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中心平台的所受的力并不大，所以中心平台在材质上的选择，也能选用PLA材料，便于3D打印制造，中心平台的结构示意图见图2-15。
图2-15 中心平台的结构示意图
2.6.9 推杆的设计
推杆主要的作用是连接滑动座和中心平台两者之间的万向节的，通过推杆的连接，滑动座可以控制中心平台和喷头装置在一圆柱空间运动。在推杆的设计中，要通过计算来确定推杆的长度L。为了计算推杆的长度L的最长距离，选择一个最极限的位置（中心平台置于打印平台中央见图2-16）进行计算，再将3D模型简化成二维的数学模型，得到图2-17，根据图2-17可以求出推杆的长度L。
图2-16 中心平台置于打印平台中央
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图2-17 简化后的二维数学模型
根据勾股定理，L2=(398-H)2+(110-22.5)2
因为所设计的3D打印机的打印高度为170 mm，且滑动座的高度是45.5 mm。 所以根据要求398-170 ≤ H ≤ 398-45.5即228 ≤ H ≤ 352.5 所以Lmax=(398?170)2?(110?22.5)2=244.2 mm Lmin=(398?352.5)2?(110?22.5)2=98.6 mm 所示（见图2-18）。
所以杆长L可在98.6~244.2选择合适的值，本设计中L取=185。具体推杆设计如下图
图2-18 推杆结构示意图
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2.6.10 喷头座的设计
喷头座主要是用来安装喷头装置的，喷头座口可以通过螺纹连接将喷头装置锁在喷头座上，另外喷头座设计有可与中心平台连接的孔，通过螺纹连接可以使两者安装在一起，使喷头装置可以随着中心平台进行运动，当X、Y、Z塔三台步进电机动作时，喷头装置会在一个空间圆柱内运动，完成3D打印工作。喷头座的材料选择，选用PLA材料，便于3D打印制作。喷头座的结构示意图见图2-19。
图2-19喷头座结构示意图
2.6.11 散热风扇的选型
在喷头座上需要安装一个散热风扇，用于给喷头机构的散热器散热，防止耗材在散热器中融化凝固堵塞送丝通道。本次毕业设计选用的是桌面级3D打印机常用DFS300612H型的散热风扇，它的具体参数见表2-13
表2-13 DFS300612H型散热风扇 名称 额定电压（V） 额定电流（A） 转速（RPM） DFS300612H 12 0.12 10000 3.40 风量（CFM） 2.6.12 喷头装置的设计
喷头装置是FDM型3D打印机最关键的部分，它主要由快接头、散热器、加热铝块，喷头等组成，如图2-20所示。首先丝材通过送料管送进快速接头，然后进入散热器，通过铁氟龙喉管后接着进入喷嘴，加热头可以给加热铝块和装配在其上的喷嘴供热，使丝材在
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喷嘴里被熔融，然后通过送丝机构的挤出作用，丝材从喷头连续地被挤出，经过层层堆积而达到快速成型的结果。
如图2-20喷头装置结构组成
喷头装置主要零件的选择及作用：（1）快速接头选择1.75mm送料快速接头，它的使用方法与送丝机构所选用的快速接头一样，它们之间通过送料管连接，可以将打印机构与送丝机构连接起来。（2）散热器选择直径为36mm，高度为60mm的散热器，它的作用主要是给未进行打印工作的丝材降温，防止丝材因加热铝块和加热头所传递的热量而软化弯曲堵塞送料通道。（3）铁氟龙喉管，是高耐热的连接管，总长度是30mm，具有M6的螺纹，通过螺纹连接可以将加热铝块与散热器连接在一起，管内允许直径为1.75mm耗材穿过，对耗材具有一定的导向作用，将耗材更准确地送入喷头（4）加热头与加热铝块，主要起到给打印喷头加热的作用，工作原理是加热头根据3D打印机设定的温度进行加热，热量会迅速扩散到加热铝块中，然后加热铝块将热量再传递给喷头，以融化耗材。（5）喷头则是选用3D打印机常用的0.4mm铜质喷头，导热性能好，可以在短时间内将热量传递给耗材，将耗材融化，进行3D打印，铜质喷头的零件图（见图2-21）如下所示。
图2-21 喷头零件图
喷头装置的SolidWorks三维装配图见图2-22。
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图2-22喷头装置的SolidWorks三维装配图
2.6.13 打印机构整体结构
打印机构整体结构主要由步进电机、同步轮、同步带、滑动座、万向节、中心平台等构成的传动装置和由快速接头、散热器、加热铝块、喷头构成的喷头装置两大部分组成。基本的工作原理就是通过X、Y、Z三个塔的步进电机联动，使3D打印机的打印机构在一个圆柱空间运动，再通过3D打印机的喷头装置让耗材连续从喷头挤出，通过层层堆积而快速成型。综上，简易3D打印机的全部机械结构就已全部设计完毕，如下所示是简易3D打印机的整体装配图（见图2-23）。
图2-23 简易3D打印机的整体装配图
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