方案展示 | 基于瑞芯微RK3399的3D打印机解决方案
在電影《機械公敵》中,擁有一條炫酷機械手臂的戴爾令觀眾念念不忘。隨著科技的不斷發(fā)展,科幻作品中天馬行空的想象已成為觸手可及的現(xiàn)實,因為,3D打印技術(shù)正在悄然改變這個世界。
3D打印是快速成型技術(shù)的一種,是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。
3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機來實現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型,后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造,在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
3D打印分類
常用技術(shù)分類:
1.FDM:融化來沉積成型,主要材料ABS
2.SLA:光固化成型,主要材料光敏樹脂
3.DLP:數(shù)字光處理成型,主要材料光敏樹脂
FDM機器普遍比較便宜,在打印尺寸上沒有太多限制。因此FDM 3D打印機在市場數(shù)量上占據(jù)了絕對優(yōu)勢。但是它打印精度不高(最高精度只能為0.1mm),只能滿足用戶的DIY需求。
DLP和SLA使用的耗材都是光固化樹脂,可以廣泛用于工業(yè)用途。光固化技術(shù)制作相比FDM技術(shù),使用光固化技術(shù)制作的3D打印件精度更高、速度更快 。SLA和DLP都是光固化3D打印機,但是SLA是線光源,DLP是面光源,所以面光源對圖像信號輸出的分辨率上有要求,SLA對這塊沒有特別硬性的要求。
常用種類分類:
工業(yè)級3D打印機一般使用的架構(gòu)為X86,其最大劣勢是成本非常高;
桌面型3D打印機根據(jù)性能的需求可以用ARM架構(gòu),性價比要更高些,低性能的單片機也可以滿足日常需求。
3D打印過程
3D打印機的工作原理和傳統(tǒng)打印機基本相同,都是由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質(zhì)等架構(gòu)組成的。
通常,我們先通過計算機完成建模,再使用SD卡或者U盤將建模拷貝到3D打印機中,經(jīng)過打印設(shè)置后,打印機就可以將建模打印出來。
3D打印好處
以3D打印鞋底為例,與傳統(tǒng)的鞋底制造相比,3D打印有以下的優(yōu)勢:
??不受模具的限制:模具制造產(chǎn)品從開發(fā)到生產(chǎn)的流程
3D打印開發(fā)到生產(chǎn)的流程
一款全碼的鞋(34-44碼),每個碼都需要一對模具。這些模具通常每年都會報廢或更換,而3D打印鞋底可以省去磨具設(shè)計、制造、調(diào)整的環(huán)節(jié),直接設(shè)計然后批量生產(chǎn)。
??不受銷量的限制:一款運動鞋產(chǎn)品需要長時間存在于市場,銷量達到一定數(shù)量(通常是10萬雙)才能回收成本,做下一個產(chǎn)品的迭代。而3D打印則不受銷量的限制,成本一直維持在相同的水平。
? 滿足更多設(shè)計場景:3D打印在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鞋底時更具優(yōu)勢,運動鞋的生產(chǎn)注重設(shè)計感和創(chuàng)新性,3D打印能大大增加運動鞋底設(shè)計、創(chuàng)造的可能性,做出傳統(tǒng)模具難以完成的產(chǎn)品。
3D打印控制系統(tǒng)
■?計算機:作為上位機設(shè)計端,用于對集成有ARM微控制器的核心控制板進行初始化配置,并且將打印實物的三維模型通過切片軟件處理并生成指令,再將其存入數(shù)據(jù)存儲模塊中。
■?ARM控制器的核心控制板:用于讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中指令,指令中包含有運動軌跡規(guī)劃和運動控制的信息,并對所述指令進行解析,生成對應(yīng)的控制指令,控制3D打印機工作。
■?伺服電機驅(qū)動模塊:用于控制3D打印機的軸向電機和送料機的轉(zhuǎn)動精度;
■?溫度控制模塊:控制溫度對材料進行固化成型。
■?液晶顯示器:MIPI屏幕,用于顯示所述3D打印機的工作菜單以及接收用戶的選擇指令,并將所述選擇指令發(fā)送至集成有ARM微控制器的核心控制板;
■?紫外線投影機:用HDMI接口輸出一個高清視頻圖像信號,讓視頻通過光學(xué)儀器,以紫外線的方式對光敏液態(tài)樹脂進行照射,使光敏樹脂固化成相應(yīng)的形狀;同時通過USB接口來控制射出的紫外線強度,機器也會把實時的紫外線光強值回傳給ARM,做閉環(huán)控制。
ARM處理器推薦
FET3399-C核心板基于瑞芯微公司的RK3399處理器設(shè)計。
產(chǎn)品特點
1.性能強悍
具備兩個Cortex-A72內(nèi)核,主頻1.8GHz;四個Cortex-A53內(nèi)核,主頻1.4GHz。
2.通訊靈活
支持千兆以太網(wǎng),2.4GHz&5GHz雙頻WIFI,藍牙5.0并預(yù)留了mini PCIE封裝的4G安裝插槽,讓通訊更順暢,選擇更靈活。
3.多種顯示接口
支持HDMI2.0,MIPI DSI,EDP1.3,DP1.2;
支持雙屏同顯,雙屏異顯;
支持4K VP9、4K10bits、H265、H264視頻解碼;
具備反交錯、去燥、邊緣、細節(jié)、色彩優(yōu)化等功能。
滿足3D打印機所要求的高分辨率及3D打印控制器的雙屏顯示需求。
4.多種外設(shè)接口
PCIE、USB3.0、UART、IIC、SPI等;為3D打印后期擴展功能做了充分的預(yù)留接口。
總結(jié)
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