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1、 ……………………. ………………. ………………… 山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 畢 業(yè) 論 文 題目： 3D打印機設(shè)計 學(xué) 院 機電學(xué)院 專業(yè)班級 電氣五班 屆 次 2014屆 學(xué)生姓名 姜云飛 學(xué) 號 20100776 指導(dǎo)教師 宋洪軍

2、 二O一四年五月十二日 裝 訂 線 ……………….……. …………. …………. ……… 目 錄 摘要..............................................................................................................................Ⅰ Abstract......................................................................

3、...................................................Ⅱ 引言 2 1緒論 2 1.1 國內(nèi)外3D打印機的研究現(xiàn)狀 2 1.1.1 國外3D打印機的研究現(xiàn)狀 2 1.1.2 國內(nèi)3D打印機的研究現(xiàn)狀 3 1.2 3D打印機的發(fā)展趨勢 3 1.2.1 3D打印產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展前景 3 1.2.2 3D打印技術(shù)未來發(fā)展的主要趨勢 4 1.3 3D打印機的工作原理及特點 4 1.4 發(fā)展創(chuàng)新與突破 6 2 總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 2.1 引言 7 2.2 總體框架的設(shè)計 8 2.3 溫度控制回路的設(shè)計 8 2.4 XY

4、Z三方向控制電機的設(shè)計 9 2.5 噴頭移動及噴出量調(diào)節(jié)的設(shè)計 9 3 機械結(jié)構(gòu) 10 3.1 傳動方式的選擇 10 3.2 轉(zhuǎn)動慣量的計算 11 3.3 噴頭的選擇 12 4 電機的選擇 13 4.1 伺服電機和步進(jìn)電機的對比 13 4.2 直流交流伺服電機對比 15 4.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計算 15 4.4 打印速度的初步估計 16 5 傳感器 16 5.1 溫度傳感器對比 16 5.2 機械位置傳感器 18 5.3 壓力傳感器 19 6 3D打印機的優(yōu)點及面臨問題 21 6.1 3D打印機的優(yōu)點 21 6.2 3D打印技術(shù)面臨的問題 21 參考文獻(xiàn) 2

5、2 致謝 23 Contents Summary ...........................................................Ⅰ Abstract ................................................. ........Ⅱ 1 Introduction .....................................................2 1.1 Research Status 3D printer at home and abroad..................

6、2 1.1.1 Research Status of Foreign 3D printer........................2 1.1.2 Research Status of domestic 3D printers.......................3 1.2 Trends of 3D printer...........................................3 1.2.1 Future prospects of 3D printing industry...................3 1.2.2

7、 3D printing technology for future development..............4 1.3 3D printer works and features..................................4 1.4 The development of innovative and breakthrough.................6 1.5 Chapter Summary................................................7 2 Overall program and st

8、ructural design.............................7 2.1 Introduction...................................................7 2.2 The overall design of the framework............................8 2.3 Temperature control loop design................................8 2.4 XYZ three directional control motor

9、 design.....................9 2.5 Mobile and spray nozzle design volume adjustment...............9 3 Mechanical structure.............................................10 3.1 Select Transmission..........................................10 3.2 Calculation of moment of inertia...................

10、...........11 3.3 Select nozzle.................................................12 4 Select motor....................................................13 4.1 Comparison of servo motors and stepper motors.................13 4.2 Comparison of DC servo motor .................................15 4

11、.3 The calculated of load torque.................................15 4.4 Preliminary estimates Print Speed............................16 5 Sensor...........................................................16 5.1 Comparison Temperature Sensor.................................16 5.2 Mechanical po

12、sition sensor ....................................18 5.3Pressure sensor ...............................................19 6 Advantages of 3D printers and the problems faced.................. 21 6.1 Advantages 3D printer .......................................21 6.2 3D printing technology is

13、sues facing the .....................21 References ........................................................22 Acknowledgements ..................................................23 3D打印機畢業(yè)設(shè)計 作者：姜云飛 指導(dǎo)教師：宋洪軍 【摘要】3D打印是最近兩年開始流行的一種快速成形技術(shù), 它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ), 通 過逐層打印的方

14、式來構(gòu)造物體. 我們?nèi)粘Ｉ钪械拇蛴C能打印一些平面紙張材料, 而3D打印機打印出的是立體塑品產(chǎn)品.文章對3D打印的技術(shù)體系和國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展態(tài)勢作了綜合介紹，綜述3D打印技術(shù)的基本概念、發(fā)展簡史、打印過程原理、應(yīng)用領(lǐng)域、廣泛影響以及面臨的問題等.在介紹3D技術(shù)的發(fā)展歷程、3D打印技術(shù)的工作原理流程及特點的基礎(chǔ)上，分析了3D打印技術(shù)的創(chuàng)新點和存在的問題，展望了3D打印技術(shù)的未來發(fā)展趨勢. 關(guān)鍵詞:3D打印機;快速成型;結(jié)構(gòu)設(shè)計;社會制造 I 3D printer Graduation Author: Jiang

15、 Yunfei Instructor: Song Hongjun 【Abstract】：3D printing is one of the last two years became popular rapid prototyping technology, which is based digital model files, through over the printed layer by layer approach to construct objects. Our daily lives printer can print some flat sheet material

16、, and 3D printer to print out the three-dimensional plastic goods products. Article on 3D printing technology system status and domestic industrial development, development made a comprehensive presentation situation, review the basic concepts of 3D printing technology, development history, the prin

17、ting process principles, applications, and the problems faced widespread impact, etc. In the development process of introduction of 3D technology, working principle and characteristics of the process of 3D printing technology based on the analysis of 3D printing technology innovations and problems,

18、looked to the future development trend of 3D printing technology. Key words：3D printers; rapid prototyping; structural design; social manufacture I 引言 隨著時代的進(jìn)步，我們的生活水平日漸提升，同時，人口也在急劇的增長，我們需要越來越多的物品來滿足物質(zhì)生活條件。這就勢必造成我們對物品的要求也會越來越高，做工精細(xì)、獨特且非量產(chǎn)的物品會受廣大人們的喜愛。如今，我們擁有了3D打印這一先進(jìn)的技術(shù)，我們可以通過3D打印機

