3D打印實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)報(bào)告及說(shuō)明

關(guān)于先進(jìn)制造技術(shù)課程“3D打印”實(shí)驗(yàn)的通知
一、實(shí)驗(yàn)須知
1、實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排：第12周周一（11月23日）下午2:00-3:30全體同學(xué)統(tǒng)一進(jìn)行3D打印實(shí)驗(yàn)原理和操作方法及注意事項(xiàng)的講解(理論講解地點(diǎn)為上課地點(diǎn))。講解后分2批進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（具體分批名單見附錄）：
第一批：周一下午15:40-17:40（學(xué)碩3班、4班）
                                        第二批：周四下午15：50-17:50（學(xué)碩1班、2班）
                                       
2、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：工程訓(xùn)練中心3樓（314）智能機(jī)械聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室
3、實(shí)驗(yàn)分組：實(shí)驗(yàn)時(shí)兩人一組，同一批中各位同學(xué)可自由組合，實(shí)驗(yàn)后共同完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)報(bào)告將于下次上課時(shí)統(tǒng)一上交）。實(shí)驗(yàn)報(bào)告自行打印，可參考以下內(nèi)容做好預(yù)習(xí)。
如有疑問(wèn)，請(qǐng)聯(lián)系
二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)報(bào)告（以下內(nèi)容僅供參考，請(qǐng)大家自行整理）
1．預(yù)習(xí)報(bào)告的書寫內(nèi)容
       1、1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵饬x：
3D打印即快速成型技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用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)。所謂3D打印機(jī)與普通打印機(jī)工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，日常生活中使用的普通打印機(jī)可以打印電腦設(shè)計(jì)的平面物品，打印材料是墨水和紙張，而3D打印機(jī)內(nèi)裝有金屬、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是實(shí)實(shí)在在的原材料。打印機(jī)與電腦連接后，打印機(jī)通過(guò)讀取文件中的橫截面信息，用實(shí)實(shí)在在的打印材料將這些截面逐層地打印出來(lái)，再將各層截面以各種方式粘合起來(lái)從而制造出一個(gè)實(shí)體，把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。
3D打印技術(shù)是典型機(jī)電一體化設(shè)備，集機(jī)械設(shè)計(jì)、伺服控制、電子信息、控制方法、軟件開發(fā)、傳感器等技術(shù)于一體，同時(shí)3D打印技術(shù)動(dòng)作復(fù)雜，模塊化、可重構(gòu)，可組線，運(yùn)用靈活，通過(guò)對(duì)3D打印的實(shí)踐教學(xué)達(dá)到了解3D打印機(jī)的功能，目前3D打印的發(fā)展?fàn)顩r，以及增材制造的方式方法。同時(shí)通過(guò)組裝3D打印機(jī)鍛煉動(dòng)手操作能力，激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)造能力。
實(shí)驗(yàn)室所提供的桌面式3D打印設(shè)備不僅豐富學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，提供學(xué)生的專業(yè)技能，使學(xué)生掌握3D打印在工業(yè)企業(yè)的應(yīng)用和集成技術(shù)，同時(shí)大幅度提升學(xué)校的核心競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)鍛煉和建設(shè)教學(xué)科研人才，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手實(shí)踐能力都具有重要的意義
1、2實(shí)驗(yàn)基本原理和方法：
基本原理：熔融成型FDM（Fused Deposition Modeling）是目前桌面級(jí)3D打印機(jī)最常使用的技術(shù)。
熔融擠出成型(FDM)工藝的材料一般是熱塑性材料，如蠟、ABS、PC、尼龍等，以絲狀供料。材料在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周圍的材料粘結(jié)。每一個(gè)層片都是在上一層上堆積而成，上一層對(duì)當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。每層厚度在0.025-0.762mm，一層一層慢慢疊加，最后形成零件。
FDM工藝之關(guān)鍵是保持半流動(dòng)成形材料剛好在凝固點(diǎn)之上，也就是對(duì)溫度的控制較為重要。FDM噴頭受水平分層數(shù)據(jù)控制，當(dāng)它沿著XY方向移動(dòng)，半流動(dòng)融絲材料從FDM噴頭擠壓出來(lái)，很快凝固，形成精確的層。
方法：
首先對(duì)目前增材制造技術(shù)學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)；其次了解實(shí)驗(yàn)室提供的打印機(jī)的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的組裝；學(xué)習(xí)打印過(guò)程，包括切片處理，參數(shù)設(shè)置，打印操作等。
主要儀器設(shè)備及耗材：
       STD-1型打印機(jī)，臺(tái)式電腦，PLA材料
實(shí)驗(yàn)方案及技術(shù)路線
打印機(jī)構(gòu)成
①加熱底板②電源盒③電源接線盒④噴頭⑤X移動(dòng)軸⑥Y移動(dòng)軸⑦Z移動(dòng)軸⑧擠出機(jī)結(jié)構(gòu)⑨材料和⑩材料架組成。
打印前處理：
（1）        了解STD-1型打印機(jī)的機(jī)構(gòu)及連接電路
（2）        學(xué)習(xí)切片軟件的參數(shù)設(shè)置及其含義
（3）        導(dǎo)出Gcode代碼
打印機(jī)操作步驟：
（1）        連接電腦；設(shè)置電腦IP地址以及輸入打印機(jī)對(duì)應(yīng)IP，使電腦和打印機(jī)相連接
（2）        調(diào)節(jié)setbed：通過(guò)對(duì)打印機(jī)的setbed調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)打印過(guò)程的在線補(bǔ)償
（3）        X、Y、Z回零操作
（4）        打印模型
（5）        在線監(jiān)測(cè)
預(yù)習(xí)報(bào)告的問(wèn)題
了解其它增材制造原理（SLS、LOM 、SLA、3DP、PolyJet等），查找相關(guān)資料或網(wǎng)上搜
注意事項(xiàng)：
        請(qǐng)勿在沒(méi)有人員監(jiān)督的情況下使用本機(jī)。
        打印過(guò)程中和剛打印完成的時(shí)候，避免碰撞打印機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和打印件，以免燙傷。尤其注意碰頭部分，溫度大約為210度
        如果打印時(shí)發(fā)生打印機(jī)冒煙，產(chǎn)生異常噪音時(shí)，請(qǐng)立即關(guān)閉電源開關(guān)，停止打印機(jī)工作。
PS：
1、對(duì)于打印的模型的要求，由于打印機(jī)最大打印尺寸為200X200X200mm，建議尺寸在170X170X170mm之內(nèi)。并且受到打印速度的限制，建議模型不要太大。
2、打印模型可以從網(wǎng)上下載，也可以通過(guò)任意3D建模軟件建模，然后另存為STL格式即可。
3、建模設(shè)計(jì)時(shí)打印的高度方向盡量是Z軸,不然后面還要用一個(gè)軟件處理，不方便。
4、打印過(guò)程中，按高度一層層疊加，要想到如何放置打印，不要出現(xiàn)懸空的情況。懸空需要支撐打印，效果不好。
5、網(wǎng)上下載模型的網(wǎng)站有：
http://www.xiongwanyi.com/
http://www.yi3d.com
http://tu.vx.com/print/
http://www.dayin.la/
      http://www.thingiverse.com/
6、實(shí)驗(yàn)室也為大家提供有一定模型：








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