机械制造基础实验3D打印
2021年三D打印实验报告
3D打印试验汇报姓名:学号:指导老师:XXXX大学XXXX学院20XX年1月一、试验目1. 学习并了解3D打印方法原理。
2. 学会3D打印方法并能制造出产品。
二、试验内容及原理3D打印是一个经过材料逐层添加制造三维物体变革性、数字化增材制造技术, 它将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透, 将对未来制造业生产模式与人类生活方法产生关键影响。
现在3D打印机关键采取两种技术, 第一个是经过沉积原材料制造物体, 第二种是经过黏合原材料制造物体。
第一个我们称之为“选择性沉积打印机”——将原材料沉积为层, 这类打印机经过打印头注射、喷洒或挤压液体、胶状物或粉末状原材料。
家庭或办公室应用通常是沉积型3D打印机, 这是因为激光或工业热风枪相对来说轻易产生危险。
第二种是将原材料黏合在一起打印机通常是利用激光或在原材料中加入某种黏合剂来实现, 这类打印机被称作“选择性黏合打印机”——利用热或光固化粉末或光敏聚合物。
3D打印机能够打印自己设计模型, 也能够打印经过逆向工程技术取得物体模型, 该技术关键内容是依据测量数据建立实物或样件数字化模型。
零件数字化是经过特定测量设备和测量方法获取零件表面离散点几何坐标数据, 在这基础上进行复杂曲面建模、评价、改善和制造。
常见测量技术关键有接触式测量和和光学测量。
这里关键介绍光学测量中结构光测量法。
结构光测量法是将一定图案光投影到物体表面上, 从而增强物体表面各点之间可区分性, 降低图像点对匹配难度, 提升匹配算法精度和可靠性。
如图是结构光双目测量系统结构框图。
通常来讲, 用光学测量法对某个表面进行一次数据采集往往只需要数秒时间, 不过为了能够比较完整和正确地得到该表面测量数据, 通常需要花费大量时间用于确定测头位置和测量角度。
所以, 在测量之前或测量过程中, 依据实物样件结构特点制订测量方案, 用尽可能少测量次数获取满足模型重建所需数据, 不仅能够有效降低数据测量和预处理方案, 而且在某种程度上能够提升测量数据整体精度。
3D打印技术在机械制图课程教学中的探索与实践
3D打印技术在机械制图课程教学中的探索与实践一、3D打印技术在机械设计制图课程中的应用1. 制图教学在传统的机械设计制图课程中，学生需要学习使用CAD软件进行二维制图和三维建模。
而通过3D打印技术，学生不仅可以将自己设计的模型打印出来，还可以真实地观察到并且感受到设计的立体效果。
这样一来，学生在进行设计制图时可以更加直观地理解自己的设计，并且可以通过实际的物体触摸和观察来发现设计中的问题并进行改进。
2. 制造实践通过3D打印技术，学生可以将自己设计的零部件和装配件打印出来，并进行组装和实际应用。
这种直接的制造实践可以帮助学生更好地理解设计制图所学习到的知识，并且可以增强他们的创新能力和实践能力。
学生也可以通过3D打印技术制作一些更为复杂的零部件和装配件，这些在传统手工制作上比较困难的部件可以通过3D打印技术更为简单地实现，为学生提供更多的创新和实践的机会。
3. 创新设计3D打印技术为学生提供了更多的创新设计空间，他们可以更加自如地设计出更为复杂和独特的产品和零部件。
通过3D打印技术，学生可以更容易地将自己的创意变为真实的产品，从而激发他们的创造力和设计能力。
1. 课程设置在机械设计制图课程中，可以专门设置一些与3D打印技术相关的实践环节，让学生通过实际操作来感受和掌握3D打印技术的原理和应用。
在课程中可以设置一些关于3D打印技术的理论知识讲解和实际操作指导，让学生亲自操作3D打印机，进行模型的设计和打印，从而加深他们对这一技术的理解和掌握。
2. 课程项目3. 实践指导在课程教学中，老师可以对学生的实践操作进行指导和辅导，让学生在实际操作中解决遇到的问题，并且在和老师的交流中加深对3D打印技术的理解。
