用機械工程師的視角“打開3D打印機”！這是一場機械界的革命！

大家好 我是姜離 今天我們用機械工程師的視角來觀察3D打印機 我相信大家之前在接觸3D打印機的時候 都是以玩家的視角 平常的話去打印一個什麼玩具 或者是手辦之類的 對吧 好 這個3D打印機 它有好有壞 那具體的結構 都是大同小異 現在的話 我們就以機械工程師的角度來看一下 這個3D打印機 基本的原理是怎樣的 首先 大家注意一下 這個是打印機的一個外殼 我們在這個打印機的側面 背面或者上面的都可以放這個絲材 像這些這個絲材的話 它是它是以一個這個支撐軸的形式 把它掛在這個背面 並且的話 這個絲呢 一般是這個塑料的能夠呢 在這個一百度到兩百度之間能融化的這個材料 那通過這樣的一個絲呢 穿到我們擠壓頭裏面的進行加熱 加熱之後呢 進行這個噴頭啊 進行這個噴出 並且呢 在我們的打印平臺上呢 去進行相應的移動 就可以打印出我們的圖形 對吧 當然XY軸移動的是打印我們的一個水平圖形 然後呢 在此基礎上進行這個Z軸的壘高 那麼在這種壘高的狀態下呢 就可以打出立體圖形 下面呢 我們來進行這個相關的圖形拆解 來把裏面的這個結構呢 我們全部詳細的過一遍 首先呢 是兩個最重要的部件 一個是平臺 一個是我們的送絲擠出機構 那麼這個機構的話呢 是處在我看一下 我把它單獨打開 應該是在這個裝備體 裝備體六這個位置 我們把它單獨打開 大家會發現呢 我們後面是有兩個電機的 這兩個電機呢 就是它的動力源所在 我們是通過這個電機呢 將這個絲材 本來絲材的話是靠這個人工啊 把它首先把它給插在這個送絲窗口這個位置 把它放進去就行了 然後放進去以後呢 因爲電機它是帶動的這個滾花輪啊 你可以理解爲一個齒輪或者是滾花輪之類的 但是它又不是我們那個傳動齒輪啊 它只是說是長得像齒輪的一個摩擦輪 那麼這個輪的話呢 它是我們這個送絲的這個輪子 那絲材呢 從這個位置下來這個輪子的話就會進行什麼 這邊是順時針進行旋轉 然後另外一邊的話是逆時針進行旋轉 將我們的絲材呢 往底部呢 進行這個運輸 好 它是運輸到這個位置 我們這個剖去位置呢 還得問題啊 我們把剖去位置的往裏面去拿一點 好 大家就明顯的看得出來 我們這邊會有一個通道 這個通道的就是過絲的地方 我們的絲材的會經過這個通道往下送 送到這個銅頭這個位置 因爲在銅頭這個位置的同時又有一個加熱電阻 給這個銅頭不斷的去進行加熱 所以呢 我們的絲材在銅頭這個位置呢 它就會進行融化 融化以後呢 因爲你後面的絲材呢 它會一直往前面擠 對不對 所以呢 我們融融下的這個狀態就會在這個噴頭處進行積累 對吧 它就會噴出來 好 噴出來的時候呢 隨着我們這個設定參數的這個XY軸移動的快慢 它就會在我們的平臺上打印出來我們想要的圖形 那麼送絲和擠出的快慢或者XY軸移動的快慢 取決於你這個設定的打印參數 對吧 你假設設定的時間短 那它就打的快 打的快的話 那也要我們這個融化的速度啊 這個跟這個整個性能啊 以及它的這個功率有關係啊 跟加熱功率是有關係的 好 那麼我們講完這個頭的話呢 我們再來看一下它的一些外觀方面啊 首先的話呢 就是通過兩個風扇來進行散熱 爲什麼要散熱 首先要注意一個情況啊 因爲我們這邊的是有加熱電阻的 它這個加熱的熱量的會往上進行傳遞 所以呢 多多少少的會影響到我們這個電機啊 