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木塑材料3DP打印机运动控制系统轨迹跟踪研究
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作者 王琦 刘子昕 +2 位作者 王鑫旭 李晓旭 闫承琳 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期127-137,共11页
针对木塑材料3DP打印机运动控制系统X轴负载较大而导致CoreXY机构在进行开环控制时打印精度较差的问题,研究3DP打印机的模型预测控制(MPC)智能轨迹跟踪算法,提高打印精度和打印速度。基于黏结剂喷射(3DP)成型工艺和CoreXY机构的传动特... 针对木塑材料3DP打印机运动控制系统X轴负载较大而导致CoreXY机构在进行开环控制时打印精度较差的问题,研究3DP打印机的模型预测控制(MPC)智能轨迹跟踪算法,提高打印精度和打印速度。基于黏结剂喷射(3DP)成型工艺和CoreXY机构的传动特点设计了木塑材料3DP打印机运动控制系统,提出了一种适用于3DP打印机的MPC轨迹跟踪策略。采用笛卡尔坐标系下近似圆形切片的打印轨迹作为参考轨迹,建立CoreXY机构A、B电机闭环系统的预测模型,运用MPC理论将打印速度和精度的多约束最优控制问题变为带约束的二次函数进行求解,对比参考轨迹与实际打印轨迹之间的误差,进而研究不同打印速度对轨迹跟踪效果的影响。对仿真结果进行分析计算得出,打印速度在80~400 mm/s范围内,3DP打印机的喷胶位点均可实现对参考轨迹的较准确跟踪,A、B电机皮带位移最大横向误差分别为0.0097和0.0060 mm,X、Y轴横向误差的平均绝对误差分别为0.357和0.362 mm。对比PID控制,MPC控制策略的各项衡量指标都更优,且参数更易整定,横向误差更小,提高了3DP打印机喷射路径的准确度和效率。随着打印速度的降低,MPC控制器的横向误差逐渐减小,系统的轨迹跟踪效果更准确和稳定,最终绘制参考轨迹与实际轨迹形状基本重合。 展开更多
关键词 3DP打印机 模型预测控制(MPC) 轨迹跟踪 CoreXY机构 3DP工艺
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基于FDM工艺的多功能3D打印机结构设计
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作者 王新 王文娟 +6 位作者 赵小刚 庞希 冯邵康 庞智文 任瑞翔 于云龙 黄冠杰 《科技创新与应用》 2024年第4期46-49,共4页
该文针对传统3D打印机对于零部件的打印精度、加工效率以及许多异形曲面结构打印难以达到加工需求,且设备在运作时还会发热振动,产生噪音等问题进行优化,采用Creo软件设计一种基于熔融沉积制造(FDM)工艺且具备打印、打磨、清扫功能的3D... 该文针对传统3D打印机对于零部件的打印精度、加工效率以及许多异形曲面结构打印难以达到加工需求,且设备在运作时还会发热振动,产生噪音等问题进行优化,采用Creo软件设计一种基于熔融沉积制造(FDM)工艺且具备打印、打磨、清扫功能的3D打印机,并对多个零部件3D模型进行仿真和力学分析,分析喷头的温度场分布及五孔连接盖板、脚垫支架的受力分布。结果表明,该设计可实现减少耗材,降低发热振动,有效提高打印精度,缩短打印时间,结构稳定合理,具有较好的推广应用价值。 展开更多
关键词 FDM 3D打印机 多功能 结构设计 3D模型
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A Rapid Generation Method of Character Doll with Rotatable Limbs Oriented to 3D Printer 被引量:2
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作者 LI Lin CHU Xiao-li Nie Wenchao 《Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing》 2014年第1期23-26,共4页
Currently, 3D printing of the character dolls is a very practical application for the average person. But the model of doll which can be obtained is static so the posture of the doll is single. On the other hand, the ... Currently, 3D printing of the character dolls is a very practical application for the average person. But the model of doll which can be obtained is static so the posture of the doll is single. On the other hand, the modification of the model is very difficult to non-professions. This paper proposes an rapid generation