3D打印机的演讲稿.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除介绍应包含：项目名称、项目选题意义、前期工作及已具备条件、实验设计路线、预期成果等方面内容。3D打印机的要点：1、什么是3D打印机？2、 为什么我们需要3D打印机？3、 目前国外的情况，我们的目标是设计一种低价格的3D打印机。4、 3D打印机的设计思路： 第一部分：3D打印机的硬件设计第二部分：3D打印机的底层控制软件第三部分：3D打印机的上层交互软件5、前期工作和已具备的条件。6、项目的预期成果老师们，评委们，你们好！现在由我们小组来介绍一下我们的创新训练项目一种低价格的“3D打印机”的研究与设计。什么是3D打印机？3D打印机，就是用一些材料，能够真真正正的打印出3D模型的打印机。它类似于我们平时用的打印机，但我们的喷头喷出的不是墨粉，而是热熔塑料。图，国外的3D打印机长啥样？为什么我们需要3D打印机呢？众所周知，在进行机械零件的设计时，通常都要经过多次反复的构思、设计、制作、检验、优化的过程，这样才能设计出完美的产品。如何能快速的看出设计成果，如何能尽早的检验是否存在设计缺陷？这困惑了很多的设计人员，如果有一台3D打印机的话，就会很好的解决这些问题。但是，目前，国外的公司已经出现了一些快速成型设备，但是价格都很昂贵，动辄就要上百万，所以，我们此次的我们项目的目标就是设计并实现一种低价格的3D打印机。现在，我讲一下3D打印机的一些相关知识：我们的3D打印机总共包括三个部分：第一部分：3D打印机的硬件设计3D打印机的工作过程，其实很简单。大家可以想想我们平时用的打印机是如何工作的。我们的实现思路是让加热至半液体的塑料“飞”起来，通过在工作台上凝固拼接实现3D模型的打印。为了是实现该过程，我们的打印机硬件设计是这样的：我们的3D打印机下面有一个工作台，它能够接住我们喷出的塑料。然后上面有一个热熔喷头，喷出热熔的ABS塑料，然后我们的工作台在步进电机的作用下在水平方向运行，喷头做垂直方向的运动。在一层上，这样一个点一个点的打印，然后这样一层一层的叠加，最终我们的3D模型就打印出来了。下面这个图，能够很好的说明模型的打印过程：为了完成这个打印，我们的3D打印机的主要硬件包括驱动电路板、步进电机、嵌入式主控板、热熔喷头和工作台。在控制电路板的指挥下，步进电机能够控制我们的热熔喷头在Z轴方向运动，同时控制工作台在XY轴方向运作，这样可以实现整体的三维运行，最终在工作台上面进行打印。整个系统的关键是要实现热熔喷头的三维运动，从而实现三维物体的打印。所有运动是在步进电机的驱动下实现，我们的问题转化为对步进电机的运动控制。而对步进电机的控制则通过专门的软件实现我们怎样控制步进电机的运动呢？为此，我们需要第二个部分，“3D打印机”底层控制软件的设计。这里我觉得还是从上到下介绍软件具体思路：我们的打印机的主要软件有两类，即底层控制软件和上层的交互软件。为实现软件之间的数据通信，我们采用了一种STL格式文件。一般的专业设计软件都可以生成STL文件。所以我们的上层软甲的主要功能是（介绍上层软件、STL文件。）有了STL文件，步进电机还不能工作，“语言”不通，所以我们底层控制软件将从当翻译角色。该软件将内嵌到3D打印机中，以固件的形式存储在嵌入式计算机中。具体实现是：首先将STL文件进行切片。生成GCODE。其次，将CODE转换为步进电机的控制指令，这样打印机就可以运作了底层控制软件是上层界面交互软件和下层控件硬件的一个桥梁。控制软件主要是接受GCODE指令，然后将GCODE指令转化成步进电机控制的指令序列，最后将电机控制指令序列转换成I/O指令实现电机的控制。该软件将内嵌到3D打印机中，以固件的形式存储在嵌入式计算机中。我们是如何得到GCOCE指令的呢？这是我们的上层的交互软件的一部分任务。上层的交互软件主要是实现这样的功能：第一，能够导入STL文件并且进行显示。什么是STL文件？STL文件就是能够存储设计好的模型的一种文件格式。一般的专业设计软件都可以生成STL文件。导入完STL文件以后，我们的就能够在屏幕上面看见我们绘制的3D模型了。第二，对显示模型进行一些细小的调整，例如选择，放大，缩小，平移等调整。接下来就是我们的重头戏，生成GCODE指令。如何生成GCODE指令？我们还是说说STL文件。STL文件存放的是组成模型的每个三角形的法向量和三个点的坐标。这些所有的三角面就可以组成我们的模型体。但这只是表面模型。怎么将表面模型变成工作台和喷头的三维运动呢？我们需要对三角形进行切片。图 切片的过程。最后，点击打印按钮，向控制电路板输出GCODE指令，只需等待数分钟，就能够快速的打印出设计好的3D模型。需要强调的一点是，我们的上层交互软件是不进行相关的设计工作，设计工作应该在专业的设计软件的进行。我们的前期工作包括如下部分：这部分主要是介绍为什么我们能够做出3D打印机？项目成员已经搜集了大量关于 “3D打印机”的资料，并且设计对3D打印机的整体架构有了一定的认识，产生了自己构想。同时对3D打印机的控制软件与硬件有了初步设计。目前，我们已经完成了STL文件的读取和显示，下面这张图就是我们对一个STL文件显示的结果。此外，我们分析了部分GCode指令。我们的小组成员里面，孙洪健同学去年参与了机器鱼的设计与实现，并且在相关比赛拿过一些奖项。我们参与了激光打印机的设计与实现，所有我们对上层交互软件的设计有很好的把握。项目预期成果：1、完成3D打印机硬件的设计与制作2、设计并实现了3D打印机相关软件3、应用做成的3D打印机