或者是其他位置送絲過絲的一個通道 對吧 你不能在這個通道里面就軟化了 所以呢 我們在這個位置加兩個風扇的目的就是給這個 給這個不需要加熱前端的進行相應的散熱 好 這是這一個打印頭啊 好 那麼我們再來看一下這個打印平臺 打印平臺的話呢 有兩個功能啊 大家注意一下 第一個功能的話呢 就是既要粘住又要能好拆的時候呢 又防粘 對吧 所以我們這個要把控好的話呢 這個還有點難度啊 我們來看一下這個具體怎麼去做的 應該是隱藏的 我們把它顯示出來 好 那這個位置的話呢 它有幾層呢 大家看上去像三層 實際上是四層啊 我們還有一個包包的一個黃色這一層啊 那這個黃色這一層的話呢 是高溫膠 再往下走的話呢 是玻璃材質 這種玻璃的材料的話呢 是高棚硅玻璃材料啊 它是一種玻璃材料 然後我們再往下走的話呢 玻璃底下呢 有一個加熱電阻啊 這玩意的話是個加熱板啊 大概的話20塊錢一片吧 這個具體看定製的面積大小等 去評估它的一個價格 那往下走的話呢 是一個電幕材料 那電幕材料的話 主要是用來進行這個隔熱 對吧 好 爲什麼說我們的平臺需要去進行加熱呢 因爲在打印的過程中 爲了防止這個打印的材料冷卻過快啊 大家也知道這個熱脹冷縮對不對 如果它冷卻過快 那它的內部呢 會有比較集中的硬力 對於我們打印這個圖形來講啊 比如說我們打一個矩形 它就會產生一個翹邊 什麼叫翹邊 它會翹起來 這個角落的話呢 給它翹起來了 這個角落也是一樣的 給它翹起來了 對吧 爲了防止這種翹邊的話呢 所以給這個平臺剛開始的位置呢 還去供一下這個熱量 防止它冷卻過快的情況發生 好 這就是一個後面給這個打印機去做的一個優化的這個加熱面板 好 剩下的就是整個支撐平臺和這個滑動平臺 滑動平臺 我們去總裝裏面去進行觀看 我們先切換回去切換一下 Ctrl加這個Tab鍵切換回來 然後呢 大家發現3D打印機呢 它所用到的導向鍵全部都是什麼 導向杆支撐杆導向杆以及呢 直線軸承 大家看到沒有這邊的卡了兩個直線軸承 而且它是單純的就是卡進去的 並沒有用螺釘來進行安裝啊 其他位置呢 用這個螺釘呢 把它給鎖緊 對吧 這兩個位置的話用的是什麼 爲了方便拆卸嘛 用的是卡住的情況啊 可見的話 我們這兩個支撐臂呢 使用的是這個開模的做法 並且的去加工這個晶漿位置 加上孔位就可以了 好 然後呢 我們再看到它的一個動力部分 動力部分的話呢 升降是採用的這個步進電機 而且呢 它是一個絲桿步進電機 所謂絲桿步進電機呢 就是單獨打開了給大家看一下啊 絲桿步進電機就是絲桿加步進電機的組合啊 我們在這個步進電機的裏面 直接從這個電機的轉子的內心 伸出來一根絲桿 這個叫叫絲桿步進電機啊 其次的話呢 我們的X和Y軸的移動採用的是什麼呀 分別採用的都是這個同步帶啊 同步帶來實現這個水平和這個Y軸的移動 當然同步帶和這個直線運動它有什麼關聯呢 大家注意一下 我們通常是採用這個壓板來壓住這個同步帶這一側 跟這個尺呢 進行一個裂合 再把它鎖住鎖住以後呢 當同步帶電機驅動同步帶進行旋轉的過程當中 它就會帶動我們的直線段的進行直線移動 對吧 然後並且能通過這個直線軸車來導向 直線軸車呢 也是卡住在這個位置的好 這個結構的話呢 值得我們去進行這個分析和學習啊 好 這期課呢 給大家分享了這樣一個三檔機 它的基礎機械設計結構的原理 下面的話 我們會給大家去詳細介紹它其他的一些方面 感謝大家