基于RK3399設計3D打印機方案
一、3D打印介紹
3D打印即快速成型技術的一種,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。
二、3D打印應用
3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業(yè)設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,在珠寶、鞋類、工業(yè)設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫(yī)療產業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。
三、3D打印分類
1. 常用技術分類:
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(yōu)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(yè)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,但是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。
2. 常用種類分類:桌面型和工業(yè)級
工業(yè)級一般用X86的,劣勢為成本非常高;
桌面型根據性能的高低需求可以用IMX6或者4412,4418,低性能的單片機這種也可以滿足。
四、3D打印過程
先通過計算機建模,然后通過SD卡或者USB優(yōu)盤把它拷貝到3D打印機中,進行打印設置后,打印機就可以把它們打印出來,3D打印機的工作原理和傳統(tǒng)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,打印原理是一樣的。3D打印機主要是在打印前在電腦上設計了一個完整的三維立體模型,然后再進行打印輸出。
五、3D打印好處
以3D打印鞋底為例,與傳統(tǒng)的鞋底制造相比,3D打印有以下的優(yōu)勢:
不受模具的限制,一款全碼的鞋(34-44碼),每個碼都需要一對模具。這些模具通常每年都會報廢或更換,而3D打印鞋底可以省去磨具設計、制造、調整的環(huán)節(jié),直接設計然后批量生產。
不受銷量的限制:一款運動鞋產品需要長時間存在于市場,銷量達到一定數量(通常是10萬雙)才能回收成本,做下一個產品的迭代。而3D打印則不受銷量的限制,成本一直維持在相同的水平。
3D打印在生產結構復雜的鞋底時更具優(yōu)勢,運動鞋的生產注重設計感和創(chuàng)新性,3D打印能大大增加運動鞋底設計、創(chuàng)造的可能性,做出傳統(tǒng)模具難以完成的產品。
六、3D打印控制系統(tǒng)
1. 計算機:作為上位機設計端,用于對集成有ARM微控制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。
2. ARM控制器的核心控制板:用于讀取數據存儲模塊中指令,指令中包含有運動軌跡規(guī)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。
3.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;
4. 溫度控制模塊:控制溫度對材料進行固化成型。
5. 液晶顯示器:MIPI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(fā)送至集成有ARM微控制器的核心控制板;
6. 紫外線投影機:HDMI接口輸出一個高清的分辨率視頻圖像信號,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(tài)樹脂進行照射,使光敏樹脂固化成相
應的形狀;同時通過USB接口來控制投影光機射出的紫外線強度和紫外線投影光機的開關,同時紫外線光機也會把光機實時的紫外線光強值回傳給ARM,做閉環(huán)控制。
總結來說為USB信號控制了紫外線投影機,HDMI信號同時也會輸出高清分辨率圖像給紫外線投影機。
七、ARM處理器推薦
FET3399-C核心板基于瑞芯微公司的RK3399處理器設計。
1.具備兩個Cortex-A72內核,主頻1.8GHZ;四個Cortex-A53內核,主頻1.4GHZ;
2.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;
3.提供多種外設接口,PCIE,USB3.0,UART,IIC,SPI等;
OK3399-C開發(fā)板除標準外設接口外,將剩余的引腳通過2.54間距排針引出,包括SPIx2、IIC、ADCx2、GPIOx4 ,方便用戶二次開發(fā)。并將2個USB 2.0 Host通過XH2.54插座引出,方便連接雙目攝像頭、USB擴串口等功能使用。
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