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方案展示 | 基于瑞芯微RK3399的3D打印机解决方案

飞凌嵌入式 2021-08-02 17:16 发文

在电影《机械公敌》中,拥有一条炫酷机械手臂的戴尔令观众念念不忘。随着科技的不断发展,科幻作品中天马行空的想象已成为触手可及的现实,因为,3D打印技术正在悄然改变这个世界。

3D打印是快速成型技术的一种,是以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程以及其他领域都有所应用。

3D打印分类

常用技术分类:

1.FDM:融化来沉积成型,主要材料ABS

2.SLA:光固化成型,主要材料光敏树脂

3.DLP:数字光处理成型,主要材料光敏树脂

FDM机器普遍比较便宜,在打印尺寸上没有太多限制。因此FDM 3D打印机在市场数量上占据了绝对优势。但是它打印精度不高(最高精度只能为0.1mm),只能满足用户的DIY需求。

DLP和SLA使用的耗材都是光固化树脂,可以广泛用于工业用途。光固化技术制作相比FDM技术,使用光固化技术制作的3D打印件精度更高、速度更快 。SLA和DLP都是光固化3D打印机,但是SLA是线光源,DLP是面光源,所以面光源对图像信号输出的分辨率上有要求,SLA对这块没有特别硬性的要求。

常用种类分类:

工业级3D打印机一般使用的架构为X86,其最大劣势是成本非常高;

桌面型3D打印机根据性能的需求可以用ARM架构,性价比要更高些,低性能的单片机也可以满足日常需求。

3D打印过程

3D打印机的工作原理和传统打印机基本相同,都是由控制组件、机械组件、打印头、耗材和介质等架构组成的。

通常,我们先通过计算机完成建模,再使用SD卡或者U盘将建模拷贝到3D打印机中,经过打印设置后,打印机就可以将建模打印出来。

3D打印好处

以3D打印鞋底为例,与传统的鞋底制造相比,3D打印有以下的优势:

❶ 不受模具的限制:模具制造产品从开发到生产的流程

一款全码的鞋(34-44码),每个码都需要一对模具。这些模具通常每年都会报废或更换,而3D打印鞋底可以省去磨具设计、制造、调整的环节,直接设计然后批量生产。

❷ 不受销量的限制:一款运动鞋产品需要长时间存在于市场,销量达到一定数量(通常是10万双)才能回收成本,做下一个产品的迭代。而3D打印则不受销量的限制,成本一直维持在相同的水平。

❸ 满足更多设计场景:3D打印在生产结构复杂的鞋底时更具优势,运动鞋的生产注重设计感和创新性,3D打印能大大增加运动鞋底设计、创造的可能性,做出传统模具难以完成的产品。

3D打印控制系统

■ 计算机:作为上位机设计端,用于对集成有ARM微控制器的核心控制板进行初始化配置,并且将打印实物的三维模型通过切片软件处理并生成指令,再将其存入数据存储模块中。

■ ARM控制器的核心控制板:用于读取数据存储模块中指令,指令中包含有运动轨迹规划和运动控制的信息,并对所述指令进行解析,生成对应的控制指令,控制3D打印机工作。

■ 伺服电机驱动模块:用于控制3D打印机的轴向电机和送料机的转动精度;

■ 温度控制模块:控制温度对材料进行固化成型。

■ 液晶显示器:MIPI屏幕,用于显示所述3D打印机的工作菜单以及接收用户的选择指令,并将所述选择指令发送至集成有ARM微控制器的核心控制板;

■ 紫外线投影机:用HDMI接口输出一个高清视频图像信号,让视频通过光学仪器,以紫外线的方式对光敏液态树脂进行照射,使光敏树脂固化成相应的形状;同时通过USB接口来控制射出的紫外线强度,机器也会把实时的紫外线光强值回传给ARM,做闭环控制。

ARM处理器推荐

FET3399-C核心板基于瑞芯微公司的RK3399处理器设计。

产品特点

性能强悍

具备两个Cortex-A72内核,主频1.8GHz;四个Cortex-A53内核,主频1.4GHz。

通讯灵活

支持千兆以太网,2.4GHz&5GHz双频WIFI,蓝牙5.0并预留了mini PCIE封装的4G安装插槽,让通讯更顺畅,选择更灵活。

多种显示接口

支持HDMI2.0,MIPI DSI,EDP1.3,DP1.2;

支持双屏同显,双屏异显;

支持4K VP9、4K10bits、H265、H264视频解码;

具备反交错、去燥、边缘、细节、色彩优化等功能。

满足3D打印机所要求的高分辨率及3D打印控制器的双屏显示需求。

多种外设接口

PCIE、USB3.0、UART、IIC、SPI等;为3D打印后期扩展功能做了充分的预留接口。

声明:本文为OFweek维科号作者发布,不代表OFweek维科号立场。如有侵权或其他问题,请及时联系我们举报。
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