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    3D打印機噴頭的原理有哪些?

    2021-09-23 0

    3D打印機與市場上一般的打印機結(jié)構(gòu)相似,也由控制電路、驅(qū)動電路、數(shù)據(jù)處理電路、電源和輸入輸出模塊組成。

    從外觀上看,采用FDM熔融層積成型技術(shù)的個人消費者的3D打印機結(jié)構(gòu)并不復雜,甚至有點簡陋,但正是因為這個原因,3D打印機的價格才能從幾萬甚至幾十萬美元降到幾千元。目前,消費級3D打印機主要由PC電源、主控電路、步進電機和控制電路、高溫噴頭和工件輸出基板組成。外用木板固定,采用非封閉鑄模平臺。

    我們可以看到,它的核心是一個主電路板,使用ATmega1280-16AU(16MHz)8位AVR微處理器。通過這個主電路板,將處理后的3D模型文件轉(zhuǎn)換成X、Y、Z軸和噴頭進料的步進電機數(shù)據(jù),交給4個步進電機控制電路進行控制,然后讓步進電機控制電路控制工件輸出基板的X-Y平面移動、噴頭的垂直移動和噴頭進料的速度。

    3d打印機

    就硬件結(jié)構(gòu)而言,閃鑄Adventurerⅲ3D打印機并不復雜,成本也不算太高,據(jù)重慶大學自動化學院副院長林景棟教授介紹,其主控電路的成本也就100元左右,一套步進電機和控制電路的成本也就100元左右,可加熱工件的輸出基板和噴頭的成本也不算太高。自動化學院的航嘉磐石355電源售價超過200元后,自動化學院的廖孝勇老師笑著告訴我們,這個電源可能是這款打印機硬件成本最高的配件。

    基于壓電技術(shù)原理的噴頭有兩種,即/按需給墨型0(droPlet一on一demarid)噴頭和連續(xù)噴頭。導電墨水在壓力的作用下通過噴頭噴出,噴出的墨水分散形成連續(xù)的液滴。然而,這種連續(xù)噴出的液滴在自然狀態(tài)下的尺寸和間隔應該是隨機的。因此,這種噴頭通過其壓電傳感器向墨水施加固定頻率的超聲波,使墨水形成相同尺寸和間隔的液滴。連續(xù)噴出的液滴通過充電極板,所需的液滴被電場充電,轉(zhuǎn)向指定方向噴出,不需要的液滴通過回收槽收集。一個壓電傳感器可以支持多個噴因此噴頭之間的間距可以盡可能小,以達到高分辨率陣列。但由于該裝置的油墨滴充電和回收系統(tǒng)極其復雜,成為其實際應用的主要障礙。

    根據(jù)需要,墨水噴頭使用壓電管或圓盤噴射液滴,在需要打印時向壓電傳感器施加電壓脈沖,從而在充滿油墨的腔體中產(chǎn)生聲波。當聲波與噴頭中油墨的自山凹面相互作用時,會發(fā)出液滴。典型/按需給墨型0噴頭。這種液滴生產(chǎn)方法的主要優(yōu)點是不需要復雜的液滴偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和回收系統(tǒng)。缺點是壓電傳感管或圓盤尺寸過大,不利于毫米級的高精度應用。

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