method of character doll with rotatable limbs, which is through adding the sphere joint to the doll's model automatically. After the model is segmented by drawing a line interactively, the sphere joint is created based on the segmentation boundary through entity modeling method. Lastly the two models of the doll and the joint are composited and printed. Some doll's model are tested on the FDM(Fused Deposition Modeling) 3D printer using this process. The results are more interesting and the efficiency has been greatly improved compared with modifying the model manually. 展开更多
关键词 3D printer character doll sphere joint parametric modeling
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基于SEM-KE的校园共享打印机设计研究
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作者 李奋强 林浩屹 《包装工程》 CAS 北大核心 2023年第18期213-226,共14页
目的为了提供更好的校园生活,提升校园共享打印机的用户体验,提出以结构方程模型(Structural Equation Modeling,SEM)和感性工学(Kansei Enigneering,KE)进行设计分析,从而帮助设计者准确获取用户的复合需求。方法首先,运用语义差分法... 目的为了提供更好的校园生活,提升校园共享打印机的用户体验,提出以结构方程模型(Structural Equation Modeling,SEM)和感性工学(Kansei Enigneering,KE)进行设计分析,从而帮助设计者准确获取用户的复合需求。方法首先,运用语义差分法和聚类分析构建用户感性意象空间,并以形态分析法和正交试验设计构建产品形态要素空间,借助感性工学生成用户感性意象空间和产品形态要素空间的映射关系,进而形成设计知识库;其次,运用类目层次法获取感性层级与设计要素,再通过结构方程模型构建用户感性意象空间和信息条目编码空间的映射关系,根据模型路径分析得到设计策略;最后,形成设计知识和策略的关联模型。结果通过设计知识和策略指导设计者进行校园共享打印机的设计应用。结论通过将感性工学与结构方程模型有效结合,进一步完善校园共享打印机的设计研究,并为相关的用户体验设计提供一定理论参考。 展开更多
关键词 产品设计 用户体验 感性工学 结构方程模型 数量化一类 校园共享打印机
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基于挤出成型的陶泥3D打印成型系统设计与开发
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作者 卢帅 宁佳鑫 +1 位作者 王皓翔 石伟 《许昌学院学报》 CAS 2023年第2期122-125,共4页
借鉴熔融沉积(FDM)成型技术实现机理,本文对桌面型陶泥3D打印机的运动系统、挤出系统、控制系统进行了研究设计.采用三自由度悬臂式框架结构,工作台沿Y轴进行前后移动,喷射机构进行X轴左右和Z轴上下方向的移动,挤出系统采用螺杆式挤出结... 借鉴熔融沉积(FDM)成型技术实现机理,本文对桌面型陶泥3D打印机的运动系统、挤出系统、控制系统进行了研究设计.采用三自由度悬臂式框架结构,工作台沿Y轴进行前后移动,喷射机构进行X轴左右和Z轴上下方向的移动,挤出系统采用螺杆式挤出结构.打印机总体尺寸320×360×400 mm,工作行程230×230×230 mm.以ATmega128单片机为核心,采用模块化思想对成型系统控制部分进行设计,经测试,系统运行良好,实现了预期功能. 展开更多
关键词 陶泥 FDM 3D打印机 成型系统
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一种灰度图像打印机模型研究 被引量:3
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作者 李智杰 崔文竹 +1 位作者 刘欣 李小莹 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2010年第4期209-212,共4页
为了在计算机中数字化模拟灰度图像的打印过程,首先分析现有打印机对灰度图像的处理和打印过程,进而提出一种打印模拟算法,其中先对数字图像打印前后分辨率和灰度级变化进行模拟,再施加半调和点增益处理,实现对打印过程的建模.实验结果... 为了在计算机中数字化模拟灰度图像的打印过程,首先分析现有打印机对灰度图像的处理和打印过程,进而提出一种打印模拟算法,其中先对数字图像打印前后分辨率和灰度级变化进行模拟,再施加半调和点增益处理,实现对打印过程的建模.实验结果证实,模型输出图像打印扫描后同原始图像实际打印扫描后相比,相似程度十分接近,其平均灰度差值仅达1.448. 展开更多
