基于ARM的桌面型3D打印机控制系统设计

针对基于单片机为控制器的桌面型3D打印机控制系统中存在的处理速度慢、片外芯片多、电路复杂、打印质量不高等问题,设计了基于ARM为控制器的桌面型3D打印机控制系统。系统采用了NXP公司推出的基于ARM CortexM3内核的LPC1768微控制器,用它进行与上位机通信、数据处理、模拟量采集与处理、信号控制,选用A4988专用两相步进电机驱动器实现步进电机细分驱动,简化步进电机细分驱动的设计,行程开关电路采用GK152红外光电传感器.软件采用了PID方式调节加热床、挤出机加热温度。文中论述了控制系统主要硬件电路设计和软件的实现流程,系统测试表明性能良好.

基于FDM的桌面型3D打印机速度提升技术

由于桌面型3D打印机是一种以数字模型文件为基础的累积制造技术,容易受到打印速度的影响降低打印机工作效率,传统的桌面型3D打印机采用单路固定数据传输和逐层打印的方式,增加了打印时间,导致打印速度慢的问题。提出基于频分多路复用(FDM)的桌面型3D打印机速度提升算法。分析了桌面型3D打印机的工作原理,设计桌面型3D打印机的喷墨控制模型,采用打印效率和打印速度对偶分析方法,融入频分多路复用(FDM)方法实现桌面型3D打印机的多目标集优化控制,并对速度量化指标进行评估,根据不同频率传送各路打印请求消息,实现打印速度提升。仿真实验表明,该技术能有效降低各路打印输入信号的干扰频谱,实现3D打印机的喷墨准确控制,大幅降低打印时间和内存开销,提高打印速度。

3D打印工作台平面度的差分式光电检测与补偿

3D打印是一种通过将三维模型切片分层的方式生成可被单片机识别的G代码文件,然后逐层打印的生长型快速制造方法。针对桌面型3D打印机工作台平面不水平导致打印产生的翘曲、变形等问题,利用基于双发射差分式光电传感器距离检测的反距离加权插值(IDW)算法对打印平面进行精确补偿,较传统机械补偿调平方法提高了精度与重复性。通过实验分析与验证,补偿效果明显,有效减少了打印过程出现的翘曲、变形等现象,提高了打印精度与质量。