19、來打印各種我們所需要的、想要的。3D打印技術(shù)應(yīng)用面廣，它可以用于醫(yī)療行業(yè)、科學(xué)研究、產(chǎn)品模型、建筑設(shè)計、制造業(yè)及食品等，前景廣泛。 3D打印技術(shù)，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印機則出現(xiàn)在上世紀(jì)90年代中期，即一種利用光固化和紙層疊等技術(shù)的快速成型裝置。它與普通打印機工作原理基本相同，打印機內(nèi)裝有液體或粉末等“印材料”，與電腦連接后，通過電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來，最終把計算機上的藍(lán)圖變成實物。如今這一技術(shù)在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用，人們用它來制造服裝、建筑模型、汽車、巧克力甜品等。 1 緒論 1.1 國

20、內(nèi)外3D打印機的研究現(xiàn)狀 1.1.1 國外3D打印機的研究現(xiàn)狀 經(jīng)過十多年的探索和發(fā)展，3D打印技術(shù)有了長足的進(jìn)步，目前已經(jīng)能夠在0.01mm的單層厚度上實現(xiàn)600dpi的精細(xì)分辨率。目前國際上較先進(jìn)的產(chǎn)品可以實現(xiàn)每小時25mm厚度的垂直速率，并可實現(xiàn)24位色彩的彩色打印。 目前，在全球3D打印機行業(yè)，美國3D Systems和Stratasys兩家公司的產(chǎn)品占據(jù)了絕大多數(shù)市場份額。此外，在此領(lǐng)域具有較強技術(shù)實力和特色的企業(yè)、研發(fā)團(tuán)隊還有美國的Fab@Home和Shapeways、英國的Reprap等。 3D Systems公司是全世界最大的快速成型設(shè)備開發(fā)公司

21、。于2011年11月收購了3D打印技術(shù)的最早發(fā)明者和最初專利擁有者Z Corporation公司之后，3D Systems奠定了在3D打印領(lǐng)域的龍頭地位。Stratasys公司2010年與傳統(tǒng)打印行業(yè)巨頭惠普公司簽訂了OEM合作協(xié)議，生產(chǎn)HP品牌的3D打印機。繼2011年5月收購Solidscape公司之后，Stratasys又于2012年4月與以色列著名3D打印系統(tǒng)提供商Objet宣布合并。當(dāng)前，國際3D打印機制造業(yè)正處于迅速的兼并與整合過程中，行業(yè)巨頭正在加速崛起。 目前在歐美發(fā)達(dá)國家，3D打印技術(shù)已經(jīng)初步形成了成功的商用模式。如在消費電子業(yè)、航空業(yè)和汽車制造業(yè)等領(lǐng)域，3D打

22、印技術(shù)可以以較低的成本、較高的效率生產(chǎn)小批量的定制部件，完成復(fù)雜而精細(xì)的造型。另外，3D打印技術(shù)獲得應(yīng)用的領(lǐng)域是個性化消費品產(chǎn)業(yè)。如紐約一家創(chuàng)意消費品公司Quirky通過在線征集用戶的設(shè)計方案，以3D打印技術(shù)制成實物產(chǎn)品并通過電子市場銷售，每年能夠推出60種創(chuàng)新產(chǎn)品，年收入達(dá)到100萬美元。 1.1.2 國內(nèi)3D打印機的研究現(xiàn)狀 自20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)多所高校開展了3D打印技術(shù)的自主研發(fā)。清華大學(xué)在現(xiàn)代成型學(xué)理論、分層實體制造、FDM工藝等方面都有一定的科研優(yōu)勢；華中科技大學(xué)在分層實體制造工藝方面有優(yōu)勢，并已推出了HRP系列成型機和成型材料【1】；西安交通大學(xué)自主研制了三維打

23、印機噴頭，并開發(fā)了光固化成型系統(tǒng)及相應(yīng)成型材料，成型精度達(dá)到40.2mm；中國科技大學(xué)自行研制了八噴頭組合噴射裝置，有望在微制造、光電器件領(lǐng)域得到應(yīng)用。但總體而言，國內(nèi)3D打印技術(shù)研發(fā)水平與國外相比還有較大差距。 近年來，國內(nèi)企業(yè)已實現(xiàn)了3D打印機的整機生產(chǎn)和銷售，這些企業(yè)共同的特點是由海外歸國團(tuán)隊建立，規(guī)模較小，產(chǎn)品技術(shù)與國外廠商同類產(chǎn)品相比尚處于低端。目前，國產(chǎn)3D打印機在打印精度、打印速度、打印尺寸和軟件支持等方面還難以滿足商用的需求，技術(shù)水平有待進(jìn)一步提升。在服務(wù)領(lǐng)域，我國東部發(fā)達(dá)城市已普遍有企業(yè)應(yīng)用進(jìn)口3D打印設(shè)備開展了商業(yè)化的快速成型服務(wù)，其服務(wù)范圍涉及到模具制作、樣品制

24、作、輔助設(shè)計、文物復(fù)原等多個領(lǐng)域。與內(nèi)地相比，我國港臺地區(qū)3D打印技術(shù)引入起步較早，應(yīng)用更為廣泛，但港臺主要著重于技術(shù)應(yīng)用，而非自主研發(fā)。 1.2 3D打印機的發(fā)展趨勢 1.2.1 3D打印產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展前景 根據(jù)國際快速制造行業(yè)權(quán)威報告《Wohlers Report 2011》發(fā)布的調(diào)查結(jié)果，全球3D打印產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在1988～2010年間保持著26.2%的年均增長速度。報告預(yù)期，3D打印產(chǎn)業(yè)未來仍將持續(xù)較快地增長，到2016年，包含設(shè)備制造和服務(wù)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到31億美元，2020年將達(dá)到52億美元【2】。 但3D打印技術(shù)要進(jìn)一步擴(kuò)展其產(chǎn)業(yè)應(yīng)用空間，目前仍面臨著多方

25、面的瓶頸和挑戰(zhàn)：一是成本方面，現(xiàn)有3D打印機造價仍普遍較為昂貴，給其進(jìn)一步普及應(yīng)用帶來了困難。二是打印材料方面，目前3D打印的成型材料多采用化學(xué)聚合物，選擇的局限性較大，成型品的物理特性較差，而且安全方面也存在一定隱患。三是精度、速度和效率方面，目前3D打印成品的精度還不盡人意，打印效率還遠(yuǎn)不適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需求，而且受打印機工作原理的限制，打印精度與速度之間存在嚴(yán)重沖突。四是產(chǎn)業(yè)環(huán)境方面，3D打印技術(shù)的普及將使產(chǎn)品更容易被復(fù)制和擴(kuò)散，制造業(yè)面對的盜版風(fēng)險大增，現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)機制難以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的需求。 Gartner公司2011年發(fā)布的最新技術(shù)發(fā)展展望報告判斷：3D打印技術(shù)目前正在進(jìn)

