基于Arduino的3D打印機(jī)熱床自平衡調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)

基于Arduino的3D打印機(jī)熱床自平衡調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)基于Arduino的3D打印機(jī)熱床自平衡調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)摘要：隨著3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，3D打印機(jī)的質(zhì)量和性能也越來(lái)越受到關(guān)注。在3D打印機(jī)中，熱床的平衡調(diào)節(jié)對(duì)打印質(zhì)量至關(guān)重要。本論文基于Arduino平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一種基于Arduino的3D打印機(jī)熱床自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)Arduino的控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱床的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，提高了打印質(zhì)量和可靠性。關(guān)鍵詞：Arduino；3D打印機(jī)；熱床；自平衡調(diào)節(jié)；打印質(zhì)量1.引言隨著3D打印技術(shù)的迅猛發(fā)展，3D打印機(jī)已經(jīng)成為廣泛應(yīng)用的機(jī)器設(shè)備之一。熱床是3D打印機(jī)中的重要部件之一，它能夠提供一個(gè)穩(wěn)定的打印平臺(tái)，使得打印物品能夠精確地定位和附著在打印床上。然而，由于熱床本身的性質(zhì)以及環(huán)境的影響，熱床的平衡調(diào)節(jié)是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。不合適的平衡調(diào)節(jié)可能導(dǎo)致打印物品的失真、層間粘連以及不均勻的打印質(zhì)量。2.設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)架構(gòu)本設(shè)計(jì)采用Arduino作為主控制器，通過(guò)連接傳感器和執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱床的平衡調(diào)節(jié)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。（圖1系統(tǒng)架構(gòu)）2.2傳感器選擇為了實(shí)現(xiàn)對(duì)熱床的精確調(diào)節(jié)，需要選擇合適的傳感器來(lái)檢測(cè)熱床的傾斜程度。在本設(shè)計(jì)中，我們選擇了傾斜傳感器。該傳感器能夠精確地測(cè)量熱床的傾斜角度，并通過(guò)與Arduino的通信接口傳輸數(shù)據(jù)。2.3執(zhí)行器選擇為了實(shí)現(xiàn)對(duì)熱床的平衡調(diào)節(jié)，需要選擇合適的執(zhí)行器來(lái)實(shí)現(xiàn)熱床的自動(dòng)調(diào)節(jié)。在本設(shè)計(jì)中，我們選擇了舵機(jī)作為執(zhí)行器。舵機(jī)具有快速反應(yīng)、高精度和可控性強(qiáng)的特點(diǎn)，非常適合在3D打印機(jī)中實(shí)現(xiàn)熱床的平衡調(diào)節(jié)。2.4控制算法為了實(shí)現(xiàn)對(duì)熱床的自動(dòng)調(diào)節(jié)，需要設(shè)計(jì)合適的控制算法來(lái)根據(jù)傳感器的反饋數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)舵機(jī)的角度。在本設(shè)計(jì)中，我們采用了PID控制算法。PID控制算法由比例（P）、積分（I）和微分（D）三個(gè)部分組成，可以根據(jù)實(shí)際的誤差來(lái)調(diào)節(jié)輸出。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的可行性和有效性。實(shí)驗(yàn)中，選擇了一塊標(biāo)準(zhǔn)的打印底板作為熱床，該底板上附著了一些具有不同高度的小物品。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在不同形狀和高度的小物品組合下，本設(shè)計(jì)能夠有效地調(diào)節(jié)熱床的平衡，保證打印質(zhì)量的穩(wěn)定性和均勻性。4.結(jié)論本論文基于Arduino平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一種基于Arduino的3D打印機(jī)熱床自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)Arduino的控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱床的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，提高了打印質(zhì)量和可靠性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了本設(shè)計(jì)的可行性和有效性。未來(lái)的工作中，可以進(jìn)一步優(yōu)化控制算法和擴(kuò)展系統(tǒng)的性能。參考文獻(xiàn)：[1]代曉東,郭竹雪,韓夕穎,等.基于PID控制的熱床自動(dòng)調(diào)平方法[J].低溫與超導(dǎo),2021(5):73-76.[2]Gao,S.,&Ding,Y.(2020).OptimizationDesignofAnAutomatedComputingPlatformfor3DPrinting.3DPrintingApplications,Technologies,andChallenges,51-68.[3]Liu,J.,&Gao,Y.(2021).Developmentandapplicationof3Dprintedanatomicalmodelsinsurgicalpl