篇一：毕业设计论文(基于Solidworks的3D打印机设计
目录
摘要 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- II Abstract ---------------------------------------------------------------------------------------------------- III
第一章 绪论 ------------------------------------------------------------------------------------------ - 1 -
1.1 3D打印的原理及其历史发展 ---------------------------------------------------------------- - 1 -
1.2 3D打印的发展前景 ---------------------------------------------------------------------------- - 3 -
第二章 设计软件的选择 --------------------------------------------------------------------------- - 5 -
2.1 Solidworks软件介绍 --------------------------------------------------------------------------- - 5 -
2.2 Solidworks与其他三维制图软件的对比 --------------------------------------------------- - 7 -
第三章 3D打印机的结构设计 -------------------------------------------------------------------- - 9 -
3.1 3D打印机的参数 ------------------------------------------------------------------------------- - 9 -
3.2 整体结构设计 ------------------------------------------------------------------------------------ - 9 -
3.3 电机和联轴器的选择 ------------------------------------------------------------------------- - 13 -
第四章 3D打印机主要部件受力分析 --------------------------------------------------------- - 22 -
4.1 X方向运动光杆的受力分析 ---------------------------------------------------------------- - 22 -
4.2 丝杠的受力计算 ------------------------------------------------------------------------------- - 24 -
4.3 导轨的选型及计算 ---------------------------------------------------------------------------- - 24 -
4.4 丝杠和螺母自锁校核计算 ------------------------------------------------------------------ - 25 -
第五章 Solidworks设计3D打印机 ------------------------------------------------------------ - 26 -
5.1 草图设计 ---------------------------------------------------------------------------------------- - 26 -
5.2 零件建模特征 ---------------------------------------------------------------------------------- - 31 - 总结 ------------------------------------------------------------------------------------------------ - 45 - 致谢 ------------------------------------------------------------------------------------------------ - 46 - 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------- - 47 -
摘要
3D打印是最近两年开始流行的一种快速成形技术。 它以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来构造物体。 我们日常生活中的打印机能打印一些平面纸张材料。而3D打印机打印出的是立体产品。本文章对3D打印的技术体系和国内外产业发展现状、发展态势作了综合介绍，综述3D打印技术的基本概念、发展简史、打印过程原理、应用领域、广泛影响以及面临的问题等。在介绍3D技术的发展历程、3D打印技术的工作原理流程及特点的基础上，分析了3D打印技术的创新点和存在的问题，展望了3D打印技术的未来发展趋势。
根据相应的指标、参数在满足标准化型材的前提下对3D打印机进行整体结构设计，对某些重要的零部件详细分析它的参数和原理作用。3D打印机在工作过程中因受应力的影响可能会发生变形，所以接下来应用材料力学的知识对X方向运动的光杆进行受力分析校核，以确保三维打印机能打印出精度比较高的产品。
3D打印机工作的时候是三个方向一起运动，而打印机要精准稳定地做X、Y、Z方向的运动，必须要有精确平稳的轨道承载，能否在这三个方向上自由地运动是我对打印机研究的非常重要的部分，而3D打印机要求的是在最小的尺寸空间里实现三个运动方向运动范围的最大化。设计中主要使用了Solidworks三维制图软件，受力方面结合材料力学力的知识对3D打印机的主要部件进行了受力分析。
关键词：3D打印技术；结构设计；受力分析；Solidworks
Abstract
3D printing is the beginning of the last two years a popular rapid prototyping technology. It is based on a digital model file, by the way printed layer by layer construct objects. Our daily lives printer can print some paper material plane. The 3D printer to print out the three-dimensional product. This article is for 3D printing technology system and domestic and foreign industry development status, development trend made a comprehensive presentation, review the basic concepts of 3D printing technology, development history, the printing process principles, applications, and the problems faced by a broad impact and so on. On the basis of the development process of introduction of 3D technology, 3D printing technologies work processes and characteristics, analyzes the innovation of 3D printing technology and problems, look to the future development trend of 3D printing technology.
According to relevant indicators, parameters in meeting the standardization of 3D printer profiles premise overall structural design, some important parts of a detailed analysis of its parameters and principles of action. 3D printer due to the impact of stress may be deformed in the course of their work, so the next application of knowledge of the mechanical movement of the light pole X direction stress analysis check to make sure that the 3D printer can print out high precision products.