老师可以根据学生的实际操作情况来及时给予指导和帮助，从而帮助学生更好地掌握这一技术。
1. 提高学生的实践能力通过3D打印技术的应用和实践，学生可以更加直观地理解自己的设计，从而更加深刻地掌握设计制图的相关知识。
3D打印技术在机械制造中的应用研究
3D打印技术在机械制造中的应用研究1. 介绍3D打印技术3D打印技术是一种在数字模型的指导下，通过一系列层层堆积来制造三维实体的技术，也被称为增材制造技术。
相较于传统的切削加工工艺，3D打印技术具有降低生产成本、缩短生产周期、加速创新速度、提高个性化定制等优势。
在不同领域的制造和设计中，3D打印技术也被越来越广泛地应用。
2. 机械制造中的3D打印技术应用2.1 3D打印技术在零件复杂度、轻量化、加工难度较大的领域中的应用传统机械制造过程中，一些具有复杂结构的零件制造难度比较大，需要使用多次切削加工，而3D打印技术可以通过层层堆积来一次性制造完整的零件，大大缩短了制造时间。
同时，3D打印技术还能够在不影响零件强度的情况下实现轻量化，满足高性能复杂构件的制造需求。
2.2 3D打印技术在个性化定制方面的应用传统机械制造需要制造大量相同的产品，而3D打印技术可以根据不同客户的需求进行个性化的定制制造，满足客户的特殊需求，提高客户满意度和市场竞争力。
2.3 3D打印技术在模具制造中的应用传统的模具制造通常需要较长的制造周期和高昂的制造成本，而3D打印技术可以通过直接制造模具，大幅缩短制造周期和降低制造成本，同时还可以快速迭代设计，提高新产品开发速度。
3. 制造效率提升及未来趋势展望3.1 制造效率提升传统机械制造需要多次尺寸检测和调整，而使用3D打印技术，则可实现一次性打印制造,提高了效率。
这也为提升制造效率提供了新的思路和解决方案。
3.2 未来趋势展望3D打印技术在机械制造领域的应用将会越来越广泛。
未来，3D打印技术将会在更多制造领域取代传统工艺，如机械制造、航空航天、医疗和建筑等领域。
同时，随着技术不断发展和完善，3D打印技术在制造质量和制造速度方面的表现将会进一步提高。
4. 结论3D打印技术在机械制造中的应用具有很大的优势，可以满足现代制造的个性化、高效率、精益生产等需求。
而未来，3D打印技术的进一步发展和应用也将为制造业带来更多新的变革和机遇。
3D打印技术在机械制图课程教学中的探索与实践
3D打印技术在机械制图课程教学中的探索与实践随着科技的不断发展，3D打印技术已经逐渐走进人们的生活。
在机械制图课程的教学中，3D打印技术的应用也逐渐得以重视。
本文将从3D打印技术的基本原理、特点和优势方面入手，探索和实践3D打印技术在机械制图课程教学中的应用。
一、3D打印技术的基本原理3D打印技术是一种以独特的方式快速制造物体的技术，是一种基于数字模型的快速原型制造技术。
首先，将所需物体的3D数字模型输入到计算机中，然后使用专业软件将其转换为可被打印机读取的数据。
3D打印机将数据解析为基于层叠的构建构建文件，然后使用熔融或固态材料按照程序在一层一层地构建出所需模型，最终形成完整的三维模型。
二、3D打印技术的特点和优势1.可实现复杂的设计和构造3D打印技术用于机械制图课程教学时，可以帮助学生更加准确地了解构造和设计的细节，有助于培养学生的3D设计能力。
2.加速设计周期将成型模型制造的时间从几个星期或几个月压缩到几天或几个小时，最大限度地缩短了产品的开发周期。
3.降低成本3D打印几乎可以打印任何形状，可以节省大量的材料，从而降低制作成本。
1.简化了机械制图课程的理论内容由于3D打印技术具有可见性、互动性和操作性的特点，教师可以通过给学生提供一些简单的示例，让他们更轻松地理解和吸收机械制图的理论知识。
2.帮助学生提高设计能力学生可以通过3D打印技术来实现自己的设计理念。
