3D打印机解剖:3D打印机如何工作?
在这些部件的名称和它们的功能之间,很难把它们都弄清楚。这里是一个3D打印机解剖的快速指南。我们将专注于最常见的桌面3D打印机类型的机电组件:融合丝制作(FFF)或融合沉积建模(FDM)。
机械部分:
打印的床
打印床是打印对象的表面。一般来说,它将包括一块玻璃,一个加热元件,以及顶部某种有助于塑料粘附的表面。
加热/不作
大多数打印床是加热的,以防止物体在打印时翘曲。由于热收缩,塑料在冷却时会轻微收缩。这导致物体沿边缘向上弯曲,并从床身剥离。加热床保持物体的底部温暖,以防止这种情况的发生。
看到也;外壳、床面。有些打印机没有加热床。这限制了他们打印的材料范围很窄,主要包括PLA(最不容易翘曲的材料),有时也包括PET。
打印的床
床的表面
在打印过程中,床面有助于塑料粘在床上,但也允许打印完成时,它很容易移除。床的表面有很多种。大多数打印机都有某种通用的表面,如BuildTak或PEI薄膜。然而,为了达到最好的效果,你需要根据你打印的材料使用不同的表面。使用本指南对于打印床的建议基于材料。
床面
基床整平
许多打印机都有某种自动系统,以确保打印床与喷嘴齐平。但有些则不然,必须手动校准。MatterControl还可以用软件补偿不平整的打印床。有关更多信息,请参阅我们的扩展文章在这里.
灯丝
- T他的是被打印机消耗掉的塑料。它装在一个线轴上。打印机使用两种不同尺寸的灯丝,1.75毫米和3毫米。有各种不同的材料。要了解更多关于它们的信息,请查看MatterHackers灯丝指南.
灯丝
挤出机
- 挤出机是打印机的核心。这是塑料被吸入,融化,并被推出的地方。它本质上是一个花哨的热熔胶枪。它很小,但它是大多数打印机技术的所在地。该挤出机由两部分组成;热端和冷端。冷端有一个马达,把灯丝吸进去,然后把它推过去。热端是灯丝融化并喷射出来的地方。
直接驱动vs鲍登挤出机
在直接驱动打印机,热端和冷端连接在一起,一个在另一个上面。灯丝直接穿过冷端进入热端。
- 与一个鲍登设置时,热端和冷端分离。冷端是固定的,固定在打印机的框架上。灯丝通过一根长管(称为鲍登管)被推到热端。这意味着打印机有更少的重量来移动。
滚铣齿轮
这个齿轮咬住灯丝,把它从热端推下去
滚铣齿轮
空转齿轮
托辊是一个装有弹簧的轮子,它把灯丝推到滚刀齿轮上。大多数打印机都有办法调整托辊上的张力,使它既不会挤压灯丝太用力,也不会挤压得太小。
惰
热端-全金属vs PEEK/PTFE
由于在其结构中不使用任何塑料绝缘体,所有金属热端都能够达到更高的温度,并打印更广泛的材料。然而,它们需要主动冷却。
热端-散热器/热端风扇
- 这确保了热量不会沿着塑料传播,在到达喷嘴之前过早地融化它。这种现象被称为热蠕变,它会导致堵塞,特别是PLA。只要热端是热的,这个风扇就应该运行。
散热器
加热器筒
- 加热筒是相当不言而喻的。它加热塑料。它只是一个高功率电阻器。几乎所有的现代打印机都使用墨盒加热器,但许多老式打印机使用镍铬金属丝卷(就像烤面包机里的那种)。如果你更换你的加热器盒,甚至你的整个主机,确保你知道你的系统是运行12v或24v。
加热器
热敏电阻或热电偶/ RTD
- 这些都是各种类型的传感器用来测定热端的温度。它们本质上是电子温度计。热敏电阻是最常见的传感器类型,但有些打印机将使用热电偶进行极高温打印。
热敏电阻
喷嘴
- 喷嘴只是一个小洞,熔化的灯丝从里面出来。喷嘴是可互换的,有各种尺寸;0.4毫米是正常的,而你可能会使用较小的喷嘴以获得更精细的细节,或使用较大的喷嘴以打印更快。喷嘴有时也会堵塞。这是3D打印机最常见的问题之一。必威体育苹果版下载请参阅这篇文章以获得有关排除障碍你的嘴.
