3D打印机控制系统的设计

设计了一种3D打印机控制系统,采用微控制器ATmega2560为主控制器,集成了USB通信接口模块、打印头温度检测模块、LCD控制器模块以及电机驱动模块等;利用计算机切片软件将3D模型切片产生G代码,通过串口送到主控制器,主控制器处理G 代码并对电机驱动模块发送控制信号,采用PWM脉冲宽度调制技术控制3D打印机的XYZ三轴电机及挤出机电机进行3D打印,为了保证打印头快速达到打印温度并保持温度恒定,采用增量式PID算法实现对温度的精确控制;测试结果表明,采用增量式PID算法后,挤出头温度控制在245℃,控制精度为1℃,将原来的300 s左右进入恒温状态提高到75 s左右进入恒温状态,提高了三维打印恒温控制的性能,减少了打印过程中打印材料断丝、粗细不均匀等现象,满足了对打印质量的要求。     

一种彩色FDM型3D打印机的设计与实现

设计了一种可以打印彩色三维模型的3D打印机。传统FDM型桌面3D打印机只能打印单色,因此在开源FDM型3D打印机的基础上重新设计组合了打印机的机械结构和电气控制系统来实现打印材料的混合,借助Bresenham直线算法设计了彩色打印机的控制软件,并增加了Gcode指令。实验结果表明,这种设计可以保证打印不同颜色的3D模型,并且与原来相同类型的单色3D打印机相比,提高了打印速度。     

基于巧克力FDM工艺的3D打印技术的研究

现如今人民生活水平不断提高,巧克力的消费呈现数量的增长,同时食品个性化定制需求旺盛。3D打印技术的成熟和灵活性正符合满足个性化的需求。食品3D打印技术应用于巧克力定制这一领域,其融化与成型处理尤为关键。文章针对巧克力这种食品材料进行分析,确定巧克力打印成型的最佳条件;选取带有加热环的喷头作为热源,打印机左右两侧加装的半导体制冷器作为冷源;通过Fluent软件对3D打印机的喷头和打印机成型室进行建模分析,确定了适合巧克力3D打印的加热设备的有效发热功率为5W;在其基础上匹配半导体制冷系统的有效制冷功率为12W较为合理。在理论的基础上进行巧克力3D打印对比实验,与仿真结果相一致。     

FDM技术在多功能FDM型3D打印机中的应用

常规的多功能FDM型3D打印机在打印模型较多时,存在首层打印成功率较低、打印质量达不到预期的问题。为此,本文引入FDM技术,开展了FDM技术在多功能FDM型3D打印机中的应用研究,首先根据打印机的工作原理与设计预期,对3D打印机的整机构型与结构作出全方位的设计,再利用FDM技术,规划设计多功能FDM型3D打印机的扫描打印路径,控制喷头遍历整个需要填充区域,提高打印成功率与效率。结果表明,新设计的3D打印机的首层打印成功率达到了99%以上,应用效果显著。     

智能便携式农药残留速测系统的研制

基于国家标准GB/T 5009.199-2003构建了多通道便携式农药残留速测系统。系统以ATmega128为控制核心,采用光强传感器检测溶液吸光度变化,同时集成了恒温加热、探头电机驱动、LCD实时显示、微型打印机即时打印和GPRS分布式数据采集等功能,并利用LabVIEW对现场数据进行远程监控与处理。整个系统操作简便、检测速度快、精确度高,实现了现场快速检测与数据通信的自动化控制。     

基于Cortex-M3和树莓派的FDM双色3D打印机设计

随着3D打印技术的普及,人们对于能够打印模型色彩多样化及对打印机方便实时监控有了极大的需求。本文介绍了一种基于Cortex-M3核心控制板的FDM双色3D打印机设计方案,在单色3D打印机基础上并行接入打印头,通过温度控制模块将采集温度值传给控制板进行温度控制,同时在断电检测、断料续打等功能的辅助下,减少材料和时间的浪费,保证模型打印成功。实验表明,该3D打印机性能稳定,能够较好地完成打印任务。     

全民制造3D打印机风靡

何为3D打印机? 3D (3D Printers)打印机,即快速成形技术的一种机器,它是一位名为恩里科·迪尼(Enrico Dini)的发明家设计的一种神奇的打印机,它不仅可以"打印"出一幢完整的建筑,甚至可以在航天飞船中给宇航员打印任何所需的物品.3D打印机以一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术.过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造.特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿,或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件.     

