6.1.4 设备选择

6.1.4 设备选择

(1)FDM机器分类

主流的FDM 3D打印机按照传动方式主要分为3种:XYZ型、CoreXY型和三角型。

1)XYZ型

XYZ型3D打印机的特点是三轴传动互相独立:三个轴分别由三个步进电机独立控制(有些机器Z轴是两个电机,传动同步作用)。

总体来说,XYZ结构清晰简单,独立控制的三轴,使得机器稳定性、打印精度和打印速度能维持在比较高的性能。

2)CoreXY型

CoreXY结构是由Hbot结构改进来的。Hbot结构的主要优点,速度快,没有X轴电机一起运动的负担,还有就是可以做得更小巧,打印面积占比更高如图6.11所示。

图6.11 CoreXY传动示意图

两个传送皮带看上去是相交的,其实是在两个平面上,一个在另外一个上面。而在X、Y方向移动的滑架上则安装了两个步进马达,使得滑架的移动更加精确而稳定。

3)三角形

三角型也叫并联臂结构。是一种通过一系列互相连接的平行四边形来控制目标在X、Y、Z轴上的运动的机械结构,很多创客在设计自己的3D打印机是借鉴了这种三角并联式机械臂的特点,于是就出现了如今我们常见的外形接近三角形柱体的三角式3D打印机,玩家们称之为三角洲打印机,如图6.12所示。

图6.12 三角型

采用三角型能设计出打印尺寸更高的3D打印机。三轴联动的结构,传动效率更高,速度更快。但是由于三角的坐标换算是采用插值的算法,弧线是用很多条小直线进行插值模拟逼近的,小线段的数量直接影响着打印的效果,造成三角的分辨率不足打印精度相对略有下降。

(2)FDM机器挤出机分类

FDM机器挤出机有两种类型:近程挤出机和远程挤出机。

1)近程挤出机

一般挤出机和步进电机安装在喷头上,直接给喷头送料如图6.13所示。

图6.13 FDM机器近程挤出

近程挤出机优缺点如表6.4所示。

表6.4 近程挤出机优缺点

2)远程挤出机

一般挤出机和步进电机安装在机器外壳上,通过特氟龙管远程给喷头送料如图6.14所示。由于送料距离过远一旦使用弹性耗材就会导致无法正常输送材质的情况出现,远程挤出方式的3D打印机一般都不能支持弹性材质的打印。

图6.14 远程挤出机

远程挤出机优缺点如表6.5所示。

表6.5 远程挤出机优缺点

(3)FDM高温打印

1)高温打印机性能要求

FDM高温打印对机器整体性能要求较高,很多元器件需要承受在高温的环境下工作,尤其是高温喷头如图6.15所示。高温喷头的作用:是融化挤出机送入的耗材(塑料、尼龙或其他可融化为流体的材料),并将其挤出,用于3D打印的叠加成型。比普通的喷头温度要高,用于打印Peek、尼龙等高温材料。它类似喷墨打印机中的墨盒和喷嘴,是3D打印机的重要部件。

图6.15 高温喷头

2)高温打印的要求

①保持打印空间内的温度稳定,有助于减少打印物件的翘边问题。

②可防止3D打印途中不小心碰到打印中的物件或受到其他外边环境的干扰。

③由于高温材料收缩率比较高,保持稳定的室温会有助打印的质量。

(4)设备选择

在进行3D打印前,需要根据准备打印的产品的各项参数选择合适的3D打印机。以表中三个模型为例,花瓶适合使用开放式打印机;零件盒适合使用全封闭打印机;大力神杯适合使用三角形打印机,如表6.6所示。

表6.6 打印机的选择

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