本課題設(shè)計的3D打印機(jī)與一般的3D打印設(shè)備不同，其旋轉(zhuǎn)臂式結(jié)構(gòu)將其中一個方向的直線運(yùn)動代替為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這使得其在精度上的要求更高，設(shè)備的運(yùn)動系統(tǒng)在相當(dāng)大程度上決定了成型工件的精度、表面粗糙度及加工效率。3D打印機(jī)其實(shí)就是一臺微型的數(shù)控機(jī)床，能根據(jù)控制程序做出一系列動作，自動精確的完成機(jī)械部件的移動。三軸運(yùn)動是3d打印設(shè)備的核心部分，運(yùn)動系統(tǒng)及傳動部件的好壞直接影響到設(shè)備工作時的定位精度，因此應(yīng)選用結(jié)構(gòu)相對簡單的運(yùn)動系統(tǒng)。

三軸運(yùn)動方式的設(shè)計，主要就是XYZ三個方向的運(yùn)動方式以及傳動構(gòu)件的選擇，在z方向是步進(jìn)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給絲桿，通過螺母將絲桿的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為垂直方向的運(yùn)動，從而使橫臂作升降運(yùn)動；旋轉(zhuǎn)平臺與步進(jìn)電機(jī)連接，通過減速齒輪將電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，帶動機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)；在X軸上由電機(jī)驅(qū)動同步齒輪，同步帶在齒輪的帶動下作直線運(yùn)動，使旋轉(zhuǎn)平臺作沿導(dǎo)軌方向移動。根據(jù)本設(shè)計3D打印機(jī)的工作需求，結(jié)合運(yùn)動系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則，主傳動系統(tǒng)主要包括滾珠絲桿、直線導(dǎo)軌、減速齒輪、同步帶傳動、步進(jìn)電機(jī)等主要部分。機(jī)械系統(tǒng)中固定件均使用標(biāo)準(zhǔn)化零件，便于設(shè)計與后期維護(hù)。

旋轉(zhuǎn)臂式3D打印機(jī)系統(tǒng)設(shè)計時，根據(jù)其制造工藝及加工精度的要求，重點(diǎn)除了結(jié)構(gòu)的設(shè)計外，還需遵從如下幾個設(shè)計原則：

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