3D打印机Kossel相关知识共34页.docx
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Kossel术语词汇表
ABS
丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(AcrylonitrileButadieneStyrene),一种用于3D打印的热塑性塑料(Thermoplastic),ABS也常常以缩略语形式出现,用于表示由ABS材料制成的丝材(Filament)。
Bed
3D打印机的制作平台,制品最终在此平台上完成制作。
Belt
齿轮带(Toothedgearbelt)。
通常由增强型纤维制成以避免其不必要的伸缩。
用于将运动从马达传送至机器的其它部件。
BOM
物料清单(BillofMaterials),所有部件的列表。
BOM分为整机及部件两种。
Carriage
携带了挤压器(Extruder)、在机器x轴中间移动的装置。
也常常用x-carriage表示。
Catalyst
催化剂是一种物质,用于加速化学反应的过程,同时其自身不会被消耗。
能够改变反应速度(通常是加速)的物质被称为催化剂。
Copolymers
共聚物(Copolymers)是包含在共混物(polymerblends)中的添加剂,目的是为主聚合物增加特定的属性。
所有聚合特都具有所期望主要的属性,但不会带来其它属性。
作为一个良好的示例,苯乙烯具有透明、极精确的塑型特性,但同时,它也易碎,且在日光下易老化,但在某些商业漆中,在添加丁二烯之后,可让其变得富有弹性、隔离紫外线照射,以变得更加耐用。
共聚物与填充剂的区别在于,前者参与化学链反应,并与主要单体结合。
Curing
参考:
Hardening.
EVA
乙烯醋酸乙烯酯(EthyleneVinylAcetate)。
早期一些RepRap研究实验在热胶枪中使用了EVA固体胶成品。
这些固体胶通常为EVA,并在85°C左右熔化。
Extrude
在制作平台上放置制作材料的动作,通常是将热塑性塑料加热至液态,然后通过一个小的喷嘴挤出。
Filler
填充料是指添加至聚合物(或粘合物)中的固体材料,但不会影响化学特性。
他们保持惰性的同时,会给化合物增加所期望的机械特性,包括密度改变(使得化合特变得更重或更轻),额外的强度(纤维...),耐磨以及热特性(沙子...),orsimplythinningthecompoundtoreducematerialcost(talc).
Extruder
一组用于填充及挤压制作材料的零件,由两大组件构成:
从线轴上获取并填充热塑性塑料的冷端,熔化及挤压热塑性塑料的热端。
FDM
熔融沉积成型(FusedDepositionModeling)。
术语fuseddepositionmodeling及其缩写格式FDM是StratasysInc公司的注册商标,RepRap项目组成员创造了等同术语fusedfilamentfabrication(FFF)用于在措词时不受法律的约束。
FFF
熔融丝材制造(FusedFilamentFabrication),表示某种材料(塑料,腊,金属等)在同一材料(或类似材料)的顶部或附近结合(通过加热或粘附)。
Filament
有两种用法,分别用于表示:
由塑料制成的丝材(通常为3mm或1.73mm),用作3D打印机的原始材料。
挤出的塑料(通常<1mm).
Frog
也被称为挤压青蛙(squashedfrog),打印台连向的一个部件,Frog直接连接至Y轴上的线性轴承。
此术语来源于最初销售的SellsMendel部件,因其外形酷似"被压扁的青蛙".
