摘要：3D打印技术是依靠计算机的三维设计和计算，通过软件和数控系统，将特制材料以逐层堆积固化，逐层增加材料，从而生成3D实体，是一种“材料增加过程”，它是一种全新的制造方式，是一项新兴技术。本文将介绍3D打印技术的国内外产业发展现状和应用领域以及发展趋势。再设计说明3D打印设备的制造流程，并针对3D打印设备，根据工艺要求，设计并选择步进电机控制及驱动系统，根据机械传动及负载变化，计算电机的最大扭矩和功率，进而给出步进电机的选型。

关键词 3D打印；步进电机；结构设计

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题意义-1

1.2 3D打印技术在国内外的研究现状-1

1.2.1 3D打印技术在国外的研究现状-1

1.2.2 3D打印技术在国内的研究现状-1

1.3 3D打印技术的意义-2

2 总体方案及结构设计-3

2.1 引言-3

2.2框架结构设计方案-3

2.3制作3D打印机的材料与设计方案-5

2.3.1框架底盘组装-5

2.3.2框架立柱安装-5

2.3.3框架横梁安装-5

2.3.4 3D打印机的X轴安装-6

2.3.5 3D打印机的Z轴安装-7

2.3.6 3D打印机的Y轴安装-9

2.3.7 3D打印机挤出机的安装-10

2.3.8 3D打印机电控系统的安装-11

2.3.9 3D打印机USB接口及耗材支架的安装-13

2.4 3D打印机的调试阶段-14

3 3D打印机的机械结构-15

3.1 3D打印机传动方式的选择-15

3.2计算3D打印机滚珠丝杠的转动惯量-15

3.3选择3D打印机的挤出头-16

4 3D打印机电机的选型-17

4.1电机的选型-17

4.1.1步进电机与伺服电机的对比-17

4.1.2确定电机的选型-19

4.2 3D打印机X轴和Y轴上步进电机的选型-19

4.3 3D打印机Z轴上步进电机的选型-20

4.4对步进电机驱动器的选择-21

5 3D打印机的控制电路-23

5.1核心电路板的选择-23

5.2核心电路板上各引脚的作用-23

5.3各电子器件的作用-25

5.3.1复位-25

5.3.2晶振-25

5.4各模块的作用-26

5.4.1电源模块-26

5.4.2稳压电路模块-27

5.4.3 PWM脉冲宽度调制-27

5.4.4步进电机驱动模块-28

6 3D打印机的优点及面临问题-29

6.1 3D打印机的优点-29

6.2 3D打印技术面临的问题-29

结论-31

致谢-32

参考文献-33

附录-34