14.3D成型制造实验

实验十四 3D成型制造实验
一、实验目的
1、了解3D打印技术的基本原理；
2、熟悉三维打印机的基本构造和模型制作过程；
3、通过现场学习和实践，加深对3D快速成型工艺的理解。

二、实验原理
1.3D打印技术特点
3D 打印是20世纪80年代出现的快速成形技术的发展。

快速成形技术不需要传统意义上的的模具和机床，而依据工件的CAD模型，在计算机控制下由自由成形机直接成形三维工件的增材制造。

3D打印技术结合了自动控制、材料、计算机辅助设计等多种先进技术，是一种革命性的制造技术。

3D打印无需机械加工或模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的物体，从而极大地所缩短了产品的生产周期，提高了生产率。

尽管仍有待完善，但3D打印技术市场潜力巨大，势必成为未来制造业的众多突破技术之一。

2.3D打印技术原理
3D技术的原理是通过切片软件对所建立模型进行切片，得到模型的二维层面轮廓信息，根据轮廓信息生成控制代码，3D打印机通过上位机或存储设备读取打印代码，将材料层层堆积，形成一系列截面薄片层，打印过程中层与层之间相互粘结，最后形成所要打印的实体。

3D打印技术使工件的制造变得简化，只需要传统切削加工
30%~50%的工时和20%~35%的成本就能直接制作复杂的工件，被视为第三次工业革命的代表之一。

三、实验设备及准备材料
3D打印机UP Plus2、PLA线材、电脑。

四、实验内容及步骤
1.机器及软件准备
打开电脑及3D打印机电源开关。

打开电脑中3D打印机配套软件。

软件界面介绍如下：
图14-1 软件界面介绍（1）
2.打印机初始化
机器每次打开时都需要初始化。

在软件界面最左列菜单中的第三个选项，单击”初始化“选项，等待打印机完成初始化准备工作。

（初始化开始及结束时打印机均会发出蜂鸣声进行提示，在初始化期间请勿对打印机及其软件进行任何操作！）在初始化期间，打印头和打印平台缓慢移动，并会触碰到XYZ轴的限位开关。

这一步很重要，因为打印机需要找到每个轴的起点。

只有在初始化之后，软件其他选项才会亮起供选择使用。

3．载入打印模型
点击菜单中-文件/打开或者工具栏中按钮，选择一个想要打印的模型。

注意：UP！仅支持STL格式、UP3格式以及UPP格式的文件。

载入模型后，需要点击自动布局按钮，将模型置于最适合打印的位置。

4.开始打印
载入模型完成后，点击打印按钮，弹出打印预览窗口
图14-2 打印预览窗口
设置好参数后，点击确定在数据传输完成后，程序将在弹出窗口中显示模型所需
的材料重量和预计打印时间。

同时，喷嘴将开始加热。

打印工作将自动开始。

5.模型移除
1.当模型完成打印时，打印机会发出蜂鸣声，喷嘴和打印平台会停止加热。

2.将扣在打印平台周围的弹簧顺时针别在平台底部，将打印平台轻轻撤出。

3.慢慢滑动铲刀在模型下面把铲刀慢慢的滑动到模型下面，来回撬松模型。

切记
在撬模型时要佩戴手套以防烫伤。

五、注意事项
1、没有经过正式培训的人员严禁使用。

2、使用前要检查电源连接是否正常，打印机打印面板是否有异物。

3、打印时打印机喷嘴温度将达到220℃，严禁用手触碰喷头，防止烫伤。

4、在打印机工作过程中严禁触碰打印设备，防止因人为干扰对打印模型及打印设备造成损害。

8、3D打印机在加工过程中产生异味，长时间吸入可能会产生不适，打印时请开
窗通风。

6、使用后要清理机器，关掉机器电源。

7、使用或维护设备后填写运行或维护记录。

六、思考题
1.3D打印与传统成型工艺的区别？
2.围绕本次实验，讲述3D打印机的主要组成及工艺过程。

3.如果将打印材料由固态线材换为液态材料，你有什么想法（从实验原理、机构、材料、应用前景等角度论述）？
4. 3-4人自由组队，用3D打印机自主设计完成一个实物作品，要求具有一定实
用性或美观性，附作品照片，注明作者姓名并简单介绍作品（30～50字内）。

*附：模型参考网址：/products.html?pay_type=free。