作品名稱:一種基于油墨沉積的房屋3打印機的設計
學校名稱:山東理工大學
參賽隊伍:Processing團隊
參賽學生:宋發成 王橙 張鈺
指導老師:劉江臣 姜運生
綜述
3D打印,在機械制造領域叫做快速成形技術??焖俪尚驮頌槔们衅浖⒁圃斓奈锛娜S模型進行分層切片處理,得到每層的輪廓信息數據,然后用CAM的方式分析得出每層加工輪廓或填充輪廓的加工數據,根據加工數據利用特定的成型工具及其配合的機械結構逐層進行掃描制造,直至每層都加工完畢。
近年來3D打印的應用得到飛速發展,因其諸多優點,被廣泛應用在醫療,軍事,教育,機械模具開發等行業。其中在建筑行業應用也頗為廣泛,我國已經有自己研發的建筑用打印機并成功打印了可以應用的毛坯房。
將3D打印技術用于建筑行業有很多優勢,能夠實現綠色快速建造。采用快速成型技術中的FDM技術設計一種新型基于極坐標系結構的的房屋打印機。對整個結構進行了剖析,將結構分為幾大部分x軸,y軸,z軸的運動,運料系統以及打印頭等部分,對各部分的選材以及結構分別進行了詳細的描述分析。
最后給出一種控制系統的解決方案,基于MKS 2560 和Ramps1.4控制板的硬件系統和基于Pronterface和Slic3r的軟件系統,并對如何利用控制系統控制本機器,給出部分程序。并且按照設計對整機進行了裝配。
模型整體圖
主要創新點
1. 打印頭由原先只有一個噴頭現在設置成了三個噴頭成三角形放置。其中兩個設置為平行,是用來打印墻壁的,另外一個打印填充。這樣使得原本一層需要三次路徑的僅僅需要兩次,提高了打印速度。
2. 極坐標系結構的設計使得本結構能夠折疊使用,這樣在遇到地震災害的時候,星球移民等需要快速方便建房的時候更能發揮其方便快捷的優勢。
3. 通過換打印頭或泵就可打印兩種材料,每種材料的粘稠度不一樣,所需要的管道直徑以及泵的吸力也能很難達到。
4. 可以旋轉的機械抓手,避免了需要人工手動防置的需要,這樣可以實現全自動無人值守打印。