工业级熔融沉积式3D打印机的主要研究内容包括3D打印系统、数控加工系统、机架及滑轨系统、工作环境保障系统、主控单元及"打印-加工"程序生成系统等部分组成。 3D打印系统的作用是对打印材料进行熔化，再利用螺杆挤出机构将打印材料输送至打印喷头，并在打印平台上实施产品打印；数控加工系统是在产品打印完成后，以数控切削加工方式去除产品表面缺陷，提高产品质量；机架及滑轨系统为整个3D打印机的支撑机构和动作执行机构；工作环境保障系统用于对打印平台和整体打印环境的温度进行控制，减缓在打印过程中产生的内部应力、抑制产品变形；"打印-加工"程序生成系统是根据产品的设计结构，生成3D打印和数控加工所需的语句代码，供主控单元识别；主控单元起到识别"打印-加工"文件，并将其转化为实际动作，进而实现最终产品的制造。 在工作过程中被，首先要借助"打印-加工"程序生成系统，把计算机内的三维模型转化为打印机主控制器所能识别的"打印-加工"文件，并将该文件导入主控制器内，该设备工作时，利用主控制器对模型"打印-加工"文件进行解读，并通过控制其他系统将加工文件转化为打印机的实际动作；3D打印系统是用来执行3D打印机主控单元下达的打印命令，通过对进料速度、材料熔炼温度和螺旋挤出装置的控制，使打印材料（塑料）的状态和供给量满足外形轮廓打印和内部浇筑打印的需要，最终完成产品在打印平台上的打印；工作环境保障系统用来对打印环境的温度进行控制；数控加工系统由切削电机、气压除屑装置和切削加工升降机构组成，其中切削加工升降机构用于调整数控加工系统与打印平台之间的相对位置，在数控加工系统处于非工作状态时，它负责将数控加工系统升起，避免与其他机构发生运动干涉，而在数控加工系统工作时，它由其调整到合适的高度，以保证切削加工的顺利进行，同时为保证切削加工质量，还需要对切削电机的转速进行控制，此外还引入气压除屑装置，一方面可以利用压缩空气将切削吹走，避免切削对加工造成影响，另外还可以对刀具和切削工件进行冷却，以提高产品的加工质量；工作环境保障系统用于打印环境温度的控制，以适应不同种类打印材料对温度的需求，抑制打印过程中发生的形变。

黑龙江省科学院自动化研究所

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