G-code
在线上,由PC发往绝大多数数控机械(computernumericalcontrol,CNC)--包括绝大多数的RepRaps--的信息,被称为G-code。
理论上,人们可以直接输入并向RepRap发送G-code指令,但大多数人会通过CAM工具链读取STL文件,并在线上将G-code发送至机器。
一些研究人员正在开发G-code替代指令。
Hardening
模型变硬至其最终形态的过程。
HeatedBed
是指被加热的制作台,用于避免已挤出的零件底部过快的冷却(及缩水)。
缩水会导致快速原型零件中的内部压力,最常见的后果就是,零件的边角部分会沿制作面翘起。
加热台通常会提高成品的和质量。
HotEnd
热端是指具有足够高温用于熔化塑料或其它可能的材料的挤压器部分。
热端通常使用能承受~240°C左右高温的材料制成(用于当前热塑性塑料挤压)。
热端通常是指挤压器顶端部分,那里的温度最高。
KaptonTape
卡普顿胶带,聚酰亚胺防热胶带。
用于防护挤出机料桶的加热组件,同样可用于加热床的表面。
Monomer
单基体或单分子,一种分子,在特定条件下,可以同其它单基体链接,以形成被称为高分子聚合物的其它分子。
被称为单基体的分子,必须要能够与其它单基体形成2个或以上的结合。
NEMA
通常是指特定尺寸的步进电机
NEMA14-小型步进电机常见于Huxley及其它机型。
NEMA17-大型,更强大的步进电机,用于Mendel及其它机型。
NEMA23-更大型,非常强大的步进电机。
Nichrome
镍铬合金,一种由镍及铬制成的合金。
镍铬丝通常用于制作挤压器料桶的加热组件及一些加热台。
一些陶瓷电阻也常用于同样的目的。
Oligomer
低聚物是由单基体组成的大分子,通过或多或少的分支结构连接,前提只要能够为最终的聚合物提供聚合作用种子。
这里有一个简单的类比,单基体形成低聚物,如同水分子形成了雪花。
在商用树脂中,低聚物会同其单基体成份混合,以获得所期望属性的高分子聚合物,因其具备在空间上组织聚合过程的能力。
Parametric
形容词,表示可对模型进行三个维度的调整,参数化的模型可根据用户的需求进行缩放及变形操作。
具体在CAD软件中,假设在一个零件上有一个1cm的孔,你则可以自由的选中那个孔,并通过一些点击操作,方便的将其变成一个5mm的孔,相反,对于一些三角形化的网格(参考#STL),则很难执行此操作。
一些有用的软件包提供的原生格式,可存储参数化的模型。
PEEK
醚酮(PolyetherEtherKetone)。
高温热塑型塑料,用于喷嘴的隔热层。
PLA
聚乳酸(PolylacticAcid)。
一种可生物降解的thermoplastic聚合物,用于制作3D打印机的材料。
PLA常被作为缩写词,实际用于表示由PLA制成的丝材,如:
我在我的Mendel上使用PLA.
PVA
聚乙烯醇(PolylacticAcid),一种水溶性的丝材(Filament),用于3D打印的材料。
PVA被用作支架材料。
PTFE
聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,俗称,特富隆Teflon,塑料王)。
一种光滑的的热塑性塑料,通常用于挤压容器的内壁,用于减少原料的摩擦力。
Raft
一种用于避免变形的技术。
打印的物品在一次性材料制成的'筏'上完成,而不是直接在制作面上完成。
筏的大小超过打印物品的尺寸,并具有更好的附着力。
这种技术很少运用于加热型制作面。
RAMPS
RepRapArduinoMegaPololuShield-一种更加流行的"官方"电子方案。
RepRap
RepRap机器是一种快速原型机器,并可制造自身某些重要部件。
RepRap项目用于探寻制作桌面级RepRap机器。
Toreprapv.通过RepRap机器制作物品。
Reprappableadj.可通过RepRap机器制作。
Seealso:
RepRapWiki:
About
RepStrap
可用于制作RepRap的3D打印机,但其自身不属于RepRap范畴,因其自身部件不是通过复制自己得到的。
随着Mendel打印的塑料部件越来越多,此类机器虽已不常见,但仍然很流行。
它们通常以套件的形式出售,或者由客户自己搜集零件来制作完成。
参考:
WhatToolingDoYouHave
RP
快速原型(Rapidprototyping)。
相对于在模型工厂花费数天或数周时间,通过“3D打印机”的方式,创建一个物件只需要数小时时间。
Setting
参考:
Hardening.
Steppermotor
通过离散增加角位移或线位移的电机。
此类型电机大量用于Mendel,早期Darwin,以及Repstraps。
STL
立体印刷(StereoLithographic)的缩写,用于描述3D物体的参考格式。
设计软件(如,AoI)可产生STL文件,用于3D打印机或3D渲染图形包。
这里acommunityspecificationforanimprovementtoSTLfiles进一步讨论了STL的潜在替代格式。
Squashedfrog
参考:
Frog.
