[3D打印机]RepRap开源3D打印机的相关技术参数和硬件构成

驰骋的风 3D打印店铺

据说MBot、MakerBot等这些常见的3d打印机都是基于开源搞出来的。这个帖子分享一个RepRap开源3D打印机的相关技术参数和硬件构成。你准备好了吗？自助造个3D打印机，往下看吧`

一、3D打印机技术规格
使用技术 ：FFF (熔融纤维制造)/热塑挤压
尺寸： 500 mm (W) x 400 mm (D) x 360 mm (H)
重量 ：7.0 kg
打印范围 ：200 mm (W) x 200 mm (D) x 140 mm (H)
打印耗材原料 ：PLA,、HDPE、ABS等，使用3mm直径细丝
耗材价格： PLA:195元/kg，HDPE:97元/kg，ABS:150元/kg
打印速度：每小时构建实心物体为15.0 cm3 (使用PLA测试, 其他材料都差不多)
精度：喷嘴直径0.5毫米，最小打印2毫米的物体，定位精度0.1毫米，每层厚度0.3毫米

二、3D打印机硬件部分
控制芯片：
主板芯片 Arduino

3D打印机系统的核心控制部件主板 图1

主板，它的核心是一片Sanguino，它是一块Arduino兼容的主板由一块ATMEGA644P芯片驱动。
Arduino是源自意大利的一个开放源代码的硬件项目，该平台包括一片具备简单I/O功效的电路板以及一套程序开发环境。Arduino可以用来开发可独立运作、并具互动性的电子用品，或者也可以开发出与PC相连的周边装置，同时能在运作时与PC上的软件进行沟通。
Arduino 平台由两部分组成：硬件（包括微控制器、电路板等）和软件（编程接口和语言）。平台的两个部分都是开源的。如果需要，您可以下载 Arduino 的图表、购买需要的所有独立部件、切割电路板并从头开始制作一个电路板。
同样地，Arduino 旨在提供一个简单的界面和一个将所有功能集于一身的包，同时尝试提供其他优点：
低成本
可以从头开始构建便宜的 Arduino 板，并且预组装的组件十分便宜。Arduino Diecimila 花费大约 35 美元。

三、3D打印机的跨平台软件
获得适用于 Microsoft Windows、Mac OS X 和 Linux 的 Arduino 软件。

四、3D打印机使用简单的语言
Arduino 开发人员尝试使语言可以被初学者轻松掌握，但是对于高级用户足够灵活。

开放源码
Arduino 从上到下完全是开源的。如果需要构建或修改软件，您可以随意执行。此外，Arduino 的官方 Web 站点包含丰富的维基，其中的代码样例和示例都是免费共享的。

Arduino成本低功能强大的特点，满足了低成本3d打印机项目的需求，是理想选择。
该主板连接了所有的周边扩展，用来驱动整个3d打印机，其中包含了3个步进电机接口，还有四个RJ45接口用于连接挤压控制电路板，该电路板用于控制打印头，此外主板上还配备一个SD卡插槽及ATX电源接口。
以下为该主板最新版本的电路原理图：

步进电机控制板 图2

控制步进电机的电路板 图3

    这个用于控制步进电机的电路板，通过两个极限开关来获得输入。基于Allegro A3982 步进电机驱动。此步进控制芯片价格和性能上都有相对的优势，满足3D打印机低成本和功能充足的特性。

步进电机驱动板最新版本的电路原理图 图4

五、3D打印机打印头控制板

控制3D打印过程材料输出的电路板 图5

该电路板由PWM驱动板，DC电机驱动板，温度传感板，RS485接口和一块Arduino组合而成。该板用于控制在打印过程中的材料输出。

3D打印头驱动板最新版本的电路原理图  图6

六、3D打印机机械结构

3D打印机机械机构 图7

整个设计结构包含了多种材料，以下为罗列的部件名称：

长棒： 8mm直径（镀锌表面铁棒）
轴承
皮带
挤压部件(打印头)
螺丝、螺帽、五金、DIY扣件 轨道扣件
步进电机：NEMA 17 或 NEMA 14
PCB/集成电路
装配部件 3D打印制作，使用设计的3D数据
厚、薄钢板：4mm - 6mm 厚，至少 42cm x 40cm
螺柱、轨道扣件

七、3D打印机构造组件
使用3D设计软件将3D打印机上的各个部件进行设计，并使用快速成型技术来制作这些部件。
部件罗列见下图：

部件罗列图 图8

八、3D打印机软件部分
控制系统固件
控制主板和打印头控制板为整个3D打印机系统的核心部分，两个控制芯片都采用开源Arduino硬件。可以通过Arduino平台方便的进行控制固件的编程和安装。

九、3D打印机软件
打印程序用于将设计好的STL格式文件转换成打印机可以读取的格式，并将该格式文件的数据信息传给打印机。打印机固件识别此格式3d数据信息，通过控制芯片来，进行打印输出。
我们使用一套通用的3D打印机程序与打印机固件进行交互通信，输入的文件格式现在仅支持STL，绝对多数的3D设计软件支持此格式的输出，因为设计师可以不需要使用额外的软件来输出需要制作的3D模型。
该打印机软件使用Java，可以用于Windows, Mac, Linux 多平台。

十、3D打印机软件界面截图：
3D打印原料耗材——材料选择

材料	单价	规格
PLA	195元/kg	3mm细丝
HDPE	97元/kg	3mm细丝
ABS	150元/kg	3mm细丝

  

洪流

:lol