3D打印机结构设计开题报告

1. 研究目的与意义

采用计算机辅助设计（cad）或计算机动画建模软件（solidworks）建模，进行3d打印机结构的设计，研究设计一种便携式3d 打印机。本课题设计的具体目的：

1、使得3d打印机可以随身携带，且操作简单。

2、可以降低生产成本，便于3d打印机的运输。

2. 国内外研究现状分析

六年前尚处于技术前沿的3d打印如今已成制造业中的新兴战略领域。2012年8月，美国总统奥巴马拨款3000万美元，在俄亥俄州建立了国家级3d打印添加剂工业研究中心，并计划第一步投入5亿美元用于3d打印，以确保美国制造业不继续转移到中国和印度。长期跟踪3d打印行业的某家咨询公司表示，2011年，3d打印机的市场规模为17亿美元左右，到2015年该市场将达37亿美元。

目前全球有两家三维打印机制造巨头，分别为stratasys和3dsystems，均在美国纳斯达克上市。不过，这一数字仅占全球制造市场的0.02%。在飞机、核电和火电等行业所使用的重型机械、高端精密机械装备上，传统的焊接和零部件加固的方法使得部件之间的连接并不牢固，但是使用3d打印技术，出来的产品是自然无缝连接，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。这在飞机、核电等高端装备制造行业的应用上非常广泛。

目前，3d打印机在中国还处于发展阶段。很多人对3d打印还持有怀疑的态度。从发展情况来看，3d打印目前仍停留在高级玩具阶段，并没有实现成熟的产业化。但是，各个区域都非常认可3d打印技术可能带来的改变，这些改变将如何影响现有生产、经济、社会模式是值得关注的问题。

3. 研究的基本内容与计划

采用solidworks，进行3d打印机结构的设计，在综合考虑性能与经济性的基础上完成其元件的讨论与选型。需要研究的内容有：

1．喷头移动及喷出量调节的设计

基于所选择的打印耗材，喷出技术采用熔融沉积成型技术，根据片层参数控制加热喷头沿模型断面层扫描，同时控制熔融液体的体积流量，使粘稠液体物料均匀地铺洒在断面层上。熔融挤压快速成型工艺对温度的要求极其严格，这就要求液化器温度必须保持稳定。

4. 研究创新点

本论文特色与创新如下：

(1)本设计便携式3d打印机突出便携：所占体积小，质量轻，结构简单，便于携带和使用，制作成本低。

(2)可以创造显著的经济效益：与传统机械加工方式比较，开发成本上节约10倍以上。同时快速成型技术缩短了企业的产品开发周期，使得在新品开发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少，也消除了修改模具的问题。