26、入概念炒作的高峰階段，其技術(shù)還有待充分成熟，主流市場也有待進(jìn)一步培育。Gartner公司研究人員認(rèn)為，3D打印技術(shù)成熟到適應(yīng)市場需求還將需要5～10年的時間。在這一較為漫長的發(fā)展過程中，產(chǎn)業(yè)可能會面臨增長期望落空、技術(shù)遭遇瓶頸以及投資撤離等風(fēng)險。 總之，從中長期看來3D打印產(chǎn)業(yè)具有較為廣闊的發(fā)展前景，但目前產(chǎn)業(yè)距離成熟階段尚有較大距離，對于3D打印市場規(guī)模的短期發(fā)展不宜過分高估。因此，現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)界對3D打印領(lǐng)域的投入應(yīng)以加強創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)引進(jìn)和儲備為主，尤其要重視自主知識產(chǎn)權(quán)的建設(shè)和維護(hù)，爭取在未來的市場競爭中占據(jù)有利地位。如受到概念炒作影響，在技術(shù)尚未充分完善的現(xiàn)階段大規(guī)模投入產(chǎn)能擴(kuò)張，則

27、投資回報將面臨著較大的風(fēng)險。 1.2.2 3D打印技術(shù)未來發(fā)展的主要趨勢 隨著智能制造的進(jìn)一步發(fā)展成熟，新的信息技術(shù)、控制技術(shù)、材料技術(shù)等不斷被廣泛應(yīng)用到制造領(lǐng)域，3D打印技術(shù)也將被推向更高的層面。未來，3D打印技術(shù)的發(fā)展將體現(xiàn)出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趨勢。 提升3D打印的速度、效率和精度，開拓并行打印、連續(xù)打印、大件打印、多材料打印的工藝方法，提高成品的表面質(zhì)量、力學(xué)和物理性能，以實現(xiàn)直接面向產(chǎn)品的制造；開發(fā)更為多樣的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、納米材料、非均質(zhì)材料及復(fù)合材料等，特別是金屬材料直接成型技術(shù)有可能成為今后研究與應(yīng)用的又一個熱點；

28、3D打印機的體積小型化、桌面化，成本更低廉，操作更簡便，更加適應(yīng)分布化生產(chǎn)、設(shè)計與制造一體化的需求以及家庭日常應(yīng)用的需求；軟件集成化，實現(xiàn)CAD/CAPP/RP的一體化，使設(shè)計軟件和生產(chǎn)控制軟件能夠無縫對接，實現(xiàn)設(shè)計者直接聯(lián)網(wǎng)控制的遠(yuǎn)程在線制造；拓展在生物醫(yī)學(xué)、建筑、車輛、服裝等更多行業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)造性應(yīng)用。 1.3 3D打印機的工作原理及特點 1.3.1 3D打印的工作原理 三維打印技術(shù)是使用噴頭噴出粘結(jié)劑，選擇性地將零件的截面印刷在材料粉末上面，最后層層將各個截面粘結(jié)起來. 可用于制造復(fù)雜形狀的模型中空模型，或者制造復(fù)合材料或非均勻材料的模型等. 圖1是三維打印成型機的剖面示意圖. 其

29、工藝是先由鋪粉輥從左往右移動, 將供粉缸里的粉末在成型缸上均勻鋪上一層． 然后按照計算機上設(shè)計好的零件模型，由打印頭在第一層粉末上噴出零件底層截面的形狀, 然后成型缸平臺向下移動一定距離，再由鋪粉輥從供粉缸中平鋪一層粉末到剛才打印完的粉末層上，然后再由打印頭按照第二層截面的形狀噴灑粘結(jié)劑，層層遞進(jìn)，最后得到的零件整體是由各個橫截面層層重疊起來的. 圖1 三維快速打印技術(shù)工作原理示意圖 3D打印的主要工作流程如圖2所示, 其中3D建模是3D打印的前提，相當(dāng)于平面印刷中的原稿，3D建模質(zhì)量的好壞決定了3D打印的質(zhì)

30、量. 一般現(xiàn)有的3D建模軟件都可以實現(xiàn)建模，比如CADPro/e等矢量建模軟件，都可以輕易地實現(xiàn)3D建模. 3D分割將建立的3D模型分成一個個的薄片，每個薄片的厚度由噴涂材料及打印機的結(jié)構(gòu)決定, 厚度一般為幾十微米到幾百微米不等. 分割工序也是由軟件來實現(xiàn)，類似于打印機的驅(qū)動程序. 噴墨打印中將成型材料一層層噴涂在基材上. 目前比較流行的做法是先噴一層膠水,然后再在上面撒一層粉末，如此反復(fù), 噴頭一般可采用噴墨打印機的噴頭， 目前也有一些設(shè)備廠商提供專用的噴頭. 打印完成后，還需要對打印出來的3D模型進(jìn)行后處理，比如固化處理剝離模型的修整等等，最終完成所需要的模型的制作.

31、 1.3.2 3D打印的特點 與傳統(tǒng)模型制作相比，3D打印具有傳統(tǒng)模具制作所不具備的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)如下: 1． 制作精度高。 經(jīng)過20年的發(fā)展，3D打印精度有了大幅度的提高。 目前市面上的3D打印成型的精度基本上都可以0．3mm以下。 2． 制作周期短。 傳統(tǒng)模型制作往往需要經(jīng)過模具的設(shè)計模具的制作制作模型修整等工序，制作的周期長。 而3D打印則去除了模具的制作過程，使得模型的生產(chǎn)時間大大縮短，一般幾個小時甚至幾十分鐘就可以完成一個模型的打印。 3． 可以實現(xiàn)個性化制作。 對于傳統(tǒng)模型的制作，個性化模型的生產(chǎn)就顯得力不從心，或者是成本高昂。 而3

