FDM打印机是目前桌面级打印机中应用最普遍的，广泛应用于教育、艺术等领域。首先介绍FDM3D打印机的软硬件基础，为后续电子电路打印和双喷头梯度模型打印提供必要的理论基础。
Cura是Ultimaker公司设计的3D打印软件，集成C++开发的CuraEngine作为切片引擎。由于其切片速度快和切片稳定的有点，对3D模型的结构包容性强，设置参数少等诸多优点，拥有越来越多的用户群。通常情况下，先在三维软件中画好模型，保存为STL格式，导入到Cura中进行切片。Cura中可以对影响打印质量的打印层厚、打印速度、进丝速度等一系列参数进行设置，也可以给悬空或者倾斜的模型添加支撑。在设置完各项参数后，保存为包含所有打印信息的Gcode文件，再导入到下位机中进行打印成型。
所使用的3D打印机采用开源的Arduino作为主要控制器，采用Marlin固件作为程序控制代码，以步距角为1.8°的42步进电机驱动XYZ三轴运动系统和E轴进给系统的运动，以机械式限位开关限制三轴的运动范围，以加热棒和热电偶作为喷头系统的加热和测温元件。
Arduino的开发过程包含四部分：开发者设计并连接好电路；将电路连接到电脑上进行编程；在IDE中编译通过的程序下载到控制板中进行观测；不断修改代码进行调试以达到预期的效果。所使用的3D打印机采用Arduino Mega2560，其具有54路数字输入输出，适合需要大量IO接口的设计，配有Speedymaker扩展板一并使用。
采用开源的Marlin固件作为主要的控制代码，通过Arduino IDE编程环境打开，并能进行必要的参数修改以符合实验条件。其中的Configuration.h文件包含喷头参数、运动参数、温度控制参数等信息，必要时可通过修改该文件以达到实验的目的。3D打印机通过42步进电机进行XYZ和E轴的运动控制，采用A4988驱动器，X、Y和E三轴采用1/16细分，Z轴采用1/8细分。主要包含XY运动，Z轴打印平台运动和E轴进丝系统的进给运动，其中XY平面运动通过皮带传动，Z轴打印平台运动通过滚珠丝杆传动，E轴进丝运动通过齿轮咬合丝材的推进传动。
3D打印机目前通过层层累积的方式进行打印，每一层通过扫描模型的轮廓从而进行路径的规划。而在的电子电路3D打印部分，采用普通的路径无法满足快速成型的要求，同时也会使得打印电路的宽度和厚度等受到影响。因而采用的是方波型的路径，即通过在空行程或者是交叉电路部分，将喷头上升或下降一个距离来保证针头出口处不会触碰到已打印好的模型或者基底。
你可能感兴趣的类似3D打印资讯