关键词 打印机模型 图像分辨率 半调 点增益
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基于打印机和视觉模型的阶调误差扩散算法的研究 被引量:2
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作者 周奕华 卢健 +1 位作者 万晓霞 徐锦林 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期826-828,共3页
提出了一种基于打印机模型和视觉模型的阶调误差扩散算法。这种基于模型的半色调方法是利用打印机的特征和人类的视觉特性使打印图像的质量达到最佳。为了保证根据阶调不同获得最优矩阵,使用基于人眼视觉模型的误差算法对半色调结果进... 提出了一种基于打印机模型和视觉模型的阶调误差扩散算法。这种基于模型的半色调方法是利用打印机的特征和人类的视觉特性使打印图像的质量达到最佳。为了保证根据阶调不同获得最优矩阵,使用基于人眼视觉模型的误差算法对半色调结果进行评价。 展开更多
关键词 打印机模型 视觉模型 阶调误差扩散算法
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《中药鉴定学》性状教学引入3D纸模型构建技术初探 被引量:3
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作者 车苏容 苏碧丽 +2 位作者 魏政熙 文琛 曾松 《世界中医药》 CAS 2013年第11期1356-1358,共3页
《中药鉴定学》性状教学的是直观形态教学为主的学科,教学用药材样本易变质受损,部分药材价格昂贵。3D纸模型技术的发展,物美价廉、表现力强,具有诸多优势,成为一个潜力具大的教学手段,引入本学科的教学将对传统教学模式带来改变。
关键词 3D纸模型 中药鉴定学 性状 教学
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熔融沉积成型3D打印机混色装置的研究 被引量:26
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作者 韩善灵 李志勇 +1 位作者 肖宇 徐旭 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第11期116-118,122,共4页
当前基于熔融沉积成型的桌面级3D打印机的大部分打印头装置只能打印一种颜色的耗材,打印出来的物体颜色单一,为了解决这一问题,在分析了整个3D打印头装置的基础上,运用TRIZ理论对3D打印头进行了创新设计,设计出一种双进料单挤出的打印... 当前基于熔融沉积成型的桌面级3D打印机的大部分打印头装置只能打印一种颜色的耗材,打印出来的物体颜色单一,为了解决这一问题,在分析了整个3D打印头装置的基础上,运用TRIZ理论对3D打印头进行了创新设计,设计出一种双进料单挤出的打印头装置,该打印头装置能将两种颜色的耗材融化混合,并从同一喷嘴挤出,实现混色打印。运用UG有限元模块对所设计机构进行了温度场的模拟分析,最终对装置进行了试验,验证了温度场分析的正确性,达到了混色要求,为3D打印机混色装置的进一步研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 熔融沉积成型 3D打印机 TRIZ理论 混色 温度场
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基于MEMS技术FDM 3D打印机自适应调平系统 被引量:5
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作者 张毅 王莎 +2 位作者 李盼盼 王兴迪 周亚男 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期70-74,共5页
针对熔融沉积成型(FDM)3D打印机在使用过程中出现的打印模型粘接不牢、翘曲变形和抽丝等问题,基于微电机系统(MEMS)技术设计了一种4点式自适应调平系统。该系统利用MEMS双轴倾角传感器测量打印平台的倾角以确定位于最高点的调节点,运用... 针对熔融沉积成型(FDM)3D打印机在使用过程中出现的打印模型粘接不牢、翘曲变形和抽丝等问题,基于微电机系统(MEMS)技术设计了一种4点式自适应调平系统。该系统利用MEMS双轴倾角传感器测量打印平台的倾角以确定位于最高点的调节点,运用调平算法计算其它3个调节点的举升高度调节量,使用机电式调平机构采用逐高式调平方法实现打印平台的水平调节。研究表明,该系统具有原理简单,调平时间短,可靠性高等特点,能够满足3D打印机调平的性能指标要求,还可推广应用于其它各类调平系统。 展开更多
关键词 微电机系统技术 熔融沉积 3D打印机 调平系统
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基于非理想打印机模型的半色调化图像质量评价方法研究 被引量:1
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作者 徐国梁 谭庆平 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2010年第10期228-232,共5页