32、D打印對于打印的數(shù)量沒有限制，不管是一個還是多個，都可以以相同的成本制作出來。 4． 制作材料的多樣性。 一個3D打印系統(tǒng)往往可以實現(xiàn)不同材料的打印，而這種材料的多樣性可以滿足不同領(lǐng)域的需要。 比如金屬石料高分子材料都可以應(yīng)用于3D打印。 5． 制作成本相對低。 雖然現(xiàn)在3D打印系統(tǒng)和3D打印材料比較貴，但是如果用來制作個性化產(chǎn)品，其制作成本就相對較低了 加上現(xiàn)在新的材料不斷出現(xiàn)，其成本下降將是未來的一種趨勢。 1.4 發(fā)展創(chuàng)新與突破 3D打印被用作經(jīng)濟(jì)學(xué)人雜志封面，主題為看制造業(yè)新技術(shù)如何改變世界，詳細(xì)介紹了3D打印的歷史和發(fā)展，可見人們對于3D打印成為一項可以改變世界的影響

33、力日益關(guān)注。 而3D打印的價值體現(xiàn)在想象力馳騁的各個領(lǐng)域，人們利用3D打印為自己所在的領(lǐng)域貼上了個性化的標(biāo)簽。 人們紛紛展示了如何3D打印馬鈴薯巧克力小鎮(zhèn)模型，甚至擴(kuò)展到用3D打印汽車和飛機，3D打印行業(yè)的發(fā)展始終凸顯著創(chuàng)新突破這一關(guān)鍵特質(zhì)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。 1.4.1 3D打印應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展延伸 3D打印的優(yōu)勢在2011年被充分應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，利用3D打印進(jìn)行生物組織直接打印的概念日益受到推崇。 比較典型的包括Open3DP創(chuàng)新小組宣布3D打印在打印骨骼組織上的應(yīng)用獲得成功，利用3D打印技術(shù)制造人類骨骼組織的技術(shù)已經(jīng)成熟; 哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一個研究小組則成功研制了一款可以實現(xiàn)

34、生物細(xì)胞打印的設(shè)備; 另外，3D打印人體器官的嘗試也正在研究中。隨著3D打印材料的多樣化發(fā)展以及打印技術(shù)的革新，3D打印不僅在傳統(tǒng)的制造行業(yè)體現(xiàn)出非凡的發(fā)展?jié)摿Γ瑫r其魅力更延伸至食品制造服裝奢侈品影視傳媒以及教育等多個與人們生活息息相關(guān)的領(lǐng)域。 1.4.2 3D打印速度尺寸及技術(shù)日新月異 在速度突破上，2011年，個人使用3D打印機的速度已突破了送絲速度300mm每秒的極限，達(dá)到350mm每秒在體積突破上，3D打印機體積為適合不同行業(yè)的需求，也呈現(xiàn)輕盈和大尺寸的多樣化選擇。 目前已有多款適合辦公室打印的小巧3D打印機，并在不斷挑戰(zhàn)輕盈極限，為未來進(jìn)入家庭奠定基礎(chǔ)。 在ViennaUni

35、versityof Technology的一個研究項目中，該團(tuán)隊設(shè)計了迄今為止世界上最小的3D打印設(shè)備，并且降低了打印設(shè)備的制造成本，也有望未來進(jìn)駐家庭在大尺寸領(lǐng)域，在德國的3D打印公 司發(fā)布了4000x2000x1000mm尺寸的3D打印機，該款大尺寸3D打印機使打印大尺寸部件一次成型成為可能【3】。3D打印技術(shù)日新月異，在2011年Lexus對外發(fā)布了新3D打印技術(shù)，該技術(shù)基于高科技循環(huán)編織技術(shù)，使用激光進(jìn)行3D打印，能夠以編織的方式制作復(fù)雜的3D模型 1.4.3 設(shè)計平臺革新 基于3D打印民用化普及的趨勢，3D打印的設(shè)計平臺正從專業(yè)設(shè)計軟件向簡單設(shè)計應(yīng)用發(fā)展，其中比較成熟的平臺有基于

36、WEB的3D設(shè)計平臺—— 3DTin，另外，微軟谷歌以及其他軟件行業(yè)巨頭也相繼推出了基于各種開放平臺的3D打印應(yīng)用，大大降低了3D設(shè)計的門檻，甚至有的應(yīng)用已經(jīng)可以讓普通用戶通過類似玩樂高積木的方式設(shè)計3D模型。 2 總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 引言 3 D打印機,專業(yè)領(lǐng)域又稱快速原型機,是數(shù)字化增材技術(shù)。經(jīng)過幾十年發(fā)展后的逐漸走向民用市場的技術(shù)成果。其推廣不僅意味著科技的進(jìn)步,更為工業(yè)制造概念增添了新的內(nèi)涵,有著廣闊的發(fā)展前景。 本文擬對3 D打印機的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,在綜合考慮性能與經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上完成其元件 的討論與選型。 3 D打印機利用不同的材料打印立體模型,利

37、用計算機軟件技術(shù),設(shè)計者設(shè)計出一個初步模型之后,例如一座建筑亦或是人工心臟瓣膜,之后通過3 D打印機 進(jìn)行打印。打印的原料種類繁多,有機材料、無 機材料均可使用。例如塑料、橡膠等。打印材質(zhì)視具體情況而定。 3 D打印機在9 0年代中期就出現(xiàn)了。隨著科技的發(fā)展,它已經(jīng)投人到各種科技工作的領(lǐng)域當(dāng)中。通過一層一層堆積的液體和粉末來 生產(chǎn)物體,可以用來制造一次性的機械產(chǎn)品以及模型。牙科醫(yī)生利用 3 D打印機掃描患者的牙齒輪廓后復(fù)制出合適的矯正模具;產(chǎn)品生產(chǎn)廠商用它來完成對產(chǎn)品功能的設(shè)計,以避免在大規(guī)模生產(chǎn)后修改設(shè)計;展覽館用它復(fù)制真品,以避免真品被參觀者損毀。 2.2 總體框架的設(shè)計

38、 2.2.1 系統(tǒng)概述 系統(tǒng)由輸人設(shè)備制定部分參數(shù),從存儲設(shè)備或者直接從計算機 中得到事先建好的三維模型,由單片機對模型進(jìn)行分析,切片,建立 必要的支撐結(jié)構(gòu),再從單片機輸出控制指令,控制噴頭型材料融化,并通過一定的驅(qū)動電路驅(qū)動電機,帶動噴頭進(jìn)行X、Y、Z三個方向的移動,并控制噴頭的噴出系統(tǒng)調(diào)節(jié)噴出材料的多少。每打好一 層,從外 部設(shè)備讀取下一層的參數(shù),再打印下一 層,直到全部模型完成。完成 模型的打印之后,還需要后期的材料回收工作。 2.2.2 系統(tǒng)框架 輸入設(shè)備、存儲外設(shè)、上位機、溫度傳感器的測量值----單片機分析----溫度控制回路、XYZ各方向電機控制、噴出量控制、顯示設(shè)備 2