这种做法将带给学生非凡的创新体验，使他们能够更加直观地理解、实践和应用机械制图的原理，并进一步提高他们的设计能力。
3.简化机械制图项目的加工过程通过3D打印技术，学生可以直接从计算机中输出打印编号，制作出具有精度的功能部件，从而省去了加工过程的烦琐和复杂性。
总之，3D打印技术作为新一代制造技术的一部分，越来越多地被应用到教育领域中。
它提供了一种创新的教育方式，可以帮助学生更好地理解和学习制图、设计以及制造等相关知识。
因此，将3D打印技术应用到机械制图课程教学中，是一种有前途的探索和尝试，可以帮助学生更快地掌握相关技能。
3D打印技术在机械制图课程教学中的探索与实践
3D打印技术在机械制图课程教学中的探索与实践随着科技的不断进步，3D打印技术逐渐成为一种常见的制造工艺，其在教育领域中也得到了广泛的应用。
特别是在机械制图课程中，利用3D打印技术进行教学实践，不仅可以帮助学生更好地理解机械制图的理论知识，还可以提高他们的实践能力和创新意识。
本文将从3D打印技术在机械制图课程中的应用现状、教学实践的具体内容和效果评价等方面展开讨论，以期能够为相关教育工作者和学生提供一些借鉴和启示。
一、3D打印技术在机械制图课程中的应用现状机械制图是机械工程专业的一门基础课程，其主要内容包括绘图、投影、剖视、尺寸标注等。
在传统的教学模式中，学生需要通过纸和笔进行手绘，难以真实地展现出产品的立体形态，而且制作成品需要较长的时间，难以满足学生快速学习的需求。
而利用3D打印技术进行教学实践，则可以很好地弥补这些不足之处，提高教学效果。
目前，一些高校和培训机构已经开始尝试在机械制图课程中引入3D打印技术，取得了积极的成效。
1. 选择合适的教学内容在机械制图课程中，教师可以选择一些简单的机械零部件或组件作为教学内容，要求学生进行绘图。
然后利用3D打印技术将学生制作的图纸转化为实物，让学生能够直观地观察和理解产品的结构和功能。
通过这种方式，可以将传统的教学内容与现代的制造技术相结合，激发学生的学习兴趣和创新能力。
2. 进行实践操作在教学过程中，教师可以利用3D打印技术进行实践操作，指导学生如何使用3D建模软件进行设计、如何调整模型的尺寸和比例等。
学生们可以通过实际操作，掌握3D打印技术的基本原理和操作方法，提高他们的实践能力和动手能力。
3. 进行课程设计针对3D打印技术的应用，可以设计一些课程项目，让学生通过团队合作的方式，进行产品设计和制造。
在课程设计中，可以设置一些实际的问题和挑战，鼓励学生进行探究和实践，培养他们的创新意识和解决问题的能力。
通过3D打印技术的应用，可以取得以下几方面的教学效果：1. 提高学生的学习兴趣传统的机械制图课程以纸和笔为主要工具，学生们往往觉得枯燥和无趣。
高中综合实践课程：利用3D打印技术制作一个小型机械模型
2. 设计与建模：利用3D建 模软件创建机械模型
2. 设计与建模：利用3D建模软件创建机械模型
选择合适的3D建 模软件
进行机械模型的 建模
学习软件基本操 作
2. 设计与建模：利用3D建模软件创建机械模型
选择合适的3D建模软件
在利用3D打印技术制作小型机械模型之前，首 先需要选择一款适合的3D建模软件。常见的软 件包括Tinkercad、Fusion 360、SolidWorks等。 根据自己的实际需求和使用经验，选择一款易 于上手且功能强大的软件进行建模。
进行机械模型的建模
在学习了3D建模软件的基本操作后，可以开始 进行机械模型的建模了。首先，根据机械模型 的外形和结构，使用软件中的绘图工具绘制出 各个部件的基本形状。然后，通过拉伸、旋转 、平移等操作，对各个部件进行进一步的设计 和调整，使其符合实际需求。最后，将各个部 件组合起来，完成整个机械模型的建模过程。
1. 3D打印技术的基本原理与工作流程
