一篇讀懂！嵌入式ARM處理器與持續火熱的3D打印技術有何關聯
4月17日，科技博主「@老師好我叫何同學」在停更73天后，更新了一條關于“3D打印機”的視頻，讓這個曾因科普5G技術而登上央視新聞的年輕UP主，再次登上了熱搜榜首。在大眾的印象里，「3D打印技術」似乎是一種正處于萌芽階段的新生事物，但如果以1984年Charles W.Hull申請立體光刻專利為起點，3D打印其實已經擁有了38年的歷史。在過去38年的發展歷程中，3D打印技術已從早期的快速原型技術，逐漸發展為一種生產制造技術。
圖為3D打印之父——Charles W Hull
今天小編就來帶大家一起走近【3D打印技術】以及ARM處理器與其有何關聯。
3D打印技術起源于美國，是快速成型技術的一種，又稱增材制造 ，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。在全球范圍內，生產和購買3D打印機最多的國家均是美國，有近75%是美國制造，中國所占的份額還很小，僅占到3.6%。可見國內的市場規模仍有巨大的發展空間。3D打印技術首先在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的制造，在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車、航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支等很多領域都有所應用。逐漸進入到我們生活中的方方面面。
市場前景
3D打印技術的消費需求爆發，在各個行業和領域的應用都越來越廣，大致可以分為以下5個方面。
1、醫療器械的定制化需求恰是3D打印的優勢所在，“生物打印”令人憧憬。
2、航空航天是3D打印最具前景的應用領域之一，中國的鈦合金激光快速成型技術國際領先。
3、在消費電子與汽車行業，3D打印技術主要用于設計原型制造及模具開發。
4、在建筑與服裝行業，3D打印可以實現復雜結構、極大的拓展設計師的想象空間。
5、最后是個人消費需求，像何同學這樣的極客們也是使用3D打印機的重要人群。
3D打印技術的優勢
1、設計空間無限，3D打印機可以突破傳統制造技術，打開巨大的設計空間。
2、 制造復雜的物品不會增加成本。
3、不需要組裝，省去了組裝，縮短了供應鏈，便節省了人力和運輸的成本。
4、產品多樣化不會增加成本。
5、零技能制造，3D打印機可以從設計文檔中獲取各種指令，比注塑機所需的操作技能少。
6、零時間交付，減少浪費副產品，材料的無限組合，無空間限制、可移動。
7、精確的實體復制，可以掃描、編輯和復制實體對象，創建精確的副本或優化原件。
3D打印的分類
技術分類
?FDM：融化來沉積成型，主要材料ABS
?SLA：光固化成型，主要材料光敏樹脂
?DLP：數字光處理成型，主要材料光敏樹脂
FDM機器普遍比較便宜，在打印尺寸上沒有太多限制。因此FDM 3D打印機在市場數量上占據了絕對優勢。但是它打印精度不高（最高精度只能為0.1mm），只能滿足用戶的DIY需求。
DLP和SLA使用的耗材都是光固化樹脂，可以廣泛用于工業用途。光固化技術制作相比FDM技術，使用光固化技術制作的3D打印件精度更高、速度更快。
SLA和DLP都是光固化3D打印機，區別是SLA是線光源，DLP是面光源，所以面光源對圖像信號輸出的分辨率上有要求，SLA對這塊沒有特別硬性的要求。
產品形態分類
桌面型
工業級
3D打印機的形態分為桌面型和工業級兩類。
工業級3D打印機的應用領域是比較廣泛的，在航天航空、汽車、醫療、電子產品等多個領域都有他的身影。
而桌面級3D打印機偏向于個性化的定制，一般用于打印較小的物品，以往多用于工業設計、教育、動漫、考古、燈飾等領域。
現在，很多桌面級3D打印機也拓展到了口腔醫療行業，應用于齒科數字化生產流程，它作為數字化醫療模式里的一環，輔助打印所需要的物品。
3D打印過程
3D打印機的工作原理和傳統打印機基本一樣，都是由控制組件、機械組件、打印頭、耗材和介質等架構組成的。
3D打印機主要是在打印前先在電腦上設計了一個完整的三維立體模型，然后通過U盤或SD卡把它拷貝到3D打印機中，進行打印設置，最后打印機就可以把模型打印出來。
基于ARM的3D打印桌面型控制方案
?電腦作為上位機設計端，用于對集成有ARM微處理器的核心控制板進行初始化配置，并且將打印實物的三維模型通過切片軟件處理并生成指令，再將其存入數據存儲模塊中；
? ARM核心控制板，用于讀取數據存儲模塊中指令，指令中包含有運動軌跡規劃和運動控制的信息，并對所述指令進行解析，生成對應的控制指令，控制3D打印機工作；
?伺服電機驅動模塊用于控制3D打印機的軸向電機和送料機的轉動精度；
?溫度控制模塊控制溫度對材料進行固化成型；
? LVDS屏幕，用于顯示所述3D打印機的工作菜單以及接收用戶的選擇指令，并將所述選擇指令發送至集成有ARM微處理器的核心控制板；
? HDMI接口輸出一個高清4K的視頻信號，然后把視頻通過一個光學儀器將視頻以紫外線的方式對光敏的液態樹脂進行照射，使光敏樹脂固化成相應的形狀。
ARM處理器推薦
1、FETMX8MP-C核心板
基于NXP i.MX8M Plus處理器開發設計
? 強大的四核或雙核Cortex-A53處理器，主頻高達1.6GHz，帶有神經處理單元(NPU)，最高運行速率可達2.3 TOPS；
? 高性能低功耗的工業級核心板卡，超長生命周期，提供長期供貨保障；
?穩定高版本的安卓Linux操作系統；
?2xUSB3.0、1xPCIe3.0、2xSDIO3.0、2xCAN-FD等高速通信接口；
?滿足5G網絡、高清視頻、雙頻WIFI、高速工業以太網；
? HDMI接口最高支持4K顯示輸出；同時還具備LVDS、MIPI-DSI顯示接口， 且可支持三種顯示接口三屏同顯、三屏異顯。
2、FET3399-C核心板
基于瑞芯微公司的RK3399處理器設計
?具備兩個Cortex-A72內核，主頻1.8GHz；四個Cortex-A53內核，主頻1.4GHz；
?具備多種顯示接口，包括HDMI2.0，MIPI DSI，EDP1.3，DP1.2；最大分辨率達4K，支持雙屏同顯，雙屏異顯，滿足3D打印的雙屏高分辨率需求；
?提供多種外設接口，PCIe，USB3.0，UART，IIC，SPI，雙頻WiFi等；
?提供Linux、Android以及Ubuntu多種操作系統；
?高性價比的國產方案，成本優勢大幅提升。
通過小編的講解，相信大家對于3D打印技術已經有了清晰地認識和了解。飛凌嵌入式擁有多年嵌入式ARM核心板研發和制造經驗，能夠為3D打印機制造行業提供優質的核心主控平臺與技術服務。
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