胶印工艺中印刷的内容需要半色调化成二值图像。为了评价半色调化算法和图像的质量,就要对输出图像的设备建模。现有的建模方法都基于理想打印机,假定输出图像的像素和输出设备的一个矩形区域的状态对应。然而理想打印机反映不了实际胶... 胶印工艺中印刷的内容需要半色调化成二值图像。为了评价半色调化算法和图像的质量,就要对输出图像的设备建模。现有的建模方法都基于理想打印机,假定输出图像的像素和输出设备的一个矩形区域的状态对应。然而理想打印机反映不了实际胶印工艺中的像素点重叠、极小网点丢失、网点扩大等基本现象。本研究的目标是建立一个面向胶印工艺的打印机模型,用于半色调化图像质量评价算法的研究。 展开更多
关键词 图像质量评价 HVS 打印机模型 图像膨胀 信噪比SNR
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基于最小平方差模型的改进半色调技术 被引量:1
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作者 王小华 刘丽娜 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2007年第10期2381-2383,共3页
基于模型的半色调技术是根据显示设备和人眼视觉系统的特性从而使图像质量达到最优,其中基于最小平方差模型的半色调技术是其中一种比较好的方法,而基于最小平方差模型的改进半色调技术则是在前者的基础上进行了改进,提出了一种新的迭... 基于模型的半色调技术是根据显示设备和人眼视觉系统的特性从而使图像质量达到最优,其中基于最小平方差模型的半色调技术是其中一种比较好的方法,而基于最小平方差模型的改进半色调技术则是在前者的基础上进行了改进,提出了一种新的迭代方法即取反/交换法。该技术的基本思想是对二进制图像进行打印模型和视觉模型处理,和对原始灰度图像仅进行视觉模型处理,使两者之间的输出图像之间的误差最小。实验证明该技术比传统技术具有更高的分辨率和更多的灰度级,图像更清晰。 展开更多
关键词 基于模型的半色调 人眼视觉系统 最小平方差模型 打印模型 视觉模型 取反/交换法
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打印平台可翻转的3D打印机研发 被引量:3
13
作者 孙慧超 闫龙威 +1 位作者 曲兴田 王宏一 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2017年第6期102-105,109,共5页
从节省材料、增加稳定性、填充支撑结构等几个方面对结构进行优化,以及为了解决当前一些有悬臂或者空腔结构又不允许添加内部支撑结构的打印件无法制造的问题,设计出一种工作平台可翻转的3D打印机,介绍了其结构组成以及工作原理;利用AN... 从节省材料、增加稳定性、填充支撑结构等几个方面对结构进行优化,以及为了解决当前一些有悬臂或者空腔结构又不允许添加内部支撑结构的打印件无法制造的问题,设计出一种工作平台可翻转的3D打印机,介绍了其结构组成以及工作原理;利用ANSYS仿真软件对系统建立仿真模型,得到工作平台结构和喷头结构的应力分析,验证了设计方案的可行性,从而实现工作平台可翻转的可能性,完成无支撑结构的曲面结构打印以及对打印件结构优化设计。 展开更多
关键词 3D打印机 结构分析 模型仿真 翻转平台
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基于数字半调技术的打印机模型 被引量:2
14
作者 孔月萍 于乐兵 《微计算机信息》 北大核心 2008年第6期257-258,199,共3页
针对目前打印机点增益减弱问题,本文在数字半调技术的基础上建立了一种改进的点增益打印机模型。与现有的打印机模型相比,该模型明显减弱了打印机的点增益程度,提高了模拟的精确度。
关键词 数字半调 点增益 打印机模型
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面向印刷机械的虚拟装配系统研究与开发 被引量:1
15
作者 张晓桂 高波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第22期2717-2720,共4页
分析了虚拟装配系统的功能结构,建立了基于配合特征的集成装配模型,采用几何推理和装配知识相结合的方法进行装配序列规划,实现了三维环境下的交互式装配工艺规划与仿真。最后,给出了该系统在某输纸机构装配中的应用实例。
关键词 印刷机械 装配建模 装配序列规划 虚拟装配
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数码印刷机虚拟演示系统的设计与制作 被引量:3
16
作者 李文霞 司占军 张妍 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期114-118,共5页
