D打印机设计__毕业设计开题报告.docx

1、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（3D printing,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

2、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

3、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：

4、 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）

5、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

6、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Arduino Mega 2560开源板以及步进电机驱动模块组成，使用12V电源给系

7、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LCD 2004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2013.12 黄保和，江弋.Arduino从基础到实践.清华大学出版社出版20113 黄保和，江弋.Arduino C语言编程实战.清华大学出版社出版20114 王大镇，李波.精通Pro/ENGIN

8、EER Wildfire4. 0产品设计.电了工业出版社出版2008. 95 李春葆，陶红艳.C+程序设计教程.清华大学出版社出版2007. 106 Walter Savitch. C+面向对象程序设计（第6版）.清华大学出版社出版2007. 67 范钦珊.工程力学.机械工程出版社出版2007. 38 谢刚，沈冰.工程力学（第三版）.东北大学出版社出版2007.39 唐靖林，范钦珊等.材料力学（第3版）.清华大学出版社出版201410 裘祖荣.精密机械设计基础.机械工业出版社出版2007. 511 张善锤.精密仪器结构设计手册.机械工业出版社出版2009.0412 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201313 董子凡.3D打印：将虚拟“打”进现实J.科技生活201214 Rostock mini3D 打印机官方网站 http:/reprap. org/wiki/Rostock_mini15 Arduino Mega2560 -开源硬件知识库.http:/kb. open, eefocus. com/index, php?t i11e=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