3D打印機由機體組件、控制組件、運動(dòng)組件和加熱組件構成。主要部件包括電源、機體框架、機械軸、控制系統和電路、打印頭、打印平臺、擠出機。其中,不同的機體框架使得打印機的結構存在差異,三角形和矩形框架是各類(lèi)打印機常用的機體結構;機械軸由X、Y、Z軸運動(dòng)部件組成,主要類(lèi)型有三種,分別是直角坐標型、三角爪型和舵機轉動(dòng)型。直角坐標型和三角爪型使用笛卡爾坐標系、舵機轉動(dòng)型的XY面采用極坐標系。
直角坐標型的X、Y、Z軸互為直角,由控制電路驅動(dòng)步進(jìn)電機進(jìn)行X、Y、Z軸向定位;三角爪型的X、Y軸向定位是通過(guò)三角函數映射到三個(gè)爪的確定位置上;舵機轉動(dòng)型因XY面采用曲線(xiàn)坐標系,其控制程序代碼和笛卡爾坐標系不同。下面對當前常見(jiàn)的幾種機體結構三角型結構作簡(jiǎn)要介紹。
三角形具有穩定性,因此三角型結構的機體架構在穩定性方面具有明顯優(yōu)勢,而且這種架構的機器成本相對較低。圖所示的機械結構就是一種典型的三角型結構。其機身的兩個(gè)相對側邊分別是一個(gè)三角形,三角形的底部放置熱床。
Z軸與機身兩側邊三角形平面平行,X軸在Z軸向兩個(gè)步進(jìn)電機構成的平面上活動(dòng),打印的過(guò)程中熱床會(huì )帶著(zhù)物體沿著(zhù)Y軸前后移動(dòng)。此種結構的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、組裝和維修都比較方便;由于機體結構兩邊都是開(kāi)放的,即使絲桿、光軸兩頭有多余的量也不會(huì )影響整體結構,因此對絲桿、光軸的切割精度要求不高。但是其機體的制作精度較低,如果需要更高的精度需要在調試上花費較多力氣。