ThickSheet
被用作打印面的牢固平板,通常4-6mm厚,可由不同的材料制成,但最重要的是,该平板必须是平整的。
Viscosity
粘度是用于表示流体可流动性的阻力因子。
粘度越高,材料被挤出或涂抹的难度越高(意味着更多的能源、压力需求)。
同样,粘度越高,沉积的材料在硬化前,越不容易松驰或变形。
详细信息,请参考维基百科相关条目Viscosity.
Vitamin
不可复制的器件.
依照RepRap行话,"维他命"是指在你制作一台RepRap过程中,任何目前尚无法通过RepRap打印出的器件,例如,螺栓。
Wade'sExtruder
标准喷嘴的可替代品。
repetier固件,Configuration.h相关预编译参数
repetier固件,Configuration.h相关预编译参数介绍:
//机器类型设置
#defineMOTHERBOARD33//主控板类型,33查表可知对应ramps1.3/1.4
#defineDRIVE_SYSTEM3//机器结构类型,3为并联臂结构
//电机步长计算
#defineDELTA_DRIVE_TYPE0//0为皮带轮驱动
#ifDELTA_DRIVE_TYPE==0
/**定义皮带齿距为2mm,标准GT2皮带*/
#defineBELT_PITCH2
#definePULLEY_TEETH36//传动轮齿数36齿
#definePULLEY_CIRCUMFERENCE(BELT_PITCH*PULLEY_TEETH)//传动轮周长为齿数X齿距
/**定义步进转一圈的步数,这里是200,即1.8度步进*/
#defineSTEPS_PER_ROTATION200
/**XYZ轴步进电机驱动板细分步数,由ramps板上的跳线决定,插满3个跳线是1/16*/
#defineMICRO_STEPS16
//计算电机每毫米步数
#defineAXIS_STEPS_PER_MM((float)(MICRO_STEPS*STEPS_PER_ROTATION)/PULLEY_CIRCUMFERENCE)//(细分X每圈步数)/皮带轮周长
#defineXAXIS_STEPS_PER_MMAXIS_STEPS_PER_MM//算出来值赋给XYZ轴的相应参数,这里的计算值为44.44
#defineYAXIS_STEPS_PER_MMAXIS_STEPS_PER_MM
#defineZAXIS_STEPS_PER_MMAXIS_STEPS_PER_MM
#defineEXT0_STEPS_PER_MM518//定义挤出机步长,默认电机加挤出齿轮的步数为100,乘以行星减速箱变数比5.18
//限为开关
#defineENDSTOP_PULLUP_X_MINfalse//屏蔽掉XYZ底部限位开关
#defineENDSTOP_PULLUP_Y_MINfalse
#defineENDSTOP_PULLUP_Z_MINfalse
#defineENDSTOP_PULLUP_X_MAXtrue
#defineENDSTOP_PULLUP_Y_MAXtrue
#defineENDSTOP_PULLUP_Z_MAXtrue
#defineENDSTOP_X_MIN_INVERTINGtrue
#defineENDSTOP_Y_MIN_INVERTINGtrue
#defineENDSTOP_Z_MIN_INVERTINGtrue
#defineENDSTOP_X_MAX_INVERTINGfalse//将XYZ顶部限位设置为常闭(下降沿触发,反应速度更快?
