自己做一台3D打印机到底有多难?(附教程)

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初识

3D打印技术,即快速成形技术,它是一种以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,3D打印机则出现在上世纪90年代中期,即一种利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。如今这一技术在多个领域得到应用,人们用它来制造服装、建筑模型、汽车、巧克力甜品等。

技术原理

面向普通用户的桌面级3D打印使用的是融融挤压式技术(FDM),在描绘融融挤压式3D打印机的工作原理之前,我们可以先设想这样一个场景:首先你拿着一根被加热过的牙膏,在牙膏盒里面都是液态的,但只要你把它一挤出来就会马上凝固;然后你把这根牙膏头朝下拿着,并往桌子上挤,边挤边水平移动,就像写毛笔字一样;等你完成桌面上一层的工作后,把牙膏再往上抬一点,接着往第二个平面上继续挤牙膏,这时挤压出来的牙膏会和之前的牙膏粘在一起,先挤出来的牙膏会固化形成后面挤出牙膏的支撑,最后你不断地重复以上过程,直到挤出你想要的形状,这其实就是FDM的基本思想。

根据这样的基本思想,将原材料预先加工成特定口径的圆形线材,然后将这种线型材料进行热熔化处理,通过挤压将融化成液态的材料挤喷出来,通过电脑程序控制喷嘴的坐标移动即可实现实物的3D打印。

开源3D打印机REPRAP发展史

REPRAP开源项目是由英国巴斯大学(the University of Bath) Adrian Bowyer 等人所发起,主要目的是希望能够独立设计和制作出一款面向所有普通用户的3D打印机。经过多年发展能用的版本有三个。

第一代产品称为Darwin(达尔文)

第二代产品称为Mendel(孟德尔)


第三代产品称为Prusa(普鲁士)


如何制作一台3D打印机

接下来说重点,如何制作开源3D打印机REPRAP的第三代产品。首先要具有互联网思维(需要什么先去某宝看一看,哈哈),所需要的原材料和工具在下文按照3D打印机的结构分项列出,其中提到的所有材料和工具在某宝可以全部买到。

结构部分

1)五金件:

螺杆,滑杆导轨,各型号螺母,螺钉,垫片等

2)塑料件:

Prusa Mendel I2 塑料件一套

动力部分

1)步进电机:

42步进电机(两相四线、两相六线也可以),电机最好选择高度 >40mm的,电流 >1A这样才能保证电机的力矩足够

2)同步轮,同步带,丝杆:

同步轮(>=16齿),同步带选择2GT型号或者S2M,丝杆一般都直接用M8螺杆。

电路部分

1)控制板:

arduino atmega2560主板 + Ramps1.4控制板

2)开关电源一个:

功率要求较高,最好选用带散热风扇功率 >300W的

3)热敏电阻,轻触开关、电源线,细导线若干:

热敏电阻阻值100k,电源线选用 >0.75平


加热部分

1)挤出机一个:

用来加热打印耗材的(abs或者pla)

2)加热床一个:

需要铝合金底托(最好买钻好空的)+PCB加热板+热硼硅玻璃板

3)杂项:

打印耗材一卷、高温胶带、扎线带等


组装

侧边支架

整机支架

安装电机

调试

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