D打印机设计__毕业设计开题报告.docx
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毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目：
3D打印机设计
系 另U：
专 业：
姓 名：
指导教师：
辅导教师：
2015年3月25日
题目类型（打J选择）
设计（J）
论文（）
一、文献综述
3D打印（3Dprinting,又称三维打印）是一种快速成形技术，它以数字化模型为基础，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构造物体。
由于其在制造工艺方面的创新，被认为是“第三次工业革命的重要生产工具”。
3D打印机最早诞生于20世纪80年代中期，是由美国科学家发明的。
但由于价格昂贵，技术不成熟，早期并没有得到推广普及。
经过20多年的发展，该技术已更加娴熟、精确，且价格有所降低。
目前，3D打印已经成为一种潮流，3D打印技术已经应用到许多学科领域，外科医生使用3D打印制作器官模型以协助策划复杂的手术方案；考古学家和博物馆的技师利用3D打印制作珍贵文物的复制品，并在此基础上开展研究。
尤其是在工业设计，数码产品开模等领域，可以在数小时内完成一个模具的打印，节约了很多产品到市场的开发时间。
3D打印机既不需要用纸，也不需要用墨，而是通过电子制图、激光扫描、材料熔化等一系列技术，使特定材料熔化，并按照电子模型图的指示一层层重新叠加起来，最终把电子模型图变成实物。
3D打印机有很广阔的前景，在未来5-10年中，随着技术的不断进步及市场需求的扩大，3D打印机将呈现三个方面的发展趋势：
一是3D打印速度和效率将不断提升。
随着开拓并行、多材料制造工艺方法的采用，打印速度和效率有望获得更大提升；
二是3D打印材料更加多样化。
随着先进材料的不断发展，智能材料、纳米材料、新型聚合材料、合成生物材料等将成为3D打印材料；
三是3D打印机价格大幅下降。
一些较小规模的3D打印机制造商开始推出几千元的3D打印机。
四是3D打印机应用领域更加广泛。
3D打印机诞生后，早期主要用于航空航天、机械、医疗、建筑等行业的模型制作。
随着其进一步走向成熟，3D打印机已开始用来制造汽车、飞机等高科技含量零部件、皮肤、骨骼等活体组织。
3D打印机的发展对我国也有很大的影响，以对我国制造业的发展来说，其积极影响主要体现在：
为我国制造技术赶超国际水平带来机遇。
3D打印技术作为一项新兴技术，与其他成熟技术相比，无论在技术创新还是在应用上，我国与发达国家之间的差距相对较小，可以在较短时间内缩短差距。
由此可见，3D打印机的发展对于我国有着极其重大的意义，但是传统的桌面级3D打印机体积庞大，不易移动，并且打印速度缓慢。
基于这些缺点，我在传统桌面级3D打印机的基础上改革创新，研究设计一种“便携式3D打印机”，顾名思义，本设计3D打印机注重便携的设计，并且打印速度大大提高。
对于桌面级3D打印机的发展起到一定的积极作用。
二、设计（论文）主要内容
（1） 首先得通过计算机辅助设计（CAD）或计算机动画建模软件（Pro/E）建模，再将建成的三维模型“切片”成逐层的截面数据，即g代码，然后把这些信息传送到3D打印机的硬件系统上，3D打印机会把这些切片信息一层层堆叠起来，直到一个三维立体模型成型。
（2） 本设计“便携式3D打印机”突出便携：
所占体积小（打印机折叠后的体积仅仅占0.017立方米），质量轻，结构简单，便于携带和使用，并且它的制作成本低。
（3） 3D打印机是由机体框架和控制电路两部分构成。
考虑稳定性和成本，机体框架采用亚克力板制作。
控制电路的基本结构是由单片机、步进电机驱动模块等构成的。
三、设计（研究）方案
本设计“便携式3D打印机”由控制电路和主体框架两部分组成。
主体框架由8mm厚亚克力板切割制作，同时用光轴做支撑，打印精度得到大大提高。
1轴承；2步进电机;3热床（移动方向Y方向）；5挤出头（移动方向X、Z方向）；6丝杠；7亚克力板；8右侧挡板（左侧挡板省略，同时为1轴支撑）；9导向轴
如上图所示，其中，标号1是本作品的主要设计结构，步进电机2通过轴承与轴连接，轴的另一端连接在左侧挡板上，右侧同。
当打印机使用完毕时，把门状结构通过轴旋转90度，使它正好与挡板持平，呈现一个箱子的样式，这时打印机长420mm,宽400mm,高100mm,它的体积仅仅有0.017立方米左右，从而达到设计的目的。
控制电路部分由ArduinoMega2560开源板以及步进电机驱动模块组成，使用12V电源给系统供电，挤出头在X、Y、Z方向上的移动是通过4个42步进电机配合控制的。
使用LCD2004显示屏显示
挤出头在X、Y、Z方向上的坐标以及挤出头的温度等等。
四、工作进度安排
第5周
总体方案设计
第6-8周
机械结构设计、绘制三维立体图
第9-11周
程序设计与程序调试
第12-13周
综合测试、验证
第14周
撰写毕业设计论文
第15周
准备毕业答辩
、主要参考文献
[1]程晨•Arduino开发实战指南.机械工业出版社出版2013.1
[2]黄保和，江弋.Arduino从基础到实践.清华大学出版社出版2011
[3]黄保和，江弋.ArduinoC语言编程实战.清华大学出版社出版2011
[4]王大镇，李波.精通Pro/ENGINEERWildfire4.0产品设计.电了工业出版社出版2008.9
[5]李春葆，陶红艳.C++程序设计教程.清华大学出版社出版2007.10
[6]WalterSavitch.C++面向对象程序设计（第6版）.清华大学出版社出版2007.6
[7]范钦珊.工程力学.机械工程出版社出版2007.3
[8]谢刚，沈冰.工程力学（第三版）.东北大学出版社出版2007.3
[9]唐靖林，范钦珊等.材料力学（第3版）.清华大学出版社出版2014
[10]裘祖荣.精密机械设计基础.机械工业出版社出版2007.5
[11]张善锤.精密仪器结构设计手册.机械工业出版社出版2009.04
[12]胡迪•利普森,梅尔芭•库曼.3D打印：
从想象到现实围].中信出版社出版2013
[13]董子凡.3D打印：
将虚拟“打”进现实[J].科技生活2012
[14]Rostockmini3D打印机官方网站http:
//reprap.org/wiki/Rostock_mini
[15]ArduinoMega2560-开源硬件知识库.
http:
//kb.open,eefocus.com/index,php?
ti11e=Arduino_Mega2560
六、 指导教师意见
签字：
年月日
七、 系毕业设计（论文）工作领导小组意见
签字：
年月日
说明：
文献综述栏目字数本科生不少于1000字，专科生不少于500字
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