熔融沉积成型控制研究起源于上世纪90年代,伴随电子控制设备发展的突飞猛进,以及3D打印产业对产品制造速度、质量、精度要求的不断提高,相关行业规则的日益苛刻,促使新技术、新算法、新设计不断应用到该技术.熔融沉积成型技术是将材料热熔后挤出成型,该技术动作需要控制系统组合完成, 其中硬件设备主要包括:热熔喷头、送丝机构、运动机构、加热成型室、工作台5个部分,如图3所示.

 成型开始前,运动机构将进行成型室的定位,采用限位开关保证运动机构的行程范围，然后,加热成型室控制升温并使温度保持在70℃,热熔喷头将温度上升至210℃,该温度下熔融ABS(Acrylonitrile butadiene styrene)或PLA(Polylactide)材料既可保持一定的流动性又能保证很好的打印精度.

 随后，送丝机构按照设定的成型速度挤压送丝,同时运动机构按照计算机设定路径进行X、Y轴方向二维扫描. 当一层扫描完成后,运动机构向Z轴方向上移一层,然后热熔喷头再进行下一层的运动,新固化的一层牢固地粘在前一层上,如此重复直到整个零件制造完毕,得到一个三维实体模型,整个过程中热熔喷头和成型室温度保持恒定. 这些硬件设备作为独立的子控制模块组成复杂的熔融沉积成型设备,该设备以上位机发送的切片数据为输入,由内部控制主板统一控制.

 熔融沉积成型控制子系统介绍: 1) 热熔喷头控制; 2) 送丝机构挤出控制; 3) 运动机构扫描路径控制; 4) 加热成型室控制; 5) 设备运动控制.

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