陈驰

摘 要：3D打印机至问世以来，其结构经历过两次很大的革新。从以直角坐标系（笛卡尔坐标系）为基础研发出的XYZ型3D打印机到以球坐标系为基础研发出的三角洲3D打印机，坐标系应用的拓展带动了3D打印机结构技术的发展。本文试图从3D打印机结构模式固定的现状入手，结合不同种类的坐标系对国内外现有的3D打印机结组成加以分析，阐述了在3D打印机结构的革新中，坐标系的运用将发挥重要作用。并探索驱动3D打印机结构革新的关键因素，进而对未来3D打印机结构的发展趋势作出预测。

关键词：坐标系；3D打印机；3D打印机结构；革新

3D打印机技术起源于20世纪末的美国，至今已有近30年的发展历史。如今3D打印机虽然种类繁多，但其结构组成却大同小异，主要由以下几个结构系统组成：材料挤出系统、运动系统、控制系统以及其他部件。

材料挤出系统由3D打印喷头、材料挤出机等构成，决定3D打印产品的材质特性和精度。运动系统由以坐标系为基础制作的金属框架构成，作为平台让挤出机或者喷头得以运动，直接决定3D打印机打印速度和打印方式。控制系统由3D打印控制主板以及驱动模块等构成，负责向3D打印机输送指令，控制挤出机的运动轨迹从而将三维模型打印成3D实物，间接决定3D打印机的打印速度。其他部件由打印平台，供料装置等构成。由此可见3D打印机的各个结构系统是相互依赖，密不可分的，任何一个结构系统的改变都将引起其他结构系统的变动。……