作品名稱：一種帶有無纏繞自稱重送料架及自冷卻噴頭的 FDM打印機
學校名稱：西京學院
參賽隊伍：黎明火花
參賽學生：王莎 李盼盼 王興迪
指導老師：張毅 豆素勤
一、開發背景
隨著快速成型技術的發展，3D打印機被廣泛應用于工業制造、航空軍工、生物醫療等多個領域。在西安非凡士機器人有限公司實習實踐期間，發現3D打印機在使用過程中經常出現噴頭堵料、空打，以及絲狀材料纏繞或卡在送料架上的現象，為了有效的解決這些問題，設計出一種帶有無纏繞自稱重送料架及自冷卻噴頭的FDM打印機。
二、結構說明
一種帶有無纏繞自稱重送料架及自冷卻噴頭的FDM打印機的結構主要由打印機機身、送料架和打印機的自冷卻循環系統組成。
FDM打印機機身采用鋁型材材料，其傳動系統由X、Y、Z軸傳動構成，X、Y軸電機分別通過同步帶傳動帶動噴頭的X軸方向運動與Y軸方向運動，Z軸電機與絲杠直接相連，絲杠位于打印機后部正中央，絲杠上的螺母與工作臺支架相連，從而通過Z軸電機轉動帶動工作臺上下移動。
送料架主要由支撐架、壓絲輥、承載軸、稱重裝置、物料盤、托盤、絲狀材料和鎖緊螺母組成。絲狀材料纏繞在物料盤的繞絲軸上，然后將物料盤橫穿在承載軸的軸桿上，此時承載軸橫放在支撐架底部，通過鎖緊螺母夾緊固定在支撐架上。壓絲輥兩端橫放在支撐架的槽中，壓在絲狀材料的外圓上。稱重傳感器安裝在托盤底板上。數碼稱重顯示器安裝在稱模塊上，稱重模塊安裝在托盤的托盤立板上。
打印機的自冷卻系統主要由環繞在喉管外側的的螺旋管，導流軟管，微型水泵，溫度傳感器和水箱等組成。其中一段導流軟管連接微型水泵的出水端口，另一段導流軟管直接通入水箱中；微型水泵裝在水箱內，為冷卻水的循環提供動力；溫度傳感器緊貼喉管安裝，用于實時檢測喉管內的溫度，并傳遞給打印機控制裝置；水箱內有冷卻水，用于冷卻噴頭。
三、功能使用與說明
這種新型料架，可使絲狀材料在3D打印機工作時不會相互纏繞，同時其上設置的稱重模塊可追蹤絲狀材料的消耗情況并在數碼稱重顯示器上動態顯示絲狀材料重量的數值變化。通過數碼稱重顯示器可設定一個安全數值，當稱重模塊判斷出物料盤上面的絲狀材料的重量消耗到等于這個安全數值時，發送信號給打印機控制裝置，暫停3D打印機的操作，同時發送信號給數碼稱重顯示器，由數碼稱重顯示器發出提示音，提醒打印機操作者。
在打印過程中，溫度傳感器檢測喉管溫度，并將檢測數據實時傳輸給打印機控制信號啟動微型水泵，將水箱內的水壓入冷卻循環系統，冷卻喉管。