应用案例
一些高中综合实践课程中使用3D打印技术制作 小型机械模型的应用案例包括：制作一个简单 的机械手臂模型，用于展示机械结构和运动原 理；制作一个小型飞机模型，用于学习飞行原 理和航空知识；制作一个汽车引擎模型，用于 学习发动机结构和工作原理。这些案例既能加 深学生对相关知识的理解，又能培养他们的动 手能力和创造力。
3. 3D打印机的选择与使用
学习并掌握3D打印机的基本操作
在使用3D打印机制作小型机械模型之前，学生 需要学习并掌握3D打印机的基本操作。这包括 打印机的开关机操作、打印材料的更换、打印 平台的调整、打印参数的设置等。通过对这些 基本操作的学习，学生能够更好地理解3D打印 机的工作原理，为后续的模型制作打下基础。
机械领域专业中3D打印技术的应用探究与实验改革
机械领域专业中3D打印技术的应用探究与实验改革引言：随着科技的飞速发展，3D打印技术逐渐成为了现代制造业的热门话题。
在机械领域，3D打印技术的应用也越来越广泛，为传统制造业带来了一场革命。
本文将探讨3D打印技术在机械领域专业中的应用，并对相关实验进行改革，以提高学生对该技术的理解和应用能力。
1. 传统制造业与3D打印技术在传统的机械制造中，常见的加工方式包括数控加工、铸造、锻造等，这些传统的加工方式在一定程度上已经无法满足现代制造业的需求。
而3D打印技术正是应运而生，它将物理实体的制造过程从传统的切削、成型等方式中解放出来，能够将设计图纸直接转化为实体产品，极大地提高了制造效率和灵活性。
2. 3D打印技术在机械设计中的应用在机械设计中，3D打印技术可以帮助工程师们更加灵活地进行产品设计。
传统的制造方式需要考虑到材料的可加工性以及工艺的限制，而3D打印技术则可以将各种复杂的形状、结构直接打印出来，大大拓宽了设计的可能性。
3D打印技术还可以根据需要进行定制化生产，为个性化定制产品提供了可能。
4. 3D打印技术在机械维护中的应用在机械维护方面，3D打印技术也有着广泛的应用。
它可以根据实际需求，快速制造出需要更换的零部件，大大提高了设备维护的便利性和效率，为设备维护提供了更多的可能性。
5. 3D打印技术的发展趋势未来，随着3D打印技术的不断发展，其应用范围也将不断拓展。
尤其是在材料的研发和打印设备的改进上，将为3D打印技术在机械领域中的应用带来更多的可能和前景。
1. 实验内容的改革针对机械领域的教学实验内容，我们可以将传统的制造实验内容进行升级，引入3D打印技术。
对于传统的零部件加工实验，可以将其中一部分实验内容改成3D打印零部件，并进行相关的设计和参数设置实验。
2. 实验设备的更新为了引入3D打印技术，学校实验室需要更新相应的实验设备。
购置一定规格的3D打印机，并配备相关的软件和材料，以确保学生能够熟练地操作和应用3D打印技术。
《材料成型综合实验》3D打印实验报告实验
《材料成型综合实验》3D打印实验报告实验一、实验目的1、掌握快速成型加工原理、方法及在模具加工中的应用；2、了解快速成型机床的组成、工作原理和操作方法。
二、实验仪器HTS-400pl快速成型机、树脂丝材、计算机等三、实验原理3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉未状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
RP技术基本原理：离散—堆积（叠加）。
3D打印技术与激光成型技术基本上是一样的。
简单来说，就是通过采用分层加工、迭加成形，逐层增加材料来生成3D实体。
称它为“打印机”的原因是参照了其技术原理，3D打印机的分层加工过程与喷墨打印机十分相似。