39、.3 溫度控制回路設(shè)計 2.3.1 打印耗材的選用 為了實現(xiàn)3 D打印機的功能,所選材料也很重要。既要由較低的熔點,也要有較好的粘滯性,同時也需要快速成型。綜合考慮,我們最終選擇了P L AA /B S耗材。 2.3.2 設(shè)計思路概述 ABS/PLA耗材熔點為230℃左右,分解溫度260℃以上,故其通常成型溫度在250℃以下。控制回路使用溫度傳感器返回當(dāng)前溫度,反饋回路保證了溫度保持恒定,控制器統(tǒng)一使用了單片機來輸出指令【4】。 (3) 控制回路方框圖如下： 設(shè)置的空氣溫度→單片機→D/A轉(zhuǎn)換器→加熱電路→當(dāng)前溫度→溫度傳感器→A/D轉(zhuǎn)換器→單片機 2.4 x y z三方向控制電

40、機的設(shè)計 采用化繁為簡的思路,將三維打印轉(zhuǎn)化為二維進(jìn)而轉(zhuǎn)化為一維 打印。即Z方向采用步進(jìn)電機,由步進(jìn)電機固定的 給量算出所需的步進(jìn)角,用這種方式將三維打印先轉(zhuǎn)化為每一平面內(nèi)的二維打印,再由Y方向也為步進(jìn)電機帶動,則每一平面內(nèi)的二維打印又轉(zhuǎn)化為很多條 直線上的一維打印。 2.5 噴頭移動及噴出量調(diào)節(jié)的設(shè)計 2.5.1 噴頭系統(tǒng)的功能要求 熔融擠出系統(tǒng)對噴頭系統(tǒng)的基本要求 是:將成型料絲送人液化器中,在其中及時而充分地熔化,由固態(tài)變 為熔融態(tài),然后再進(jìn)一步從更小直徑的噴嘴中以極細(xì)絲狀擠出,按掃描路徑堆積成型。而且送絲速度要與掃描速度相匹配,以保證均勻一 致的材料堆積路徑。成型工藝對

41、噴頭系統(tǒng)的功能要求可以分解為以下幾點: 1) 供應(yīng)功能:將料絲從絲筒上拉出,提供成型材料; 2) 熔絲功能與料絲送進(jìn)功能:將送進(jìn)的固態(tài)料絲及時且充分地 熔化成為熔融狀態(tài)并將料絲送人液化器; 3) 流道功能:提供熔融態(tài)材料穩(wěn)定流動的通道; 4) 定徑功能:對擠出熔融態(tài)物料進(jìn)行定徑,變?yōu)闈M足要求的細(xì)小直徑的絲材進(jìn)行堆積; 5) 出絲速度匹配與出絲起?？刂乒δ?出絲速度可控,能根據(jù)掃描速度進(jìn)行調(diào)整,實現(xiàn)互相匹配。出絲應(yīng)能根據(jù)路徑掃描要求及時起停,以保證高質(zhì)量的成型路徑,尤其是在路徑 起停處。 在采用熔絲擠出方式的工藝原理時,就是借助液化器中未熔絲材的活塞作用,將熔融材料擠出噴嘴,出絲推

42、力近似等于送絲驅(qū)動力,所以在此特定的工藝原理中,送絲功能和基礎(chǔ)功能是等效的。 2.5.2 噴頭實現(xiàn)方法設(shè)計 基于所選擇的打印耗材,噴出技術(shù)采用熔融沉積成型技術(shù),根據(jù)片層參數(shù)控制加熱噴頭沿模型斷面層掃描,同時控制熔融液體的體積 流量,使粘稠液體物料均勻地鋪灑在斷面層上。 液化器中使用電熱絲提供熱量使料絲熔融。熔融擠壓快速成型工藝對溫度的要求極其嚴(yán)格,噴頭出絲溫度和成型室的溫度嚴(yán)格處于一定的溫度范圍之內(nèi),且一旦設(shè)定溫度控制值之后,須保證其溫度保持在平穩(wěn)狀態(tài),不能產(chǎn)生較大 的擾動,否則成型質(zhì)量將受到影響。這就要求液化器溫度必須保持穩(wěn) 定。因此,我們需要加入上述的溫度控制回路來嚴(yán)格控制液化器的溫

43、度。 3 機械結(jié)構(gòu) 3.1 傳動方式的選擇 直線導(dǎo)軌可分為：滾輪直線導(dǎo)軌和滾珠直線導(dǎo)軌兩種，前者速度快精度稍低，后者速度慢精度較高。 滾珠絲杠是工具機和精密機械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。 1)與滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩為1/3 由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲母之間有很多滾珠在做滾動運動,所以能得到較高的運動效率。與過去的滑動絲杠副相比驅(qū)動力矩達(dá)到1/3以下,即達(dá)到同樣運動結(jié)果所需的動力為使用滾動絲杠副的1/3。在省電方面很有幫助。 2)高精度的保證

44、 滾珠絲杠副是用日本制造的世界最高水平的機械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對溫度濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制,由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。 3)微進(jìn)給可能 滾珠絲杠副由于是利用滾珠運動,所以啟動力矩極小,不會出現(xiàn)滑動運動那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實現(xiàn)精確的微進(jìn)給。 4)無側(cè)隙、剛性高 滾珠絲杠副可以加予壓,由于予壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值,進(jìn)而得到較高的剛性(滾珠絲杠內(nèi)通過給滾珠加予壓力,在實際用于機械裝置等時,由于滾珠的斥力可使絲母部的剛性增強)。 5)高速進(jìn)給可能 滾珠絲杠由于運動效率高、發(fā)熱小、所以可實現(xiàn)高速進(jìn)給(運動)。