目的为了满足数码印刷机产品展示和辅助教学的需要,利用虚拟现实技术设计与制作数码印刷机的虚拟演示系统。方法以DocuColor 5065数码印刷机为研究对象,根据收集到的资料在AutoCAD中绘制CAD图,或者在Illustrator中勾勒出模型曲线,而后在... 目的为了满足数码印刷机产品展示和辅助教学的需要,利用虚拟现实技术设计与制作数码印刷机的虚拟演示系统。方法以DocuColor 5065数码印刷机为研究对象,根据收集到的资料在AutoCAD中绘制CAD图,或者在Illustrator中勾勒出模型曲线,而后在3ds Max中进行建模。经相关优化处理后导入到VRP平台中进行后期处理,实现虚拟印刷流程展示、构件介绍、分步解说等功能。结果最终构建出数码印刷机虚拟演示系统,通过该系统能够观看印刷机实物展示、装配动画、装配步骤等,了解印刷机的各个零部件和印刷的实际过程。结论将虚拟现实技术应用于数码印刷机中,不但能够对产品进行数据化描述和可视化呈现,使用户了解印刷机的内外部结构和相关特性,而且为数码印刷机的演示流程提供一个展示平台。 展开更多
关键词 数码印刷机 DOCUCOLOR 5065 虚拟装配 建模
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基于磁制冷的FDM型3D打印机喷头的研究与设计 被引量:7
17
作者 张毅 王兴迪 +1 位作者 王莎 李盼盼 《塑料工业》 CSCD 北大核心 2017年第7期47-52,64,共7页
为了解决熔融沉积(FDM)型3D打印机使用过程中经常遇到的喷头堵塞问题,基于磁制冷技术,研究和设计了一种新型的3D打印机喷头。该打印机喷头的送丝机构,设计有压力传感器,可对导轮和挤出轮之间的压力进行数字化调节;喉管冷却组件采用高温... 为了解决熔融沉积(FDM)型3D打印机使用过程中经常遇到的喷头堵塞问题,基于磁制冷技术,研究和设计了一种新型的3D打印机喷头。该打印机喷头的送丝机构,设计有压力传感器,可对导轮和挤出轮之间的压力进行数字化调节;喉管冷却组件采用高温导热油作为热交换介质,其冷却管采用沉浸式蛇管结构;基于磁制冷原理设计的制冷装置,配置有两条封闭循环的热交换液通道;喉管组件两端分别设置有耐高温的氟橡胶密封圈;喷头热端组件采用正的温度系数(PTC)加热器作为加热源,并设计有防热辐射保温罩。控制装置能够采用比例-积分-微分(PID)控制方式调节喉管组件的温度。研究表明,该喷头的上述设计特点,可有效地解决FDM型3D打印机工作时遇到的喷头堵塞问题,并能够提高模型的表面质量。 展开更多
关键词 磁制冷 熔融沉积 3D打印机 喷头堵塞
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3D打印中一种快速分层处理算法的研究 被引量:5
18
作者 刘大伟 王苏洲 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第9期50-54,58,共6页
通过对3D打印中STL数据模型分层规则的分析建立有向加权图数据结构,该数据结构在找到邻接三角形的同时也记录了其权值信息,运用图的深度优先遍历法,建立递归搜索函数,针对递归切片中出现的三角形"点切"问题,提出了一种基于ST... 通过对3D打印中STL数据模型分层规则的分析建立有向加权图数据结构,该数据结构在找到邻接三角形的同时也记录了其权值信息,运用图的深度优先遍历法,建立递归搜索函数,针对递归切片中出现的三角形"点切"问题,提出了一种基于STL模型的快速分层算法即分组排序的有向加权递归算法。此算法通过对三角形面片分组排序后,进行有向加权图递归搜素,获得三角形面片之间有序排列的交点,在Open GL环境中实现了截面轮廓的自动生成,根据每个轮廓环切割的第一个三角形面片数据,确定截面轮廓的走向。实验结果证明该算法可以减少面片之间建立拓扑关系的时间,实现简单,稳定可靠。 展开更多
关键词 3D打印 分层算法 STL模型
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3D打印在先进制造技术教学中的应用 被引量:5
19
作者 邓婷婷 李伟 《机械工程师》 2014年第11期99-102,共4页
随着3D打印的兴起,其应用越来越广泛。将123D Catch软件的照片建模技术和3D打印技术引入先进制造技术课程的教学,既丰富了教学内容,又提高了学生学习的兴趣。
关键词 3D打印机 三维模型 123D CATCH 照片建模
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FDM型混色3D打印机的设计 被引量:12
20
作者 沈冰夏 管宇鹏 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2016年第5期60-63,共4页
针对目前桌面级3D打印机普遍仅支持单色打印的问题,在熔融挤压堆积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)并联臂单色3D打印机的基础上通过改进喷头结构、编写上位机控制软件,实现了一种无需更换喷头、耗材,无需后处理,可一次成型多色、... 针对目前桌面级3D打印机普遍仅支持单色打印的问题,在熔融挤压堆积成型(Fused Deposition Modeling,FDM)并联臂单色3D打印机的基础上通过改进喷头结构、编写上位机控制软件,实现了一种无需更换喷头、耗材,无需后处理,可一次成型多色、渐变色的3D打印方案。将单进料—单挤出喷头改进为双进料—单挤出结构,通过上位机软件设置2种不同颜色耗材的送料比例,不同颜色和比例的耗材在加热块内熔融后再通过单喷头挤出便可打印出不同的颜色。上位机控制软件还具有自定义混色方案、混色效果预览的功能。 展开更多
关键词 3D打印机 熔融挤压堆积成型 混色打印 混色效果预览
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