首先是运用计算机设计出所需零件的三维模型，然后再根据工艺需求，按照一定规律将该模型离散为一系列有序的单位，通常在Z向将其按照一定的厚度进行离散，把原来的三维CAD模型变成一系列的层片；然后再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，然后系统后自动生成数控代码；最后由成型一系列层片并自动将它们连接起来，最后得到一个三维物理实体。
四、实验过程基本过程如下：对要打印的零件进行三维建模，绘制三维图形，保存STL通用格式。
用3D打印软件打开保存的STL格式的零件，在3D打印软件中设置相关打印参数，生成路径。
将3D软件生成的GSD格式用插卡的形式放在打印机里。
随后启动打印机即可。
实验的详细过程如下：首先进行的三维模型构建经常使用的软件有Pro/E、UG、SolidWorks、激光扫描、CT断层扫描等。
然后要对三维模型做近似处理，也就是用三角形平面来逼近原来的模型（STL文件）。
近似处理后进行切片处理，即对加工方向（Z方向）进行分层（间隔一般取0.05m--0.5mm，常用0.1mm ）。
之后进行打磨、抛光、涂挂、烧结等后处理步骤。
最后成型加工。
成型头（激光头或喷头）按各截面轮廓信息扫描。
其中分解（离散）过程由计算机完成，组合（堆积）过程由成型机完成，后处理过程中的结构与性能的加强由其他辅助设备完成。
机械领域专业中3D打印技术的应用探究与实验改革
机械领域专业中3D打印技术的应用探究与实验改革在零部件的制造方面，3D打印技术的优点非常明显。
它可以根据设计图纸直接将模型形状打印出来，而不需要传统的模具制造过程。
这不仅可以大大缩短制造周期，还可以减少制造成本。
同时，3D打印技术也可以直接从CAD模型中生成零部件，避免其他制造工艺中边角料的产生，有利于资源的高效利用。
在模型制造方面，3D打印技术的应用更是成为了一种主流。
机械制造学习中常常需要对于设计的零件进行3D建模和打印，考虑到虚实结合的问题，学生可以通过3D打印技术将设计的虚拟产品变为实际可触摸的产品，更好地理解其功能和结构。
这样一来，学生在学习中更加能够直观地感受到机械制造专业的知识，增强学习兴趣和自信心。
因此，如何将3D打印技术应用于机械领域中的教学是十分重要的课题。
目前，教学中多采用院校内部或企业合作的方式进行探究。
在实验内容的设计上，要根据机械领域的实际需求和学生的实际情况，制定实验任务和实验流程。
对于3D打印技术的实验，通常需要分为以下几个步骤：制定CAD模型、导入STL模型、分层、编辑、打印等。
在实施实验的过程中，我们还应该关注到实验教材和教具的选择。
为了便于3D打印技术的应用和学习，教材的内容应该涵盖实际的应用案例，并配合符合学生年龄层次特点的教具，如教学视频、3D打印机、3D打印软件等。
此外，针对学生的与实验进行辅导也是非常关键的。
教师应该根据学生的实际情况对实验进行引导和指导。
鼓励学生在实验过程中探索、尝试、发现和解决问题，在实践中不断提高对于3D打印技术的认知和掌握程度。
综上，3D打印技术在机械领域中的应用前景广阔，并且在教学中也具有很大的价值。
为了提高学生对于该技术的认知和掌握程度，实验改革应该根据机械领域的实际需求进行制定实验任务和实验流程。
同时，我们还应该关注到学生实施实验过程中的辅导和指导，鼓励学生在实验中探索和创新，提高其学习兴趣和自信心。
机械领域专业中3D打印技术的应用探究与实验改革
机械领域专业中3D打印技术的应用探究与实验改革3D打印技术是近年来在机械领域中得到广泛应用的一项先进技术，通过将数字模型转化为现实物体，能够快速且精确地制造出各种复杂的零部件和组件，为机械制造领域带来了巨大的变革。
在机械领域专业中，对3D打印技术的应用探究与实验改革已成为必要的课题之一，本文将对此进行深入探讨。
一、3D打印技术在机械领域中的应用现状随着科技的不断发展，3D打印技术在机械领域中得到了广泛的应用。