45、 3.2 轉(zhuǎn)動慣量的計算 滾珠絲杠根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)JB/T9893－1999選用長度L=1.0m，公稱直徑D=12mm,公稱導(dǎo)程mmPh40【5】=。 對本系統(tǒng)而言，絲杠傳動折算到馬達(dá)軸上的總慣量為： Jt=Z1+1/i2[Z2+JS+JW](kg.m2)++= 其中i為兩齒輪的傳動比，此處取i=Z1/Z2=1 其他符號說明如下： Z1——齒輪l及其軸的轉(zhuǎn)動慣量；J1=0.0018kg.m2 Z2——齒輪2的轉(zhuǎn)動慣量，取J2=0.0018kg.m2=； Js——絲杠轉(zhuǎn)動慣量，kg.m2； Jw----為工作臺折算到絲杠上的動慣量； W——工作臺重量，工作臺輕，取6kg；

46、 S——絲杠螺距，4mm； g——重力加速度，9.8m/s2； 圓柱體的轉(zhuǎn)動慣量：J=1/8MD2 M----圓柱體質(zhì)量；D----圓柱體直徑； 而且選用絲杠的密度（類于鐵）為7.8g/m3=r； 滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量為： JS=1/4πD2pl*1/8D2=3.14*0.0124*1.0*7800/32=1.59*10-5( kg.m2 ) Jw=6*0.0042/(9.8*4π2)=2.48*10-7( kg.m2 ) 從而 Jt=3*10-3 ( kg.m2)-。 可見，Jt很小——主要由兩個齒輪的轉(zhuǎn)動慣量來決定，從而對電機的功率輸出要求不苛刻，在功率不高情況下，可

47、以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速。 這是一個小慣量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)啟動，加速，制動的性能好，反應(yīng)快，比較理想。 此類電機最高轉(zhuǎn)速一般是3000r/min上下，取3000為參考研究 按360dpi的分辨率來考慮，則每英寸25.4mm對應(yīng)360個色點，每兩個色點的距離為25.4/360=0.07mm,又打印噴頭為雙排的，所以，打印噴頭周期移動距離d=0.07*2=0.14mm，噴墨一次，噴粘劑一次，兩個噴頭噴出同步； 設(shè)定機械精度：0.005mm，對應(yīng)的脈沖當(dāng)量: 由i=1，求得絲桿轉(zhuǎn)一圈，噴頭前進(jìn)4mm。則機械精度對應(yīng) 絲桿轉(zhuǎn)一周，上位機應(yīng)該發(fā)出的指令脈沖為4mm/0.005mm=800（個）

48、則對應(yīng)轉(zhuǎn)速約為3000，上位機脈沖能力至少800*3000/60=40000r/s；對應(yīng)6000轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，則上位機脈沖能力80000r/s，電子齒輪比不變. CMX：電子齒輪比的分子是電機編碼器反饋脈沖。 CDV：電子齒輪比的分母是上位機的給定脈沖（指令脈沖）。 電子齒輪比=CMX/CDV=（131072100）/80000=6553600/200000=32.8。 在此計算電子齒輪比的目的——電子齒輪比把上位機的給定脈沖要換算成與電機編碼器反饋脈沖同等意義的信號，便于控制中心按給定指令要求控制伺服轉(zhuǎn)動定位。此外，通過上位機的脈沖能力的估算，對比實現(xiàn)的可能性，得知我們方案的合理性。

49、 3.3 噴頭的選擇 選用Konica512L型號，實現(xiàn)寬度盡可能滿足，分辨率滿足，控制X軸方向運動，Y軸方向由另一電機控制，控制方式類似，單次位移為36.1mm,精度控制一樣。雙排式排列方式，使得走完一個幅面的時間相對于單排式減半，利于打印速度的提高。 4 電機的選擇 4.1 伺服電機和步進(jìn)電機的對比 控制電機的比較與選取：電機控制系統(tǒng)按照運動過程的需要分為驅(qū)動伺服和驅(qū)動步進(jìn)兩大類。伺服有速度控制和位置控制模式。 4.2 交流直流伺服電機對比 在20世紀(jì)60年代，最早是直流電機作為主要執(zhí)行部件，在70年代以后，交流伺服電機的性價比不斷提高，逐漸取代直流電機成為伺服系統(tǒng)

50、的主導(dǎo)執(zhí)行電機?？刂破鞯墓δ苁峭瓿伤欧到y(tǒng)的閉環(huán)控制，包括力矩、速度和位置等。我們通常說的伺服驅(qū)動器已經(jīng)包括了控制器的基本功能和功率放大部分。雖然采用功率步進(jìn)電機直接驅(qū)動的開環(huán)伺服系統(tǒng)曾經(jīng)在90年代的所謂經(jīng)濟(jì)型數(shù)控領(lǐng)域獲得廣泛使用，但是迅速被交流伺服所取代。 伺服電機可以考慮直流和交流兩種【6】：但直流電動機都存在一些固有的缺點，如電刷和換向器易磨損，需經(jīng)常維護(hù)。換向器換向時會產(chǎn)生火花，使電動機的最高速度受到限制，也使應(yīng)用環(huán)境受到限制，而且直流電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，所用鋼鐵材料消耗大，制造成本高。而交流電動機，特別是鼠籠式感應(yīng)電動機沒有上述缺點，且轉(zhuǎn)子慣量較直流電機小，使得動態(tài)響

51、應(yīng)更好。在同樣體積下，交流電動機輸出功率可比直流電動機提高10﹪～70﹪，此外，交流電動機的容量可比直流電動機造得大，達(dá)到更高的電壓和轉(zhuǎn)速。 PMSM主要由定子、轉(zhuǎn)子及測量轉(zhuǎn)子位置的傳感器構(gòu)成。定子和一般的三相感應(yīng)電機類似，采用三相對稱繞組結(jié)構(gòu)，它們的軸線在空間彼此相差120度。轉(zhuǎn)子上貼有磁性體，一般有兩對以上的磁極。位置傳感器一般為光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器。 4.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計算 PMSM定子轉(zhuǎn)組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的機理與感應(yīng)電機是相同的。其不同點是轉(zhuǎn)子為永磁體且n與ns相同（同步）。兩個磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場可看作一對旋轉(zhuǎn)磁極吸引轉(zhuǎn)子的磁極隨其一起旋轉(zhuǎn)。(同性相斥，異

