運動系統(tǒng)：主流FDM成型設(shè)備主要采用兩種運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，一是笛卡爾型，又稱XYZ型或Cartesian型；二是并聯(lián)臂型，又稱Delta型或三角洲型。

PDM（熔融沉積型）系統(tǒng)

笛卡爾型：這一系列設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)與機加工中的數(shù)控銑床相類似。

優(yōu)點：運動結(jié)構(gòu)簡單，安裝和維修較為容易，機器的成本較低。

缺點：打印精度較差，打印速度較慢。

Reprap系列Prusa i3型3D打印機

并聯(lián)臂型（俗稱三角洲）：連桿將滑塊與打印機的噴頭相連接，將滑塊的運動轉(zhuǎn)化為噴頭的運動，通過連桿本身的剛度來完成對打印噴頭的牽引，進而實現(xiàn)整個運動的控制。 其數(shù)學(xué)原理實際上還是笛卡爾坐標系，只是通過三角函數(shù)將XY坐標映射到三臺垂直的軸上去。因為是采用三個并聯(lián)臂的設(shè)置，電機只需要運動更短的距離就能讓噴頭改變更大的距離。同時還擁有更大的加速度，相對普通的笛卡爾性速度的改變對精度的影響更小。

優(yōu)點：打印體積更大、打印速度更快、精度更高，組裝簡便，價格低廉。

缺點：占用的空間較大，平臺的尺寸受限制不可能無限制的放大縮小，穩(wěn)定性較差。

Reprap Kossel型3D打印機

擠出機構(gòu)：根據(jù)塑化方式的不同分為氣壓式、螺桿式和柱塞式。

1）氣壓式

優(yōu)點：無需制絲，成型材料廣泛，成本較低。

缺點：受材料粘度影響較大，打印精度低。

氣壓式擠出機構(gòu)

2）螺桿式

優(yōu)點：成型效率高、工藝過程穩(wěn)定性高，成型材料廣泛。

缺點：更換噴頭非常麻煩，螺桿清洗十分困難，維護成本較高。

螺桿式擠出機構(gòu)

3） 柱塞式

柱塞式擠出結(jié)構(gòu)簡單，方便日后維護與更換，成本低廉，有固定間距式、彈簧可調(diào)節(jié)式和自適應(yīng)式。

固定間距式

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)較為容易。

缺點：料絲易堵塞。

固定間距式

彈簧可調(diào)節(jié)式

優(yōu)點：避免堵塞。

缺點：整體結(jié)構(gòu)不夠緊湊，換絲過程比較困難。

彈簧可調(diào)節(jié)式

自適應(yīng)式

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，換絲和退絲方便。

缺點：相對前兩種構(gòu)造復(fù)雜

自適應(yīng)式

理想的噴頭應(yīng)該滿足以下要求：

1.材料能夠在恒溫下連續(xù)穩(wěn)定地擠出；

2.材料擠出具有良好的開關(guān)響應(yīng)特性以保證成型精度；

3.材料擠出速度具有良好的實時調(diào)節(jié)響應(yīng)特性；

4.擠出系統(tǒng)的體積和重量需限制在一定的范圍內(nèi)；

5.足夠的擠出能力，能夠滿足高速掃描的要求。

FDM控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖

快速成型軟件系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)