基于RK3399設(shè)計(jì)3D打印機(jī)方案
一、3D打印介紹
3D打印即快速成型技術(shù)的一種，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。
二、3D打印應(yīng)用
3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，在珠寶、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工（AEC）、汽車(chē)，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
三、3D打印分類(lèi)
1. 常用技術(shù)分類(lèi)：
FDM：融化來(lái)沉積成型，主要材料ABS
SLA：光固化成型，主要材料光敏樹(shù)脂
DLP：數(shù)字光處理成型，主要材料光敏樹(shù)脂
FDM機(jī)器普遍比較便宜，在打印尺寸上沒(méi)有太多限制。因此FDM 3D打印機(jī)在市場(chǎng)數(shù)量上占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。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(shù)脂，可以廣泛用于工業(yè)用途。光固化技術(shù)制作相比FDM技術(shù)，使用光固化技術(shù)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(jī)，但是SLA是線光源，DLP是面光源，所以面光源對(duì)圖像 信號(hào)輸出的分辨率上有要求，SLA對(duì)這塊沒(méi)有特別硬性的要求。
2. 常用種類(lèi)分類(lèi)：桌面型和工業(yè)級(jí)
工業(yè)級(jí)一般用X86的，劣勢(shì)為成本非常高；
桌面型根據(jù)性能的高低需求可以用IMX6或者4412，4418，低性能的單片機(jī)這種也可以滿足。
四、3D打印過(guò)程
先通過(guò)計(jì)算機(jī)建模，然后通過(guò)SD卡或者USB優(yōu)盤(pán)把它拷貝到3D打印機(jī)中，進(jìn)行打印設(shè)置后，打印機(jī)就可以把它們打印出來(lái)，3D打印機(jī)的工作原理和傳統(tǒng)打印機(jī)基本一樣，都是由控制組件、機(jī)械組件、打印頭。耗材和介質(zhì)等架構(gòu)組成的，打印原理是一樣的。3D打印機(jī)主要是在打印前在電腦上設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的三維立體模型，然后再進(jìn)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(shì)：
不受模具的限制，一款全碼的鞋（34-44碼），每個(gè)碼都需要一對(duì)模具。這些模具通常每年都會(huì)報(bào)廢或更換，而3D打印鞋底可以省去磨具設(shè)計(jì)、制造、調(diào)整的環(huán)節(jié)，直接設(shè)計(jì)然后批量生產(chǎn)。
不受銷(xiāo)量的限制：一款運(yùn)動(dòng)鞋產(chǎn)品需要長(zhǎng)時(shí)間存在于市場(chǎng)，銷(xiāo)量達(dá)到一定數(shù)量（通常是10萬(wàn)雙）才能回收成本，做下一個(gè)產(chǎn)品的迭代。而3D打印則不受銷(xiāo)量的限制,成本一直維持在相同的水平。
3D打印在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鞋底時(shí)更具優(yōu)勢(shì)，運(yùn)動(dòng)鞋的生產(chǎn)注重設(shè)計(jì)感和創(chuàng)新性，3D打印能大大增加運(yùn)動(dòng)鞋底設(shè)計(jì)、創(chuàng)造的可能性，做出傳統(tǒng)模具難以完成的產(chǎn)品。
六、3D打印控制系統(tǒng)
1. 計(jì)算機(jī)：作為上位機(jī)設(shè)計(jì)端，用于對(duì)集成有ARM微控制器的核心控制板進(jìn)行初始化配置，并且將打印實(shí)物的三維模型通過(guò)切片軟件處理并生成指令，再將其存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中。
2. ARM控制器的核心控制板：用于讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中指令，指令中包含有運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制的信息，并對(duì)所述指令進(jìn)行解析，生成對(duì)應(yīng)的控制指令，控制3D打印機(jī)工作。
3.伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：用于控制3D打印機(jī)的軸向電機(jī)和送料機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度；
4. 溫度控制模塊：控制溫度對(duì)材料進(jìn)行固化成型。
5. 液晶顯示器：MIPI屏幕，用于顯示所述3D打印機(jī)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(jī)：HDMI接口輸出一個(gè)高清的分辨率視頻圖像信號(hào)，然后把視頻通過(guò)一個(gè)光學(xué)儀器將視頻以紫外線的方式對(duì)光敏的液態(tài)樹(shù)脂進(jìn)行照射，使光敏樹(shù)脂固化成相
應(yīng)的形狀；同時(shí)通過(guò)USB接口來(lái)控制投影光機(jī)射出的紫外線強(qiáng)度和紫外線投影光機(jī)的開(kāi)關(guān)，同時(shí)紫外線光機(jī)也會(huì)把光機(jī)實(shí)時(shí)的紫外線光強(qiáng)值回傳給ARM，做閉環(huán)控制。
總結(jié)來(lái)說(shuō)為USB信號(hào)控制了紫外線投影機(jī)，HDMI信號(hào)同時(shí)也會(huì)輸出高清分辨率圖像給紫外線投影機(jī)。
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(shè)計(jì)。
1.具備兩個(gè)Cortex-A72內(nèi)核，主頻1.8GHZ；四個(gè)Cortex-A53內(nèi)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(dá)4K，支持雙屏同顯，雙屏異顯；
3.提供多種外設(shè)接口，PCIE,USB3.0，UART,IIC,SPI等；
OK3399-C開(kāi)發(fā)板除標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)接口外，將剩余的引腳通過(guò)2.54間距排針引出，包括SPIx2、IIC、ADCx2、GPIOx4 ，方便用戶二次開(kāi)發(fā)。并將2個(gè)USB 2.0 Host通過(guò)XH2.54插座引出，方便連接雙目攝像頭、USB擴(kuò)串口等功能使用。
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