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2024年6月8日发(作者：)

三轴雕刻机改装3D打印机方案

一、3D打印机技术原理：

3D打印并非是新鲜的技术，这个思想起源于19世纪末的美国，并在20世纪

80年代得以发展和推广。中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想，

上个世纪的技术，这个世纪的市场”。三维打印通常是采用数字技术材料

打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大

的增长，其价格也正逐年下降。

使用打印机就像打印一封信：轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文

件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图

像。而在3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，

并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，

直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨

水”是实实在在的原材料。

二、现用一台雕刻机，把它直接改成打印机

雕刻机和打印机的结构从原理上来说是没有区别的，都是X+Y+Z三轴+主轴

（在打印机上是挤出机）的标准数控系统。所以，把雕刻机加上一个打印头改造

成3D打印机，其方案完全是可行的。

【注意】1、 雕刻机和打印机在设计上有很大的不同。雕刻机的主轴需要切割

材料，要承受相当大的力矩，故而结构必须足够结实；而3D打印机的挤出机是

完全无负载的，反而对急停、加速以及变向能力有着非常高的要求。在设计理念

上的不同，带来的结果就是，你的第二台雕刻机肯定比第一台设计得结实，而第

二台打印机会比第一台设计得更轻。

2、用雕刻机的结构做打印机，雕刻机的强度兀余太大，带来了过多的

惯量，影响打印的运行速度。而且在打印的过程中，单轴运动的情况很少，而多

轴联动时，不同轴惯量和运动特性的区别就会带来精度的损失。所以，一般用

2A的57电机能跑F2000的雕刻机装了打印头之后，可能还不如用42步进跑F6000

的打印机。打印出来的效果，精度和表面粗糙度都远远不如 。故而，雕刻机改

造3D打印，可行但有缺陷。最理想的改造3D打印的机器，应该是激光雕刻机。

三、雕刻和3D打印不同点

只从DIY的角度看待这个问题。

首先，在机器结构上，就像上面所说的，打印机注重轻载、高速，相对来说，

雕刻机则注重强度。刚性比较：铣床>雕刻机>打印机，速度打印机>雕刻机>铣床。

所以打印机的设计和雕刻机的思路是有很大的不同的，像我这样按照雕刻机的经

验去设计3D打印机，效费比会很低。

然后，打印机的“主轴”是“挤出机”（Extruder），它的结构一般是用一

个小的步进/减速电机带动一个摩擦轮，将原料的塑料丝“塞”（feed）给下面

的加热头，加热头再通过一个小孔把丝细化，细化后0.3mm-0.4mm的挤出丝就挤

到了工件上，这就是“FDM”的过程。也就是说，打印机和雕刻机最本质的不同，

就是把主轴换成了挤出机。

从电控上来说，现在常见的打印机和雕刻机也有一个很大的不同，就是打

印机的运算是在板上完成的。不像雕刻机必须拖着一根25针的线实时从电脑上获

得信号，打印机是可以脱机用SD卡打印的。这样的设计好处自然是可以摆脱电

脑的束缚，但坏处就是由于需要有运算的芯片，打印机的主板比起雕刻机要很贵

而且折腾起来挺麻烦。

四、 打印机和雕刻机相比，其

电控部分：

（1） 把雕刻机的主板换成打印机的主板

（2）三轴步进不变

（3） 主轴变频器换成一块步进驱动（挤出机电机）

（4）一块额外的电路板控制加热和热头温度的反馈

（5） 一块额外的板控制加热台面，即3D打印机热床部分（可选）

机械部分：

（1）三轴不变

（2）主轴换成挤出机

（3）台面换成加热台板（可选）


本文标签： 打印机雕刻机打印技术

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