基于Delta并联机械结构的3D打印机

何彦兵　沈文彦　张伟　尹华生　廖舒　白依可　卢星　王光朝

摘要：在时代发展背景下，打印机的操作技术也得到了一定的优化。以3D打印机技术为例，该技术主要依靠于科技信息技术的力量，可以打印出立体的模型，是打印技术在新时期的一大突破。不过，基于这项技术属于新兴技术产业，因此在操作过程中还有些难题需要解决。本文主要结合技术操作原理、系统软硬件结构设计及操作注意事项等方面，对目前应用范围相对较广的Delta并联机械结构的3D打印机进行介绍。

关键词：Delta;并联机械结构;3D打印机

基于我国已经进入了科技信息化时代，信息技术的应用优势逐渐突显出来。以产品制作工作为例，得益于3D打印技术的推广应用，产品加工制作效率和质量得到了显著的提高。不过，这也对工作人员的技术操作能力提出了更高的要求。

一、介绍3D打印机技术的基本操作原理

技术人员应当意识到，只有熟练掌握打印机技术的操作原理，了解基本操作流程，才能有序完成新时期的打印工作。

1、操作原理

在利用3D打印机进行打印操作时，需要使用特殊的材料。比如，塑料或金属丝，利用电加热方式将材料熔化、挤压成丝，逐线、逐层沉积成型。为了方便员工操作这项技术完成打印工作，操作之前还需要拟定工作方案，绘制施工图纸。并且需要掌握基本的操作原理，Delta并联机械结构的3D打印机技术操作原理的基本示意图如下图1所示：

2、操作流程

在了解操作原理之后，技术人员必须要严格按照工作基本流程进行产品的打印制作。首先，应当在保证个人安全的前提下，对机械设备进行试运行操作，检查电路连接情况，排查安全隐患。其次，将丝状材料由供料机构送进喷头，在喷头中加热到熔融态，喷嘴挤出。在这个环节中，工作人员需要掌握好加热的温度，整个过程应当一次性完成，避免操作中断而影响3D打印技术的应用效果。最后，产品制作完成后，需要等到材料冷却凝固之后，才能进行集中存储。并且，要处理好仓库的温湿度，避免影响产品的经济效益。

二、Delta并联机械结构的3D打印机软硬件设计

基于目前我国大多数企业在进行3D产品打印工作时，都使用的是Delta并联机械结构。因此，为了确保操作过程的安全与稳定，提高技术应用价值，还需要从Delta并联机械结构的软硬件设计过程展开分析和研究。

1、硬件结构设计

硬件结构的安装工作、维修及保养工作等多个方面，都是影响3D打印效果的关键因素，需要工作人员引起重视。结合实际工作情况来看，由于3D打印机需要通过对材料的熔融制作打印成不同的造型。想要保证高效完成打印工作，必须要保障硬件设备具有耐高温，刚硬度高的特点。Delta机型实际上分为两大类，一种是工业上用的并联式机器人，另外一种是rostock的运动结构。同时，采用的开放式框架可以通过增加铝型材框架的长度而增加打印模型的最大体积。通过这种方式确保新时期3D打印工作的顺利开展，Delta式3D打印机的硬件结构如图2所示：

2、軟件结构设计

从3D打印机的软件结构设计工作方面来看，这项技术主要依靠于信息技术手段。需要引进计算机软件，同时，在实际工作环节中，需要为系统设定运行参数，才能保证3D打印机在打印过程中的稳定运行状态。而这就涉及到合理计算运行参数的环节。首先，3D打印需要建立三维坐标系，结合产品的图纸找到定位点。其次，将相应的参数输入核心控制系统，然后通过操作硬件设备开始打印工作。一般来说，软件功能需要通过硬件设施来体现出来。比如，3D打印机运行过程中需要使用高温进行熔融制作，为了确保工作安全，需要控制温度。设定警报装置，根据温度检测仪器的检测结果，及时发出警报。另外，软件结构设计工作需要建立网络工作平台，设置数据存储层、数据传输层以及设备运行管理层，以便于发挥出Delta并联机械结构的3D打印机的应用优势。

三、操作3D打印机时的相关注意事项

在具体操作Delta并联机械结构的3D打印机进行产品制作工作时，还有一些注意事项需要遵守，具体包括以下几个方面。

1、人才教育培训工作

人才是企业参与市场竞争的决定性力量，在新时期的社会发展过程中，想要科利用Delta并联机械结构的3D打印机开展打印工作，就必须要积极开展人才教育培训工作。将工作重点放在提高员工对自身工作重要性的认识上，建立严格的内部管理机制，规范员工的3D打印操作行为。同时，应当从思想教育及专业技能培训的角度，先考察员工的个人工作优势及不足，然后科学拟定培训方案。确保员工能够掌握新时期3D打印技术的操作技巧，推动产品制作工作的顺利开展，以提高企业的经济效益。

2、技术创新研究工作

利用Delta并联机械结构的3D打印机，存在有工作流程相对较为繁琐的问题。在这个问题上，技术人员必须要具备创新意识及能力，能够不断总结个人工作经验，分析出目前的工作优势及不足，研究优化工作流程，提高工作效率的可行方法。在这个环节中还要充分体现出信息技术的应用优势，可以建立网络工作平台，分享工作经验。积极借鉴其他技术人员的先进工作经验及技巧，根据时代发展需求及3D打印工作的具体情况进行合理的优化。另外，技术研究工作需要以完善的基础设施作为基础保障，这就要求相关企业能够加大资金投入引进计算机工作设备，构建Delta并联机械结构，并应当定期安排员工进行设备的维修及保养工作，达到节约3D打印工作经济成本的目的。

结论：在应用Delta并联机械结构的3D打印机时，需要对工作人员进行教育培训，提高技术人员的创新意识及能力，积极总结以往的产品制作经验，明确工作的重点及难点所在。然后，应当引进计算机工作设备，实现智能化操作，减轻员工的工作压力，真正发挥出Delta并联机械结构的3D打印机的应用优势。同时，在实际开始打印工作之前，要检查好设备结构的连接状态，以避免发生安全风险问题。

参考文献：

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[2]杨秀芳[1，3]，孙有朝[1]，赵大旭[2，3]，etal.Delta并联3D打印机运动学分析[J].重庆理工大学学报，2019，033（002）：P.75-81.