3D打印機的整體系統是集機械、控制及計算機技術等為一體的機電一體化系統。它的系統主要是由X-Y-Z運動系統、噴頭結構、數控模塊、成型環境模塊等組成。
X-Y-Z運動是3D打印機進行三維制件的基礎條件。X-Y軸組成平面掃描運動框架，由伺服電機驅動控制噴頭的掃描運動；Z軸由伺服電機驅動控制工作臺做垂直于X-Y平面的運動。掃描機構具備良好的隨動性幾乎不受荷載，但運動速度較高，具備運動的慣性。Z軸應具備相應的承載能力和運動平穩性。所以，在系統中，X軸機構采用導軌---同步齒形帶；Y軸機構采用光桿---同步齒形帶；Z軸機構采用扭矩力較大的伺服電機驅動裝置桿。
（1）成型工作缸：在缸中實現零件加工，工作缸每一次下降的距離即是層厚。零件加工完后，缸升起，便于取出制造好的工件，并為下一次加工做準備。工作缸的升降由伺服電動機利用滾珠絲桿驅動。
（2）送料工作缸：提供成型與支撐粉末材料。
（3）余料回收袋：安裝在成型機殼內，回收鋪粉時多余的粉末材料。
（4）鋪粉輥裝置：包含鋪粉輥以及驅動系統。其功效是把粉末材料均勻地鋪平在工作缸上，并在鋪粉的同時把粉料壓實。
（5）噴頭：在工作缸內噴射成型時的粘接劑，粘合不同層之間的粉料，是三維打印快速成型的關鍵部件。
（6）X-Y-Z三維傳動系統：帶動噴頭小車在X，Y方向做二維平面運動，驅動成型工作缸和送料工作缸在Z軸方向做上下運動。
（7）機身和機殼：機身和機殼給整體快速成型系統提供機械支撐和所需的工作環境。
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