在工业机器人3D打印系统的实验测试环节,采用基于FDM工艺的3D打印进行测试。因此,对于耗材的选择不仅需要考虑喷头以及内部喷嘴的型号,而且需要考虑所选材料的成型温度、收缩率以及性能的不同。由于FDM打印是基于热塑成型的原理,且其需要经过“固液固”两种状态的转变,因此这对打印丝材种类的选择有了很大的限制,也增大了研发工作者的难度。
基于FDM打印所选择的材料,其在工作过程中需经过电机内部齿轮,被带动卷进喷头,而电机齿轮和固定轮之间所设定的距离是一定的,所以选择材料的丝线尺寸不能太粗或太细,太粗会损坏送丝结构以至于无法送丝,太细会不利于送丝机构带动吐丝,因此,丝材的选择需严格按照喷嘴尺寸的大小进行选择。由于使用的两个喷嘴型号分别为1mm和2mm,因此,选择的耗材为3mm进丝。
对目前3D打印行业应用次数较多的几种材料如ABS、PLA、PC、蜡丝等进行了对比,通过比较这些材料的成型温度、材料耐热温度、收敛率、外观以及主要性能,来挑选所用材料的类型。通过对几种FDM打印材料的对比,以及前期实验室对PLA和ABS材料实时打印模型的观测,选用环保性能好,具有较好光泽,抗拉强度大且延展性能良好的PLA材料进行打印。
利用三维打印技术制造的模型之所以复杂且精度高,是因为该技术对成型装置的精度要求非常严格,利用工业机器人实现模型的三维打印也必须满足对成型精度的要求。由于在机械手末端安装了 3D打印喷头,而安装了喷头的机械手如若仍按照原中心点坐标进行轨迹规划,定会使运动轨迹点坐标形成一定误差,因此需要重新标定中心点坐标,通过指令设定相对打印出丝点新的参考坐标系。
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