究成果。
二、3D打印机机体创新设计
（一）开放式3D打印机机体结构分析
3D打印机作为一种常见的3D打印机的机种，一直受到众多3D打印技术爱好者的青睐。目前3D打印机的设计一般为开放式和封闭式两种结构，而开放式3D打印机是目前市场上较为早期的机种。
该3D打印机由框架、X组件、Y平台组件、Z组件、挤出机及热嘴组件、电路控制部分联接组成。X组件由103、104、105、106、107、108、109与挤出机及热嘴组件组成，通过同步带联结，可实现200在光轴105及X轴上往复运动。Y平台组件由115、116、117、118、
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119、120、121、122、123组成，通过同步带122与电机带轮121联接，可实现平台在光轴120XY方向往复运动。Z组件由102、110、111、112、113、114组成，实现102随电机112、114旋转转动。Z组件102与107、104内部的螺母联接，实现当电机112、114转动时，丝杆102旋转，同r