52、性相吸) 其中θ為失調(diào)角，也稱功率角；K與定子端電壓和轉(zhuǎn)子磁勢（磁密)的乘積成正比。Fy和Fs分別是轉(zhuǎn)子、定子的磁勢或磁密；p為極對數(shù)。 當(dāng)θ為90度角時，對應(yīng)最大轉(zhuǎn)矩，稱最大同步轉(zhuǎn)矩。對之前我們算得的負(fù)載轉(zhuǎn)矩Jt=3.0*10-3kg.m2進(jìn)行慣量匹配。 根據(jù)牛頓第二定律：“進(jìn)給系統(tǒng)所需力矩T=系統(tǒng)傳動慣量J角加速度a角”。加速度α影響系統(tǒng)的動態(tài)特性，α越小，則由控制器發(fā)出指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時間越長，系統(tǒng)反應(yīng)越慢。如果α變化，則系統(tǒng)反應(yīng)將忽快忽慢，影響加工精度。由于馬達(dá)選定后最大輸出T值不變，如果希望α的變化小，則J應(yīng)該盡量小。 傳動慣量對伺服系統(tǒng)的精度，穩(wěn)定性，動態(tài)響應(yīng)都有影響。

53、慣量大，系統(tǒng)的機械常數(shù)大，響應(yīng)慢，會使系統(tǒng)的固有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振，因而限制了伺服帶寬，影響了伺服精度和響應(yīng)速度，慣量的適當(dāng)增大只有在改善低速爬行時有利，因此，機械設(shè)計時在不影響系統(tǒng)剛度的條件下，應(yīng)盡量減小慣量。 通常負(fù)載的慣量不要大于電機慣量的5倍，最大不要超過10倍。 對于功率P=2π*nT/60對旋轉(zhuǎn)運動的物體來說，轉(zhuǎn)矩和慣量的關(guān)系正如直線運動物體的受力和質(zhì)量的關(guān)系。 4.4 打印速度的初步估計 每打一個，計劃在Y軸方向移動10次，使寬度達(dá)到361mm=對此，計算噴頭走完1個幅面的時間T，計劃彩印周期T秒，暫時忽略10次Y方向移動時間，有： 電機一轉(zhuǎn)對應(yīng)絲桿

54、1轉(zhuǎn)對應(yīng)10個導(dǎo)程共4mm，360mm需要電機轉(zhuǎn)90r，最高轉(zhuǎn)速時，電機每秒轉(zhuǎn)50r，對應(yīng)時間為1.8s。則10個來回大約18秒，x軸方向10次加減速，對應(yīng)總時間6s;走完一個幅面，需要大概24秒，加上其余誤差時間，30秒就可以完成一個幅面，T=30s，基本實現(xiàn)1分鐘打印2頁的要求【7】。 求電機勻加速需要時間。 電機300ms，表示靜止加速到額定轉(zhuǎn)速的時間，角加速度為 α=50*2π/0.3=1047rad/s2 M=Ma+Mf Ma=(Im+It)α Mf=μWS/2πηι 式中Ma——電機啟動加速力矩； Jm，Jt——電機自身慣量與負(fù)載慣量（kgm3）； Mf—

55、—導(dǎo)軌摩擦折算至電機的轉(zhuǎn)矩（Nm） μ——摩擦系數(shù)，取0.1； η——傳遞機械效率，在此取0.15。 滾動螺旋傳動的傳動效率取0.95；滾動球軸承傳動效率為0.99；齒輪的傳動效率為0.93；總傳動效率為： η=0.95*0.99*0.93*0.99=0.866==h 導(dǎo)軌磨擦折算至電機側(cè)的轉(zhuǎn)矩：Mf=0.1*6*0.004/(2π*0.866*1)=4.4*10-4 需要的輸出力矩為: T=Jα+Mf=(3.0*10-3+0.388*10-4)*1047+4.4*10-4=3.18N.m 出力力矩T=3.18，小于最大出力力矩=3.81，滿足要求。 5 傳感器 5.1 溫

56、度傳感器對比 溫度傳感器的接觸式特別適合1200℃以下、熱容大、無腐蝕性對象的連續(xù)在線測溫，并且接觸式測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠、維護(hù)方便、價格低廉，并且可以可方便地組成多路集中測量與控制系統(tǒng)。a 由上面兩個表分析，非接觸時的對于1000攝氏度以下誤差較大，應(yīng)該采用接觸式的溫度傳感器。其中，熱敏電阻的銅的溫度測量范圍在-50~150℃，精度在0.1%~0.3%之間，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，精度及靈敏度均較好，對于本設(shè)計來講銅更加適合作為溫度傳感器。 5.2 機械位置傳感器 支持直線運動的傳動方式主要就是螺桿，和皮帶兩種，螺桿的精度比皮帶高，載荷也大，但速度

57、低一些。三維打印機的打印頭基本不受力，對載荷沒有要求，打印機的運動特點時，在水平兩個方向上速度越快越好，在垂直方向上精度越高越好，速度無所謂（打完一層才動一次）。因此打印機的傳動設(shè)計一般都是在水平方向使用皮帶（同步帶),垂直方向用螺桿。 5.3 壓力傳感器 壓力傳感器用于檢測兩個噴頭分別對應(yīng)的三原色顏料用量和粘劑的用量，還有固體粉末當(dāng)使用情況檢測。但物量不夠的時候，反饋，提醒用戶加入顏料、粘劑或粉末。對應(yīng)以上表格，可以采用電位器來做測量，且能達(dá)到比較高的精度。 6 3D打印機的優(yōu)點及面臨問題 6.1 3D打印機的優(yōu)點 3D打印技術(shù)主要有以下優(yōu)點：

58、 1.制造快速　3D打印技術(shù)是并行工程中進(jìn)行復(fù)雜原型或者零件制造的有效手段，能使產(chǎn)品設(shè)計和模具生產(chǎn)同步進(jìn)行，從而提高企業(yè)研發(fā)效率，縮短產(chǎn)品設(shè)計周期，極大降低了新品開發(fā)的成本及風(fēng)險，對于外形尺寸較小特異形的產(chǎn)品尤其適用[8]。 2.CAD/CAM技術(shù)的集成　快速成型技術(shù)集成CAD.CAM激光技術(shù).數(shù)控技術(shù).化工材料工程等多項技術(shù),使得設(shè)計制造一體化的概念完美實現(xiàn)。 3.完全再現(xiàn)三維效果　經(jīng)過快速成型制造完成的零部件,完全真實的再現(xiàn)三維造型,無論外表面的異形曲面,還是內(nèi)腔的異形孔都可以真實準(zhǔn)確的完成造型,不再需要再借助外部設(shè)備進(jìn)行修復(fù)。 4.材料種類繁多　到目前

