4.2 3D打印机的主要构造
3D打印机的工作流程及各部件关系 引入新课 交流研讨 明确任务 知识详解 总结拓展
4.2 3D打印机的主要构造
我们以某3D打印机为例来讲3D打印机是怎么工作的
首先使用CAD软件来创建物品，如果你有现成的模型也可以，比如动物模型、 人物、或者微缩建筑等等。然后通过SD卡或者USB优盘把它拷贝到3D打印机中， 进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来。
在陈曾鸿的力邀下，好哥们儿曲畅成为“合伙人”。设计、编程、电路、模拟 电子技术……网络教程中提到的知识他们并不陌生，但真正动起手来，却没那么容 易。“机器组装过程中，教程上只是教你把零件拧在一起，但部件的工作机理和设 计要点很少涉及，如果购买的零件和教程不一致，就只能自己摸索改进了。”曲畅 指着3D打印机的零部件告诉记者，“调试过程也很繁琐，发现问题、修改参数、重 新打印……如此反复了无数次。”
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第二步：搭建三轴联动平台
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框架组装完成后需要在框架上搭建一个三轴联动的平台，即控制打印头在 X、Y方向（前后、左右）的运动（图4-17），打印台在Z方向的运动，X、 Y轴分别采用两个步进电机驱动。通过光杆的导向作用同步带动支架运动， 进而带动打印头在XY轴的运动。同样，Z轴（上下）也采用步进电机驱动。
2.试着说明3D打印机的工作流程和原理。
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4.2 3D打印机的主要构造
2014年，天津大学自动化学院两名大四学生陈曾鸿和曲畅正在宿舍“打印”一 件小摆件，令他们自豪地并不是“打印”出来的作品，而是这台3D打印机。“这是 我俩亲手制作的，总共就花了1000块钱。”陈曾鸿说。
“我特别喜欢机械制作，小学做航模，中学做简易马达，大学又参加了机器人 大赛、智能车比赛……”陈曾鸿说，“一台3D打印机动辄上万元，两个月前，我想 的还只是打工挣钱买。有一天，在网上看见一篇《800元组装一台3D打印机全教程》 的帖子，心想何不发挥专业特长，动手自制呢？”
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3
3D打印机的组装
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第一步：制作外部框架结构 FDM型3D打印机的机械部分最为复杂，涉及到的零部件也比较多。要制
作一台完整的FDM型3D打印机，简单来说，首先要制作3D打印机的外部 基本框架结构，在此框架上才能安装搭建其他的零部件。
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3D打印机的体系结构
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底层控制包括嵌入式微控制 器、主板、步进电机、电机 驱动器、限位开关、热塑材 料挤出机、打印平控制
上位机主要运行三维设计软件、切 片软件、打印控制软件等
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2
3D打印机的工作流程及各部件关系
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课 前
1.你知道3D打印机的基本构造吗？
讨
2.你认为基本构造中哪个部分是最重要的？
论
3.你认为不同种类的3D打印机的主要构造相同吗？区
别在哪里？
时间：8分钟
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本节学习目标
4.2 3D打印机的主要构造
了解3D打印机的基本体系结构 熟悉3D打印机的工作流程 熟悉3D打印机的组装，并能尝试组装一台 3D打印机
加热溶化后的塑料丝由喷嘴挤到打印台上，为了减少塑料因温度骤减而发 生翘边和收缩不良的现象，将打印台做成加热床（图4-19），床内有热敏 电阻与电路板相连，来控制加热床的温度。
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& 课堂讨论 （时间：10分钟）
4.2 3D打印机的主要构造
1.在了解了3D打印的结构之后，讨论一下你认识的3D打印机的主要包含了哪些结构？ 试着说一说你们学校的3D打印机的构造。
一番“磨难”之后，千元3D打印机终于问世。“第一次只能打印一个简单的正 方体，现在我们已经可以熟练地打印出精巧的摆件、可爱的模型，而且比网络上 ‘秀’的产品更为精致、美观。”两位男生骄傲地说。
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4.2 3D打印机的主要构造
第三步：安装挤出头、散热片、风扇 对于3D打印机而言，挤出头是其核心的部件。同时在挤出头外加散热片和
风扇，主要是为了降低喉管上部的温度。
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第四步：安装加热床
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3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打 印头、耗材和介质等架构组成的，打印原理是一样的。3D打印机主要是在打印前在 电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后再进行打印输出。
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