РАЗРАБОТКА 3D ПРИНТЕРА НА ОСНОВЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ATMEGA2560

ВВЕДЕНИЕ 6
1. 3D ПЕЧАТЬ 9
1.1 История развития 3D печати 9
1.2 Классификация 3D принтеров 11
1.3 Популярные технологии 3D печати 16
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 25
2.1 Описание стенда 25
2.2 Выбор микроконтроллера 26
2.3 Описание платы управления 28
2.4 Описание силовой части 29
2.5 Выбор драйвера двигателей 31
2.6 Описание шаговых двигателей 32
2.7 Выбор нагревательных элементов и терморезисторов 35
2.8 Выбор направляющих валов 37
2.9 Выбор линейных подшипников 38
2.10 Высокотемпературная полиамидная лента 40
2.11 Нить-материал для изготовления различных форм предметов 41
3. ПРОГРАММИРОВАНИЕ 44
3.1 Нарезка модели и передача инструкций в микроконтроллер 44
3.2 G-code 47
3.3 Алгоритм получения модели 56
4. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 65
ПРИЛОЖЕНИЕ А 67
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 68
ПРИЛОЖЕНИЕ В 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 72
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 73
Купить

3В-печать (также известная как аддитивное производство) - это процесс создания твёрдых трёхмерных объектов любой формы из цифровой компьютерной модели. SD-печать достигается посредством так называемых аддитивных процессов, во время которых каждый слой материала кладётся в разной форме. Это отличает её от традиционных техник механической обработки, большинство которых основано на удалении материала путём его обрезания или сверления (субтрактивные процессы). Объекты, произведённые аддитивно, могут быть использованы на любой стадии жизненного цикла продукции, от создания предварительных образцов (например, в быстром прототипировании) до полноценного производства (например, в быстром производстве), в добавок к механической обработке и постпроизводственной доработке.
Сегодня эта технология широко используется в ювелирном и обувном производстве, промышленном дизайне, архитектуре, инженерии и конструировании, автомобильной, космической, стоматологической и медицинской промышленности, образовании, геоинформационных системах, гражданском строительстве и многих других профессиональных сферах, и новые области применения добавляются в этот список каждый год.
3В-принтер - это периферийное устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по цифровой 3В-модели.
Компьютерные технологии все больше срастаются с реальной жизнью. Однако грань между настоящей реальностью и реальностью, так сказать, компьютерной или виртуальной остается. Перенести предмет из одной плоскости в другую не так просто. Конечно, если речь идет о тексте, картинках и прочих двухмерных вещах - то принтеры и сканеры уже давно сделали такой обмен делом несложным и совершенно обыденным.
Зачем нужно брать трехмерную модель чего-то и делать из нее реальный предмет? Оказывается, применений хватает. Однако в случае с трехмерными физическими объектами все намного сложнее. Даже технологии, которые позволяют увидеть трехмерную компьютерную модель в реальном объеме нельзя назвать очень распространенными.
Дешёвая трёхмерная печать, хотя ещё и в стадии младенчества, но быстро взрослеет с помощью, по-видимому, безграничного потенциала. С её способностью воспроизводить 3D объекты - от археологических экспонатов, сложных математических поверхностей, до медицинских протезов.
Есть надежда, что эта передовая технология откроет новые перспективы для науки, образования и окажет заметное влияние в развивающихся странах. Доступная цена технологии плюс огромное количество 3D объектов для печатания в свободном доступе уже в настоящее время делают новейшие 3D принтеры привлекательной технологией для стран с низким уровнем дохода.
В самом деле, большое количество приложений и доступная цена делают 3D печать технологией, доступной для широкой аудитории. Стоимость нового поколения 3D принтеров, основанных на аппаратных средствах с открытым исходным кодом, варьируется от 15000 до 100000 рублей, и они могут быть приобретены через Интернет. В масштабе, принтеры могут быть использованы для домашней печати объектов, для небольших исследовательских лабораторий в университетах и школах для создания учебного материала, без необходимости вкладывать много денег. 3D печать открывает новые возможности, не осуществимые ранее для творческого производства.
Наше общество стоит на пороге 3D-революции в производстве, передовая мысль и 3D-технологии развиваются семимильными шагами, сферы применения расширяются и в недалёком будущем этот бум произойдёт.
Объектом исследования является разработка 3d принтера на основе микроконтроллера ATMEGA2560.
Предметом исследования является стенд для демонстрации студентам в учебном процессе возможности программирования различных форм предметов.
Цель работы - разработать стенд по изучению языка программирования g- code для управления микроконтроллером ATMEGA2560.
Задачи выпускной квалификационной работы:
1. Выбрать элементную базу:
• микроконтроллер;
• силовую часть;
• драйвера двигателей;
• шаговые двигатели;
• нагревательные элементы;
• терморезисторы;
• направляющие валы;
• линейные подшипники;
• высокотемпературная полиамидная лента;
• нить-материал для изготовления различных форм предметов.
2. Разработать и собрать механическую часть стенда, состоящую из подвижных и неподвижных частей;
3. Изменить программу для микроконтроллера под данный стенд, позволяющую послойно с различной конфигурацией наплавлять формы предметов (для каждого слоя записывается программа с новой конфигурацией). В процессе такого перепрограммирования каждого слоя студенты обучаются работе с языком программирования g-code. В программе необходимо обеспечить синхронную подачу пластикового материала в виде прутка в зону нагревательного элемента.
Купить