3D打印機(jī)由機(jī)體組件、控制組件、運(yùn)動(dòng)組件和加熱組件構(gòu)成。主要部件包括電源、機(jī)體框架、機(jī)械軸、控制系統(tǒng)和電路、打印頭、打印平臺(tái)、擠出機(jī)。其中,不同的機(jī)體框架使得打印機(jī)的結(jié)構(gòu)存在差異,三角形和矩形框架是各類(lèi)打印機(jī)常用的機(jī)體結(jié)構(gòu);機(jī)械軸由X、Y、Z軸運(yùn)動(dòng)部件組成,主要類(lèi)型有三種,分別是直角坐標(biāo)型、三角爪型和舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)型。直角坐標(biāo)型和三角爪型使用笛卡爾坐標(biāo)系、舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)型的XY面采用極坐標(biāo)系。
直角坐標(biāo)型的X、Y、Z軸互為直角,由控制電路驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行X、Y、Z軸向定位;三角爪型的X、Y軸向定位是通過(guò)三角函數(shù)映射到三個(gè)爪的確定位置上;舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)型因XY面采用曲線(xiàn)坐標(biāo)系,其控制程序代碼和笛卡爾坐標(biāo)系不同。下面對(duì)當(dāng)前常見(jiàn)的幾種機(jī)體結(jié)構(gòu)三角型結(jié)構(gòu)作簡(jiǎn)要介紹。
三角形具有穩(wěn)定性,因此三角型結(jié)構(gòu)的機(jī)體架構(gòu)在穩(wěn)定性方面具有明顯優(yōu)勢(shì),而且這種架構(gòu)的機(jī)器成本相對(duì)較低。圖所示的機(jī)械結(jié)構(gòu)就是一種典型的三角型結(jié)構(gòu)。其機(jī)身的兩個(gè)相對(duì)側(cè)邊分別是一個(gè)三角形,三角形的底部放置熱床。
Z軸與機(jī)身兩側(cè)邊三角形平面平行,X軸在Z軸向兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的平面上活動(dòng),打印的過(guò)程中熱床會(huì)帶著物體沿著Y軸前后移動(dòng)。此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組裝和維修都比較方便;由于機(jī)體結(jié)構(gòu)兩邊都是開(kāi)放的,即使絲桿、光軸兩頭有多余的量也不會(huì)影響整體結(jié)構(gòu),因此對(duì)絲桿、光軸的切割精度要求不高。但是其機(jī)體的制作精度較低,如果需要更高的精度需要在調(diào)試上花費(fèi)較多力氣。