طراحی و ساخت پرینتر fdm پنج درجه آزادی با سازوکار موازی

فرآیند ساخت افزودنی (fdm) به دلیل هزینه پایین وهمچنین قابلیت تولید با محدوده وسیعی از مواد ترموپلاستیک، برای نمونه‌سازی سریع بسیار مناسب است. برای ساخت برخی قطعات پیچیده وافزایش کیفیت، می‌توان با افزایش درجات آزادی پرینتر امکان چاپ مدل پیچیده در جهات مختلف را بوجود آورد. برای این منظور در این مقاله یک پرینتر سه‌بعدی پنج درجه آزادی معرفی و طراحی و ساخت آن مورد بررسی قرار گرفته و قابلیت‌هایی که این پرینتر نسبت به سایر پرینترهای سنتی دارد مورد بحث قرار گرفته است. پرینتر معرفی شده در مقاله یک مکانیزم موازی چهار درجه آزادی است که با اضافه شدن یک درجه آزادی دورانی به سکوی متحرک مجموعاً دارای پنج درجه آزادی حرکتی می‌باشد. به منظور ایجاد مسیر حرکت پرینتر سه‌بعدی با پنج درجه آزادی، نرم افزار cam با زبان برنامه نویسی پایتون توسعه داده شده است که برنامه حرکتی مسیر مورد نیاز برای پرینت قطعه را تولید می‌کند. برای کنترل حرکتی پرینتر، از یک میکروکنترلر آردینو با قابلیت کنترل حداقل شش موتور حرکتی بهره گرفته شده و نرم افزاری بر پایه مارلین نوشته شده است  که با استفاده از این نرم افزار امکان پرینت قطعه با استفاده از پنج محور حرکتی وجود دارد.

design and manufacturing of 5-dof fdm printer based on parallel mechanism

fused deposition modeling (fdm) is one of the most common 3d printings technologies. low cost and the ability to produce models using wide range of thermoplastic makes this process suitable for rapid prototyping and manufacturing some commercial parts. the mechanism of this printer is 4-dof parallel machanism with one additional degree of freedom resulting from rotation of printer bed about z-axis. in order to generate tool path for 5-dof printer, a cam software was developed with python. for controling the printer, control software was designed based on open-source marlin framework. since original framework only supports 3-axis printers, source code needed to be changed such as extending source code to support 5-axis and adding machanism inverse kinematics. by using this 5-dof mechanism, the prints of complicated parts without using the support are possible.