STM32的环保型便携式3D打印机研制

本文以STM32F1系列32位微处理器作为主控芯片,混合式步进电机为XYZ三轴提供动力,构成小型便捷式3D打印机.该打印机可通过SD卡进行脱机离线打印,减少对主机的依赖,提高便携性,还配备了触摸屏控制功能,使控制界面更加简单明了,降低了操作失误的可能性;同时采用环保型材料PLA(Polylactic Acid,即聚乳酸),打印过程中不产生任何有害物质,打印产品可用于家庭、办公室等环境.     

UV数码打印机的研制与应用研究

本文详细阐述了数码打印机的喷墨原理与应用现状,现阶段我国取得的进步。介绍了几种打印不同承印介质的数码打印机结构及数码打印机工作流程,详细的为大幅面喷墨打印机、弧面打印机、UV平板打印机、皮革打印流水线机;创新性设计了UV平板打印机一种流水线机,特别的对UV平板打印机进行了专用于手机壳等小板材打印的定位装置设计;设计了基于PLC控制的供墨系统与皮革打印产品的质量简易测试系统。经实际生产实验显示,关于定位与流水线机设计大大提高生产效率;PLC能较好的控制二级墨盒气压,测试系统利用气缸作为动力源也达到了对打印后的皮革摇摆摩擦测试目的。     

便携式3D 解密3D打印笔

时下流行的三维立体打印技术,让我们通过3D打印机即可打印出各种逼真实用的3D物件。但是传统3D打印机成本高、使用困难、便携性差,这严重限制了3D打印的普及(图1)。近日Future Make Technology公司开发出了可以随身携带的3D打印笔——Polyes Q1。那么什么是3D打印笔?它又是怎样实现3D打印的呢?     

中国微米纳米----氧化锡气敏薄膜的喷墨打印技术研究

喷墨打印技术具有无需掩膜图形化、室温加工、方便操作等优点.利用喷墨打印技术在微热板上打印SnO2多孔薄膜.根据打印机的定位精度和微热板的悬空尺寸设计了打印图形,根据目标厚度确定打印层数,以及打印后的干燥工艺参数;通过扫描电镜对薄膜结构进行微观表征,敏感薄膜表面平整,成膜均匀;最后对其进行气敏测试,当微热板工作在250 ℃时,打印的SnO2气敏薄膜对乙醇有良好的响应,检测到最低乙醇浓度为0.5×10-6,响应和恢复时间均在3 s左右.     

用于微流控制备的3D打印机设计

针对微流控芯片传统加工工艺成本较高,工时较长等问题提出了一种低成本、适用于微流控芯片制备的3D打印机设计方案,该设计方案由3D打印机本体和上位机控制软件组成,其中上位机控制软件负责将事先建好的三维模型进行分析、切片,并生成G-code格式文件;3D打印控制系统负责接收、解析G-code文件及转化为打印机可识别的控制指令以完成物体的快速成型。详细阐述了3D打印机各功能模块的具体实现,给出了测试打印结果,证明该打印机具有成本低、精度高的优点。     

基于FDM工艺结构的3D打印机高温喷头结构优化研究

打印机喷头结构不合理,会出现温度场分布不均现象,导致喷头堵塞,影响打印速度.为此,本文提出基于FDM工艺结构的3D打印机高温喷头结构优化研究.设计三维CAD模型,控制喷头移动,结合喷头结构,计算热传导遵循的傅里叶定律与稳定热传导规律;从模型"台阶效应"、挤出丝材两方面探究影响喷头打印效果的主要因素,在确保打印质量前提下...     

防冰总压/静压探针结构及控制系统设计与应用

结冰风洞的过冷液态水滴容易在总压、静压探针的进气口结冰,严重影响总压/静压测量的精准度和可靠性。设计了带温度反馈的防冰总压探针、皮托管和壁面静压测量单元,将总压、静压导管置于加热体内,使总压、静压进气口温度实现闭环控制;优化设计、安装工艺,将铠装双螺旋电加热丝、总压导管和温度传感器安装在不到10 mm管内,使电加热元件绝缘不受损;电加热丝紧贴内壁面,温度传感器伸入进气口附近,总压探针、皮托管无加热死区;采用变结构电加热控制策略,与风洞运行参数连锁控制,实现电加热防冰控制系统快速调节和控制精度要求。解决了总压、静压进气口结冰问题,防冰总压/静压探针已成功应用于结冰风洞复杂试验环境中。     

A novel design of high performance multilayered cylindrical dielectric lens antenna using 3D printing technology