59、為止，各類3D打印機設(shè)備上所使用的材料種類有很多樹脂，尼龍，塑料，石蠟紙以及金屬或陶瓷的粉末，能滿足絕大多數(shù)產(chǎn)品對材料的機械性能需求。 5.創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益　與傳統(tǒng)機械加工方式比較，開發(fā)成本上節(jié)約10倍以上，同樣快速成型技術(shù)縮短了企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)周期，使的在新品開發(fā)過程中出現(xiàn)反復(fù)修改設(shè)計方案的問題大大減少，也消除了修改模具的問題，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。 6.應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)域廣　3D打印技術(shù)經(jīng)過這些年來的發(fā)展，在技術(shù)上已形成了一套體系，同樣可應(yīng)用的行業(yè)也逐漸擴(kuò)大，從產(chǎn)品設(shè)計到模具設(shè)計與制造材料工程醫(yī)學(xué)研究文化藝術(shù)建筑工程等等都逐漸的使用3D打印技術(shù)，使得3D打印技術(shù)有著廣闊的前景。

60、6.2 3D打印技術(shù)面臨的問題 現(xiàn)在3D打印技術(shù)的精度約為0.1ｍｍ， 而且3D打印機本身的售價偏高，不過隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，一臺普通3D打印機的成本有望比1985年的激光打印機還要低。生物3D打印機也面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中之一是其打印出的器官如何與身體其他器官尤其是大的組織更好地結(jié)合，因為任何打印出來的器官或身體組織都需要同身體的血管相連，而這可能非常難于實現(xiàn) ，一旦克服了這個技術(shù)障礙，在未來幾十年內(nèi)生物打印技術(shù)將成為一項標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。 當(dāng)然，要實現(xiàn)3D打印技術(shù)的大規(guī)模使用還有不少挑戰(zhàn)， 首先是打印材料，它根據(jù)打印商品的不同，需要各種特殊種類的金屬塑料以及陶瓷等成本比較高 。 產(chǎn)權(quán)保

61、護(hù)： 3D打印技術(shù)的意義不僅在于改變資本和工作的分配模式，而且也在于它能改變知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)則 。該技術(shù)的出現(xiàn)使制造業(yè)的成功不再取決于生產(chǎn)規(guī)模而取決于創(chuàng)意。 然而單靠創(chuàng)意也不夠，模仿者和創(chuàng)新者都能輕而易舉地在市場上快速推出新產(chǎn)品 。因此，競爭優(yōu)勢可能將前所未有地變得比以前更短。 一旦物品能用數(shù)字文件來描述，它們就會變得很容易復(fù)制和傳播，當(dāng)然盜版也會變得更加猖獗。 當(dāng)一個新玩具的草圖或一雙鞋的設(shè)計方案在網(wǎng)上流傳時，其知識產(chǎn)權(quán)的擁有者會失去更多。因此人們在知識產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域進(jìn)行的斗爭會更加激烈，并且隨著開源軟件新的非商業(yè)模式的出現(xiàn)，3D打印技術(shù)需要比目前更加嚴(yán)謹(jǐn)還是更加寬松的法規(guī)還有待驗證。 稅務(wù)問題：

62、過去稅務(wù)局海關(guān)對交易征稅都是基于商品的價值。如果將來貨物的制造模式都是通過購買3D打印機和耗材，從網(wǎng)上下載設(shè)計文件，自行打印出所需的物品，那么傳統(tǒng)的征稅模式將難以為繼 ，未來的稅基將很可能從增值稅消費稅轉(zhuǎn)向個人所得稅和營業(yè)稅。 參考文獻(xiàn) ［1］許廷濤．3D打印技術(shù)———產(chǎn)品設(shè)計新思維［J］．電腦與電信，2012,9 :5-7． ［2］古麗萍． 蓄勢待發(fā)的3D打印機及其發(fā)展［J］． 數(shù)碼印刷．2011,10 :64-67． ［3］蔡恩澤．3D打印顛覆傳統(tǒng)制造業(yè)［J］． 中國中小企業(yè)，2012,11 :46-47． [4] 劉厚才，莫健華,等.三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用 [ J]．機

63、械科學(xué)與技術(shù)，2008，9:12-14． [5] 陳步慶，林柳蘭，等．三維打印技術(shù)及系統(tǒng)研究 [J]．機電一體化，2005，（4）:31-32 [6] 楊小玲，周天瑞.《三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用》，浙江科技學(xué)院學(xué)報，2009,21(3):78-80. [7]劉厚才，莫健華，等.《三維打印快速成形技術(shù)及其應(yīng)用》，機械科學(xué)與技術(shù)，2007,27(9):23-26. [8]胡發(fā)宗，趙毅，等.《三維立體打印機的成形技術(shù)》，上海交通大學(xué),2012(8):16-18. 致 謝 光陰荏苒，美好的大學(xué)時光即將畫上一個句號?；赝^去，仿佛昨日。孜孜

64、不倦的老師，善良可愛的同學(xué)，美麗幽靜的校園，一直陪伴著我，見證了我的成長。 畢業(yè)論文暫告收尾，這也意味著我在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)機械與電子工程學(xué)院的四年學(xué)習(xí)生活既將結(jié)束?；厥准韧约阂簧顚氋F的時光能于這樣的校園之中，能在眾多學(xué)富五車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實是榮幸之極。在這四年的時間里，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。 首先,我要感謝我的導(dǎo)師宋洪軍老師。論文是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的。老師對本選題十分重視。提綱、完成初稿、修改完善到最后的定稿都一一過問，花費了大量心血。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識、獨特的學(xué)術(shù)思維、一

65、絲不茍的工作作風(fēng)、熱情待人的品質(zhì)，使我滿懷敬意。 其次，我要感謝我的父母對我二十多年來辛勤的養(yǎng)育之恩，正是你們的支持和鼓勵，才使我順利地完成學(xué)業(yè)；正是你們的關(guān)心和默默的奉獻(xiàn)，給我創(chuàng)造了優(yōu)越的條件，使我在學(xué)習(xí)的道路上樂觀向上、勇往直前。 然后，我還要十分感謝四年來與我朝夕相處的老師與同學(xué)們，感謝老師與同學(xué)們四年來的關(guān)心和鼓勵，因為你們使我的大學(xué)生活充滿了感動。因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)論文才會順利完成。 感謝所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著的作者。感謝我的母校--山東農(nóng)業(yè)大學(xué)。 最后，我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示真誠的感謝，謝謝。 姜云飛 2014年6月15日 20