)
#defineENDSTOP_Y_MAX_INVERTINGfalse
#defineENDSTOP_Z_MAX_INVERTINGfalse
#defineMIN_HARDWARE_ENDSTOP_Xfalse//同上屏蔽掉XYZ底部限位
#defineMIN_HARDWARE_ENDSTOP_Yfalse
#defineMIN_HARDWARE_ENDSTOP_Zfalse
#defineMAX_HARDWARE_ENDSTOP_Xtrue
#defineMAX_HARDWARE_ENDSTOP_Ytrue
#defineMAX_HARDWARE_ENDSTOP_Ztrue
////ENDSTOPSETTINGS:
//Setsdirectionofendstopswhenhoming;1=MAX,-1=MIN
#defineX_HOME_DIR1//设置HOME方向,并联臂与笛卡尔的机器不同,home方向在最大值处
#defineY_HOME_DIR1
#defineZ_HOME_DIR1
//并联臂机型软件限位,防止超出打印范围的指令,损坏机器
#definemax_software_endstop_rtru
//如果设置为真,则轴的坐标不会移动到0以下
#definemin_software_endstop_xfalse
#definemin_software_endstop_yfalse
#definemin_software_endstop_zfalse
//如果设置为真,则单轴的坐标不会移动超出设置长度
#definemax_software_endstop_xtrue
#definemax_software_endstop_ytrue
#definemax_software_endstop_ztrue
//设置打印范围
#defineX_MAX_LENGTH175
#defineY_MAX_LENGTH175
#defineZ_MAX_LENGTH188.8//挤出头回"家"(HOME位)后,喷嘴到打印平面的距离
//接下来是并联臂打印精度最重要的几个参数
#defineDELTA_DIAGONAL_ROD184.//斜杆长,指的是六根斜推杆螺丝中心到中心的距离,测量值
#defineDELTA_SEGMENTS_PER_SECOND_PRINT200//打印每秒分段数,这个值决定打印精度,过低则打印件表面粗燥,过高可能会缓冲区溢出(overflow)。
#defineDELTA_SEGMENTS_PER_SECOND_MOVE70//Lessaccuratesettingforothermoves
#defineEND_EFFECTOR_HORIZONTAL_OFFSET33//打印终端中心到固定斜杆万向节的水平偏移量
#defineCARRIAGE_HORIZONTAL_OFFSET22//竖杆中心到滑台万向轴之间的水平偏移量这两个值由打印件决定几乎不用修改
#definePRINTER_RADIUS139.5//打印机半径,指的是打印中心到,光杆中心的距离
#defineDELTA_RADIUS(PRINTER_RADIUS-END_EFFECTOR_HORIZONTAL_OFFSET-CARRIAGE_HORIZONTAL_OFFSET)//三角半径,用于笛卡尔坐标到并联臂三个滑台坐标的转换,等效值。
//运行速度相关,并联臂结构下,Z轴与其他轴一样灵活,所以将Z轴数值改为和XY轴一致
#defineMAX_FEEDRATE_X200//滑台的最大给进率200mm/s
#defineMAX_FEEDRATE_Y200
#defineMAX_FEEDRATE_Z200
#defineHOMING_FEEDRATE_X80//滑台HOME时,使用的给进率80mm/s
#defineHOMING_FEEDRATE_Y80
#defineHOMING_FEEDRATE_Z80
#defineMAX_ACCELERATION_UNITS_PER_SQ_SECOND_X1500//打印时,轴向移动加速度
#defineMAX_ACCELERATION_UNITS_PER_SQ_SECOND_Y1500
#defineMAX_ACCELERATION_UNITS_PER_SQ_SECOND_Z1500
#defineMAX_TRAVEL_ACCELERATION_UNITS_PER_SQ_SECOND_X3000//空载时,轴向移动加速度
#defineMAX_TRAVEL_ACCELERATION_UNITS_PER_SQ_SECOND_Y3000
#defineMAX_TRAVEL_ACCELERATION_UNITS_PER_SQ_SECOND_Z3000
#defineMAX_JERK20.0//平滑转向阀值
#defineMAX_ZJERK20.0
//EEPROM(非易失存储器,相当于BIOS)。
这里设置为0,即关闭。
设置为非0值即可打开该选项,但是切记,开启此选项后,某些参数的修改会失效。
)
#defineEEPROM_MODE0//设置EEPROM
软件准备
1、需要下载的软件