When the 3D printer to work together is a motion in three directions, and the printer you want to do accurate and stable movement X, Y, Z direction, there must be a stable orbit precise bearing, can freely move in three directions my printer is a very important part of the research, and 3D printers achieve the required range of motion in three directions of
movement in the smallest size to maximize space. The main use of Solidworks design three-dimensional mapping software, by combining the mechanical aspects of knowledge force strength of the main components were stress analysis 3D printer.
Keywords：3D printing; design; stress analysis; Solidworks
第一章 绪论
1.1 3D打印的原理及其历史发展
1.1.13D打印的原理 3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。
设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器，其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。
打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。
打印机打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米来计算的。一般的厚度为100微米，即0.1毫米，也有部分打印机如ObjetConnex 系列还有三维 Systems' ProJet 系列可以打印出16微米薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50到100个微米。 用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天，根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用3D打印的技术则可以将时间缩短为数个小时，当然其是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。
传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品，而3D打印技术则可以以更快，更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸的3D打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。
3D打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够（在弯曲的表面可能会比较粗糙，像图像上的锯齿一样），要获得更高分辨率的物品可以通过如下方法：先用当前的3D打印机打出稍大一点的物体，再稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。
有些技术可以同时使用多种材料进行打印。有些技术在打印的过程中还会用到支撑物，比如在打印出一些有倒挂状的物体时就需要用到一些易于除去的东西（如可溶的东西）作为支撑物。
1.1.23D打印的历史发展
1986年，Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机。
1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。
1995年，美国ZCorp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。 2005年，市场上首个高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510由ZCorp公司研制成功。 2010年11月，世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee问世。
2011年6月6日，发布了全球第一款3D打印的比基尼。
2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。
2011年8月，南安普敦大学的工程师们开发出世界上第一架3D打印的飞机。
2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次用3D打印机打印出人造肝脏组织。 2013年10月，全球首次成功拍卖一款名为“ONO之神”的3D打印艺术品。
2013年11月，美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”(SolidConcepts)设计制造出3D打印金属手枪。
3D打印技术目前是一种高新技术，3D打印技术作为一种高科技技术，目前应用到很多领域，如制造业，航空领域，医疗领域，化学技术，还有材料学科等方面。3D打印技术的推广使得更多制造业有了相应的变革，打印技术可以使制造效率不断挺高，方便快捷。而广泛应用的领域有医疗领域，建筑领域，和机械设计制造领域。有些精密的制造业也可以通过3D打印技术完成。在医疗领域上，3D打印机可以用人培养的细胞作为打印原材料打印器官，这就给病人提供了对自己不排斥的器官。前段时间有个小孩因为天生没有鼻子，于是医院就通过3D打印机打印出了一个与他个人相匹配的鼻子，并且成功应用上去。这些成功的例子无疑在说明3D打印技术已经越来越接近我们的生活，改变我们的生活。建筑领域，3D打印技术可以快速的打印出一栋很建筑模型，可以省略很多传统的东西，某些工艺水平也是，传统工艺所不能企及的。[1]
3D打印技术已经有了十多年的发展，目前分辨率可以达到6000pi，厚度精确到0.001毫米，这样的技术几乎可以打印出你肉眼能看得出来的东西，可见这精度已经非常高了。当然我们可以应用3D打印技术高精确性，打印出更多纯制造业很难完成的任务。[3] 目前国内很多家公司相继完成了他们的3D打印机的生产和销售，虽然他们的公司大小不能与国外大型公司相媲美，而且所做的产品的整体质量也没有国外的那么好，但在中国的市场还是非常不错的。国内生产的3D打印机在材料，模型结构，打印精准度方面还不能很好的满足消费者的需求。而在第三产业领域在国内某些发达城市有很多企业引进了国外先进的3D打印设备，在此基础上不断学习借鉴，并且有了技术上的提高。总之国内的3D打印技术还不够成熟，还需进一步的发展技术。 [3]
目前在西方国家，3D打印技术已经大范围的应用到了商业。比如在某些汽车制造业和电子制造厂商。3D打印技术的优势可以体现在高效率的基础上打印出廉价的部件。纽约有一家公司手机了很多客户所实际需要的模型，或者产品，收集之后用3D打印技术把收集来的方案打印成他们所需的实物，并且获得了较好的成果。[5]
目前，在全球3D打印机行业，美国3D Systems和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外，在此领域具有较强技术实力和特色的企业、研发团队还有美国的Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。
3D Systems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。于2011年11月收购了3D打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后，3D Systems奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司2010年与传统打印行业巨头惠普公司签订了OEM合作协议，生产HP品牌的3D打印机。继2011年5月收购Solidscape公司之后，Stratasys又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前，国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中，行业巨头正在加速崛起。
篇二：Kossel+3D打印机—机械系统设计毕业设计论文
设计说明书
系(专业)： 机械设计制造及其自动化题目： Kossel 3D打印机—机械系统设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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使用授权说明