传统的机械制造过程需要通过铣削、切割、冲压等方法来制造零部件和组件，而3D打印技术可以直接将数字模型转化为现实物体，大大简化了制造过程。
在机械领域中，3D打印技术可以应用于快速原型制作、定制零部件制造、模具制造等多个方面。
1. 快速原型制作在机械设计过程中，快速制作模型对于验证设计方案和进行样机测试至关重要。
传统的快速原型制作方式需要通过制作模具、注塑等方式，耗时且成本高。
而通过3D打印技术，可以直接根据设计图纸制作出复杂的模型，节省了时间和成本，提高了设计工作的效率。
2. 定制零部件制造在机械制造中，很多零部件需要根据具体要求进行定制制造。
通过3D打印技术，可以根据实际需要设计出符合要求的零部件，并且可以直接制造出来，大大降低了定制零部件的制造成本和时间。
3. 模具制造在机械生产中，模具的制造对于产品的生产起着至关重要的作用。
传统的模具制造方式需要经过多道工序才能完成，而通过3D打印技术，可以将复杂的模具设计直接制造出来，缩短了制造周期，提高了生产效率。
由此可见，3D打印技术在机械领域中的应用范围非常广泛，为机械制造带来了巨大的变革。
对于机械领域专业中的学生来说，了解和掌握3D打印技术已成为必不可少的一项能力。
二、对3D打印技术应用的实验改革在机械领域专业中，学生对于3D打印技术的掌握和应用能力极为重要。
在教学实践中，对3D打印技术的应用进行实验改革是十分必要的。
通过实验改革，可以提高学生对于3D打印技术的理解和应用能力，培养学生的动手能力和创新意识。
3D打印技术在机械制图课程教学中的探索与实践
3D打印技术在机械制图课程教学中的探索与实践
随着科技的不断发展，3D打印技术已经逐渐应用到各个领域中。
在机械制图课程教学中，3D打印技术也能够发挥重要作用，为学生提供更加直观、实践性的学习方式。
本文将从实践角度探讨3D打印技术在机械制图课程教学中的应用。
3D打印技术可以为学生提供更加直观的学习方式。
传统的机械制图教学主要通过二维图纸进行。
虽然学生可以通过二维图纸了解设计的构思和尺寸，但是对于复杂的立体图形，学生往往难以想象。
而通过3D打印技术，学生可以将二维图纸转化为真实的三维实物，直观地感受到设计的立体结构和形状。
这样不仅可以提高学生对于立体图形的理解和把握能力，还可以增强学生的创造力和想象力。
3D打印技术可以培养学生团队协作能力。
在机械制图课程中，学生通常需要进行设计任务，完成一定难度的立体图形设计。
而通过3D打印技术，学生可以将不同角度的设计进行组合，形成更加复杂的立体图形。
这样，学生需要通过团队合作，共同解决设计中的问题，提高协作能力和团队精神。
3D打印技术还可以为学生提供更多创新思路。
在机械制图课程中，学生往往面临着一定的设计限制和规范。
而通过3D打印技术，学生可以尝试更多创新的设计思路，将自己的想法转化为真实的产品。
这样不仅可以提高学生的创新能力，还可以激发学生对于机械制
图课程的热情和兴趣。
3D打印实验课实验报告及说明3页
3D打印实验课实验报告及说明3页
实验名称：3D打印实验
实验目的：
1.了解3D打印的基本原理和流程。
2.掌握3D模型制作和处理软件的基本操作。
3.实际操作3D打印机，掌握3D打印的基本技能。
实验原理：
3D打印，即三维打印，是将计算机建模软件中的三维模型文件转换成数字化文件。
通过控制3D打印机的打印头，将材料分层堆叠，最终生成出所需的三维模型。
3D打印可以快速地定制设计，不需要模具也可以方便的改变产品的样式和外形。
实验步骤：
1.选择打印模型，并使用CAD软件进行模型的修整。
2.完成模型修整后，导入到3D打印软件中并进行切片处理。
3.连接3D打印机，将切片后的3D模型文件导入打印机中。
4.打印机根据3D模型文件通过材料熔融+层层堆叠的方式完成打印。
5.取出打印出来的零件并进行后续处理。
实验注意事项：