1.1固件上传工具——ArduinoIDE
这是上传固件的必备工具,有了这个软件让上传固件变的容易很多,插上USB,就可以轻松上传。
下载地址:
windows版本:
http:
//downloads.arduino/arduino-1.5.5-windows.exe
更多其它版本:
Arduino
1.23d打印切片软件——Slic3r
这个软件是生产3d打印机能够识别的控制代码的必备工具。
没有它,3d打印机将不能识别3d模型的格式。
只有通过这个软件转化为G代码后,打印机才可以正常使用。
而Slic3r是一个非常优秀的切片工具。
下载地址:
windows32位版:
http:
//dl.slic3r.org/win/slic3r-mswin-x86-1-0-0-stable.zip
windows64位版:
http:
//dl.slic3r.org/win/slic3r-mswin-x64-1-0-0-stable.zip
如果你想通过源代码自己编译,请参考:
slic3r
1.33d打印机控制软件(上位机)——Printrun
reprap官方上位机,界面简单,操作方便,是新手不错的选择。
它是3d打印机的控制中心,它会不停的读取计算机上的G代码文件(由上面的切片软件生成),然后通过usb线传输给3d打印机主控板(mega2560)从而实现对打印机的精确控制。
下载地址:
windows版本:
http:
//koti.kapsi.fi/~kliment/printrun/Printrun-Win-Slic3r-10Mar2014.zip
更多版本选择:
Printrun
1.4固件——Marlin
固件是安装在mega2560板子上的软件,功能强大的Marlin是不错的选择。
下载地址:
https:
//github/ErikZalm/Marlin/archive/Marlin_v1.zip
下载后解压后,marlin文件夹里的所有文件就是固件的源代码,找到里面的pde或ino文件用IDE软件打开即可。
2、安装驱动
MAC和linux系统都不需要为mega2560安装特定驱动,插上usb就可以使用了,由于mega2560板子实际上是usb转串口,所以插上后如果正常,会多了一个串口出来。
如果是STduino版本的Mega2560,由于我们的STduino是Arduino的升级版本,所以驱动不相同,请到:
windows:
http:
//vdisk.weibo/s/dt1ol2fScebl
Macosx:
MacOSX
Linux:
Linux3.x.x ,Linux2.6.x
下载安装。
2.1windows操作系统安装驱动
当你安装好ArduinoIDE后,来到IDE的目录,里面有一个driver文件夹,进去后找mega2560r3字样的inf文件,如果找不到,这个目录下应该会有一个压缩文件,解压后就可以找到这个文件了,右键安装就可以了。
这时插上mega2560板子,应该是可识别的设备了。
3、工具及配件
DIY3d打印机没有必要的工具,几乎是不可能完成的,当然必要的配件也是必须的。
3.1常用工具
在测试或安装3d打印机套件时,可能会用到的工具包括有,一字螺丝刀、剥线钳、压线钳、电烙铁、镊子、片口、尖嘴钳、高温胶带等等。
配套4
3.2配件
一台完整的3d打印机是由几十个甚至上百个零件组合而成。
如果想完成下面的测试或组成一台打印机,你应该有一下零件:
- 3d打印机主控套件:
主要包含一个mega2560主控板,一个RAMPS1.4拓展板和4个4988步进电机驱动板;
- 12V200W开关电源:
用于提供12V电压,可以使用电脑上的ATX电源,但接线时需要注意;
- 2个100kntc热敏电阻:
为了实现控制板对加热头及加热床的温度控制,需要有两个温度传感器,最方便的莫过于ntc热敏电阻,100k电阻是不错的选择(大部分固件直接支持);
- 至少一个两相四线步进电机:
如果你是简单测试,只需要一个步进电机就可以完成轮流测试,如果你要组成一台成品,你需要4~5台步进电机,Z轴根据机械结构的不同有的采用两台电机驱动。
电机型号需要根据你自己的情况选择,一般来说普通42电机都可以胜任,需要注意的是4988最大支持的驱动电流是2A;
- 至少一个限位开关:
限位开关是打印机用来确定位置的重要传感器,要组成完整的打印机至少需要3个限位来帮助打印机确定原点位置,限位开关种类很多,可以是机械式的、光电的、磁性的(霍尔)等;
- 12V加热管:
如果你的机械是FDM(热溶式打印机),那么加热管几乎是必须的,用在加热头上面,可以选择12V40W的加热管。
如果你紧紧是测试主控板是否正常,可以不需要,因为ramps板子上有led指示灯,知道是否在通电;
- 12V风扇:
用于散热的风扇,没有太多需要说明的,需要注意的是风扇正负极必须接对,否则不会转,也可以仅仅通过led指示来判断是否工作;
- 12V加热床PCB板:
为了让打印材料更容易粘在打印平台上,以及防止冷却变形(主要是ABS材料),
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 打印机 Kossel 相关 知识 34