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学位论文原创性声明
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学位论文版权使用授权书
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作者签名： 日期：年 月 日
导师签名：日期：年 月 日
注 意 事 项
1.设计（论文）(本文来自：WWW.xiaocaoFanwEn.cOM 小草范文网:3d打印机毕业设计论文)的内容包括：
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6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
3）其它
篇三：3D打印机毕业设计
装
订
线
……………………. ………………. ………………… 山东农业大学 毕 业 论 文 题目：
摘要..............................................................................................................................Ⅰ
Abstract.........................................................................................................................Ⅱ
引言................................................................ 2
1绪论 .............................................................. 2
1.1 国内外3D打印机的研究现状.................................... 2
1.1.1 国外3D打印机的研究现状 .................................. 2
1.1.2 国内3D打印机的研究现状 .................................. 3
1.2 3D打印机的发展趋势 .......................................... 3
1.2.1 3D打印产业的未来发展前景 ................................. 3
1.2.2 3D打印技术未来发展的主要趋势 ............................. 4
1.3 3D打印机的工作原理及特点 .................................... 4
1.4 发展创新与突破............................................... 6
2 总体方案及结构设计................................................ 7
……………….……. …………. …………. ………学 院 专业班级 届 次 学生姓名 学 号 指导教师 二O一四年五月十二日目 录
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5 引言......................................................... 7 总体框架的设计............................................... 8 温度控制回路的设计........................................... 8 XYZ三方向控制电机的设计 ..................................... 9 喷头移动及喷出量调节的设计.................. 错误！未定义书签。
3 机械结构 ........................................ 错误！未定义书签。
3.1 传动方式的选择.............................. 错误！未定义书签。
3.2 转动惯量的计算.............................. 错误！未定义书签。
3.3 喷头的选择.................................................. 12
4 电机的选择 ...................................................... 13
4.1
4.2
4.3
4.4 伺服电机和步进电机的对比.................................... 13 直流交流伺服电机对比........................................ 15 负载转矩的计算.............................................. 15 打印速度的初步估计.......................................... 16
5 传感器 .......................................................... 16
5.1 温度传感器对比.............................................. 16
5.2 机械位置传感器.............................................. 18
5.3 压力传感器.................................................. 19
6 3D打印机的优点及面临问题 ........................................ 21
6.1 3D打印机的优点 ............................................. 21
6.2 3D打印技术面临的问题 ....................................... 21
参考文献........................................................... 22
致谢............................................................... 23
Contents
Summary ...........................................................Ⅰ
Abstract ................................................. ........Ⅱ
1 Introduction .....................................................2
1.1 Research Status 3D printer at home and abroad..................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 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 structural 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 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..............................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
4.3 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 position 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 issues facing the .....................21
References ........................................................22
Acknowledgements ..................................................23
3D打印机毕业设计
作者：姜云飞指导教师：宋洪军
【摘要】3D打印是最近两年开始流行的一种快速成形技术, 它以数字模型文件为基础, 通过逐层打印的方式来构造物体. 我们日常生活中的打印机能打印一些平面纸张材料, 而3D
打印机打印出的是立体塑品产品.文章对3D打印的技术体系和国内外产业发展现状、发展态
势作了综合介绍，综述3D打印技术的基本概念、发展简史、打印过程原理、应用领域、广
泛影响以及面临的问题等.在介绍3D技术的发展历程、3D打印技术的工作原理流程及特点
的基础上，分析了3D打印技术的创新点和存在的问题，展望了3D打印技术的未来发展趋势.
关键词:3D打印机;快速成型;结构设计;社会制造