3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)通常都是根據(jù)打印材料、打印要求而設(shè)計(jì)，但是其具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)都是有理可尋的。不同的3D打印技術(shù)都有著不同的結(jié)構(gòu)，但同為增材制造都是逐層制造，所以其原理類似。對(duì)于3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)的研究不單單針對(duì)某一種打印技術(shù)，而應(yīng)該是通用的結(jié)構(gòu)。通過對(duì)現(xiàn)有的3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行總結(jié)分析，3d打印軟件https://www.stratasys-china.com/software有助于進(jìn)一步推動(dòng)3D打印機(jī)的發(fā)展。 1、3D打印機(jī)以坐標(biāo)系類型分類 常見的3D打印機(jī)為了完成三維立體打印，都需要以不同的方式在三維空間中進(jìn)行定點(diǎn)定位，這時(shí)就需要利用坐標(biāo)系來實(shí)現(xiàn)定位。而在3D打印機(jī)研究進(jìn)展中，常見的不外乎為笛卡爾坐標(biāo)系結(jié)構(gòu)、極坐標(biāo)系結(jié)構(gòu)兩種。 笛卡爾坐標(biāo)系結(jié)構(gòu)是最常見的結(jié)構(gòu)，是在各種3D打印技術(shù)上都是十分普遍的結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制造，但其缺點(diǎn)也較明顯，由于采用直角坐標(biāo)系，在進(jìn)行弧面以及圓弧打印時(shí)，其只能通過圓弧插值的方法進(jìn)行打印，就會(huì)導(dǎo)致打印精度較差，打印的圓弧面會(huì)有階梯狀的凸起。 常見的基于笛卡爾坐標(biāo)系的3D打印機(jī)涉及X、Y、Z三個(gè)向的運(yùn)動(dòng)，而噴頭與打印平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方式可以歸納為3類： (1)噴頭做X軸和Y軸方向的運(yùn)動(dòng)，打印平臺(tái)獨(dú)立做Z軸方向運(yùn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)形式，噴頭較工作臺(tái)而言具有質(zhì)量小、體積小等特點(diǎn)，適合高精度緊湊型3D打印機(jī)。但打印機(jī)噴頭在XY平面做復(fù)合運(yùn)動(dòng)會(huì)影響噴頭的正常出料，從而導(dǎo)致打印質(zhì)量的下降。 (2)噴頭做X軸(或Y軸)和Z軸方向運(yùn)動(dòng)，打印平臺(tái)獨(dú)立做Y軸(或X軸)方向的運(yùn)動(dòng)?；蛘邍婎^獨(dú)立做X軸(或Y軸)方向運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)做Y軸(或X軸)和Z軸方向的運(yùn)動(dòng)。這運(yùn)動(dòng)形式將Z軸與X軸(或 Y軸)結(jié)合進(jìn)行復(fù)合運(yùn)動(dòng)，具有較小的運(yùn)動(dòng)慣量，且打印噴頭和工作平臺(tái)所需的運(yùn)動(dòng)空間較小，整體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于小型家用3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 (3)打印平臺(tái)作X軸和Y軸方向的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，噴頭僅在Z軸方向獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)形式的打印機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，但對(duì)于Z軸運(yùn)動(dòng)控制精度要求較高，由打印平臺(tái)在XY平面的移動(dòng)需要較大的空間，且工作臺(tái)質(zhì)量較大，不能用于較快速度的打印。 極坐標(biāo)系結(jié)構(gòu)則是在平面內(nèi)由極點(diǎn)、極軸和極徑組成的坐標(biāo)系，由于其原理的特殊性，所以其打印結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化，從而使其運(yùn)行安靜，外形別致，把復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)完成的動(dòng)作都交給軟件端來完成，盡量保持機(jī)械結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單。 其優(yōu)點(diǎn)在于可以用較小的3D打印機(jī)打印較大的物件，且可以較高精度的打印弧面，有打印速度快，穩(wěn)定性好和控制簡(jiǎn)單等;缺點(diǎn)就是對(duì)軟件部分要求較高，需要大量計(jì)算。