【分享】经济型数控3D打印系统的研发

3D打印

一、产品功能介绍
基于迪文屏的C51内核单片机的开发，配合自定义功能的数控3D打印，实现了一个简易3D打印的基本控制。包括实现运动轴位置控制、运动速度调节、打印温度调节等。
二、 工作原理
经济型数控3D打印系统的工作原理基于选择的3D打印技术，常见的3D打印技术包括FDM（熔融沉积建模）、SLA（光固化成型）或SLS（选择性激光烧结）等。下面将以FDM为例介绍3D打印技术的工作原理。

FDM技术是最常见的经济型数控3D打印技术之一。它通过熔融塑料丝材料的层层沉积来创建物体。工作过程如下：

（1）首先，将热塑性塑料丝材料加载到打印机的料仓中，并通过电机和齿轮系统将丝材料送入挤出头；

（2）当打印机准备好打印时，挤出头开始加热塑料丝材料，使其熔化成流动状态。挤出头通过喷嘴将熔化的塑料精确地挤出，形成一条细丝，即熔融线；

（3）打印床会逐层下降，使得打印头能够在每一层上方移动，沿预定的路径将熔融线精确地沉积在正确的位置；

（4）每一层完成后，熔融线迅速冷却固化，与下一层连接在一起。打印头和打印床之间的相对运动使得整个物体逐渐被构建出来；

（5）当打印完成后，打印机将停止打印，待物体冷却后可以取出。

三、设计思路
  1、硬件部分
  学校和迪文公司提供了课题所需的模块，通过查找各模块的功能、参数等，将各个模块连接成系统。本系统主要使用到了AT89C51单片机，通过数据总线、控制线和时钟信号实现。AT89C51的I/O口通过数据总线与显示屏的数据输入端相连，控制线用于控制数据传输方向和有效性，时钟信号用于同步数据传输。
  2、软件部分
  通过keil软件进行程序编写，再利用proteus软件仿真。
  3、GUI的设计
  采用设计软件对界面进行简单设计，使界面简洁美观。设计了手动控制与自动控制两个界面方便操作人员控制。
四、工程代码和演示视频

工程文件和演示视频见附件