In this work, design and realization of high performance, low‐cost X‐band multilayered cylindrical dielectric lens antenna (MLCDLA) is presented using 3D printing technology. Firstly, MLCDLA is designed and simulated in the complete 3D CST microwave studio (MWS) within the X‐ band as consisting of six layers and being fed through a conventional rectangular waveguide (WR90). These layers are in the form of cylindrical discs having different radii, thicknesses and made of a cheap polylactic acid material. These layers have also varying dielectric constant from 1.2 to 2.7 that are compatible for fused deposition modeling (FDM) based 3D‐printing process. Secondly, a prototype of MLCDLA is produced by using a FDM based 3D‐printer. 3D printed dielectric lens antenna is measured and a good return loss of almost more than 10 dB within the X‐band with a high gain of 16‐18 dBi are achieved as compared with the counterpart alternative designs. Thus, it can be concluded that the proposed novel design and prototyping method not only achieves the high radiation performance characteristics along X‐band but also is a fast, low‐cost, and effective method for prototyping dielectric lens structures for the microwave applications.     

可控硅控制器在电加热系统中的应用

介绍可控硅交流自动调压恒温测量、控制系统。用于控制内加热氧化釜时控温精度高,为稳定提高产品质量创造良好条件,使燃料棒在一定高温高压条件下,对其表面进行均匀氧化。实际运行表明,自动调压恒温控制是充分发挥内加热优越性的一种较好的控制方式。     

基于单片机的智能家用热水器控制系统设计

为实现对家用热水器低成本、高性价比的控制,设计了以AT89S52单片机为核心,采用DS18B20温度传感器、水位监测模块、温度显示模块以及键盘输入模块的智能家用热水器控制系统。该系统通过对温度的检测、分析和处理,实现了对当前温度的显示及对加热系统的控制。通过对水位的监测,实现了被测系统水位超标的报警提示及对送水系统的控制。     

Nozzle condition monitoring in 3D printing

3D printing and particularly fused filament fabrication is widely used for prototyping and fabricating low-cost customized parts. However, current fused filament fabrication 3D printers have limited nozzle condition monitoring techniques to minimize nozzle clogging errors. Nozzle clogging is one of the most significant process errors in current fused filament fabrication 3D printers, and it affects the quality of the prototyped parts in terms of geometry tolerance, surface roughness, and mechanical properties. This paper proposes a nozzle condition monitoring technique in fused filament fabrication 3D printing using a vibration sensor, which is briefly described as follows. First, a bar mount that supports the liquefier in fused filament fabrication extruder was modeled as a beam excited by a system of process forces. The boundary conditions were identified, and the applied forces were analyzed for Direct and Bowden types of fused filament fabrication extruders. Second, a new 3D printer with a fixed extruder and a moving platform was designed and built for conducting nozzle condition monitoring experiments. Third, nozzle clogging was simulated by reducing the nozzle extrusion temperature, which caused partial solidification of the filament around inner walls of the nozzle. Fourth, sets of experiments were performed by measuring the vibrations of a bar mount during extrusion of polylactic acid, acrylonitrile butadiene styrene, and SemiFlex filaments via Direct and Bowden types of fused filament fabrication extruders. Findings of the current study show that nozzle clogging in fused filament fabrication 3D printers can be monitored using an accelerometer sensor by measuring extruder’s bar mount vibrations. The proposed technique can be used efficiently for monitoring nozzle clogging in fused filament fabrication 3D printers as it is based on the fundamental process modeling.     

基于离子电流的高温压力传感器机理研究

研究基于离子电流的高温环境压力传感器,旨在替代带冷却设备的高温压力传感器,为脉冲爆震发动机(PDE)上必需的高温压力测量提供具有工程实践意义的技术支持,为爆震发动机性能分析、控制规律和控制策略研究提供可靠的测试信号。通过2种类型离子探针的对比分析和探针长度、偏置压力的研究,设计了一种单针短探针型离子传感器,其离子电流信号波形与压力传感器信号相似,离子电流衰减速度可测,耐高温,可靠性高,成本低。为研究离子电流与压力的定量关系奠定了基础。     

基于UML的3D打印系统平台架构设计

针对小批量定制产品,3D打印可满足不同材料、工艺参数、加工精度等多种需求,但需要采用不同的3D打印方法加工零件,单一的打印设备很难满足不同客户的需求,建立一个3D加工中心服务平台,可为不同用户提供快速便捷的加工服务。UML作为面向对象建模语言,以多种视图的形式表示软件系统的静态结构和动态行为。用UML设计了3D打印系统平台的总体架构,为远程打印服务平台开发提供了具体的设计方案。