喷嘴
层冷却风扇
- 这个风扇在塑料被喷嘴沉积后立即冷却。它帮助物体保持其形状。切片机将在不同的情况下打开或关闭风扇,这取决于你打印的材料。不要与散热风扇混淆,散热风扇是冷却热端本身,而不是打印对象。
层冷却风扇
运动控制- X, Y, Z轴:
三角洲和笛卡儿
- 笛卡尔打印机沿着X、Y和Z轴移动一个或两个电机,其名称来源于笛卡尔坐标系统。它们通常有一个矩形的建筑区域,打印机本身往往有一个立方体的形状。的Lulzbot迷你是这类打印机的一个很好的例子。
- Delta打印机有三个臂,在中心一起悬浮挤出机以上的建筑区域。delta也使用笛卡尔坐标系来移动,但不是每次每个轴移动一个电机,而是所有三个臂都以不同的速度或时间移动,以精确地通过三角测量移动喷嘴。的SeeMeCNC罗斯托克MAX V2是delta打印机的典型例子。
结束站(每个轴一个)
结束后停止是打印机知道它在哪的方法。它们是当轴移动到末端时就会被推动的小开关。这就是打印机在打印前找到起点的方法。大多数打印机使用机械开关,但也有一些使用光学传感器。
螺纹杆/丝杠
这些通常用于打印机的Z轴。它们旋转,从而迫使螺母上下移动。便宜的打印机将使用简单的螺纹钢棒,这本质上是超长螺栓。高质量的打印机有光滑的镀铬丝杠设计,以减少回隙。
导螺杆
腰带
带移动的东西。X和Y电机有链轮驱动皮带。大多数打印机也有一些方法来调节皮带上的张力。
带
步进电机
与常规直流电机不同,步进电机在给定功率时连续旋转,步进电机是增量旋转。这使它们能够精确地控制自己的位置。大多数打印机使用NEMA 17型电机,每转200步。
步进电机
框架
- 框架把所有东西都固定在一起。早期打印机的框架是用激光切割的胶合板制成的。现在,打印机的框架由金属片、铝梁或塑料制成。框架的许多部分通常是3D打印本身。框架越硬,打印机的运动就越精确。
外壳
- 为了安全起见,使用了3D打印的外壳。移动部件和加热元件是用户想要保护自己的。如果您的打印机不提供一个附件构建你自己的系统很容易。像纸板箱这样简单的东西就足够了。
电气部分:
电力供应
这将从墙上的120V交流电转换成低压直流电源供您的打印机使用
ATX电源- - - - - -这和台式电脑使用的电源是一样的。它们已被用于许多打印机。它们非常结实和高效,并有独立的线路提供各种电压(12V, 5V, 3.3V)的电力。
电压-一些机器运行12伏系统,而另一些运行24伏系统。如果你要更换部件,这就变得至关重要——特别是你的加热器盒或加热器。确保你订购了合适的零件。
主板/控制器板
主板
SD卡插槽
有些打印机还有一个SD卡插槽,可以从中加载G-Code文件。这使得他们可以在没有电脑的情况下独立运行。
步进驱动
- 这些芯片负责运行步进电机。它们依次点燃电机的线圈,使其增量移动。许多主板有内置的步进驱动程序,但有些也有可以拔掉的模块。通过平衡给每个线圈的功率,驱动器也能够将步骤划分为进一步的增量。这被称为微步进,并允许更精确的控制电机比通常可能。步进驱动器还控制多少电流被馈送到电机。更多的动力使马达更强大,但也使它运行得更热。有关更多信息,请参阅这篇文章调整电机电流.
屏幕和用户界面
- 有些打印机有LCD屏幕,所以不需要连接到计算机就可以直接控制。这些可以是基本的黑白显示器,就像维基2或者像新款电脑上的那种高级触摸屏Ultimaker S5 3D打印机.