1.在3D打印过程中，应该经常检查打印机的状况以避免发生打印错误导致浪费。
2.在使用CAD软件进行模型编辑时，需要注意线条的闭合和正确性以保证最终的三维模型可以被正确打印。
3.避免在手上直接处理PLA材料以防意外受伤。
实验结果：
经过实验，我们成功地通过3D模型文件的切片和层层堆叠，3D打印出了所需零件。
结构完整，外形精美，满足了实验的要求。
实验心得：
通过此次实验，我对于3D打印的基本原理和过程有了进一步的了解。
同时也对于CAD 软件的基本操作方式有了更清晰的认识。
希望在今后的学习中能够进一步深入探究3D打印的应用和发展。
3D打印实验课实验报告及说明
关于先进制造技术课程“3D打印”实验的通知一、实验须知1、实验时间安排：第12周周一（11月23日）下午2:00-3:30全体同学统一进行3D打印实验原理和操作方法及注意事项的讲解(理论讲解地点为上课地点)。
讲解后分2批进行实验（具体分批名单见附录）：第一批：周一下午15:40-17:40（学硕3班、4班）第二批：周四下午15：50-17:50（学硕1班、2班）2、实验地点：工程训练中心3楼（314）智能机械联合实验室3、实验分组：实验时两人一组，同一批中各位同学可自由组合，实验后共同完成实验报告（实验报告将于下次上课时统一上交）。
实验报告自行打印，可参考以下内容做好预习。
如有疑问，请联系二、实验内容及实验报告（以下内容仅供参考，请大家自行整理）1．预习报告的书写内容1、1实验目的和意义：3D打印即快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
所谓3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料。
打印机与电脑连接后，打印机通过读取文件中的横截面信息，用实实在在的打印材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体，把计算机上的蓝图变成实物。
这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。
3D打印技术是典型机电一体化设备，集机械设计、伺服控制、电子信息、控制方法、软件开发、传感器等技术于一体，同时3D打印技术动作复杂，模块化、可重构，可组线，运用灵活，通过对3D打印的实践教学达到了解3D打印机的功能，目前3D打印的发展状况，以及增材制造的方式方法。
同时通过组装3D打印机锻炼动手操作能力，激发创新创造能力。
实验室所提供的桌面式3D打印设备不仅丰富学生的专业知识，提供学生的专业技能，使学生掌握3D打印在工业企业的应用和集成技术，同时大幅度提升学校的核心竞争力，对锻炼和建设教学科研人才，培养学生创新能力和动手实践能力都具有重要的意义1、2实验基本原理和方法：基本原理：熔融成型FDM（Fused Deposition Modeling）是目前桌面级3D打印机最常使用的技术。
机械领域专业中3D打印技术的应用探究与实验改革
机械领域专业中3D打印技术的应用探究与实验改革3D打印技术是一种全新的制造技术，它可以将数字化设计模型逐层打印成实体物体。
在机械领域专业中，3D打印技术的应用越来越广泛，可以用于制作零部件、模型、原型等，为机械领域的研究和实验带来了许多新的可能性。
本文将探讨3D打印技术在机械领域专业中的应用，并提出相关实验改革的建议。
1.零部件制造在机械领域中，零部件的制造是非常重要的工作。
传统的零部件制造需要通过铸造、机加工等工艺来完成，成本高、周期长。
而使用3D打印技术可以将设计模型直接打印成零部件，减少了传统加工工艺的中间环节，降低了制造成本，缩短了制造周期。
3D打印还可以实现更加复杂的结构和形式，为零部件制造带来了更多的可能性。
2.模型制作在机械领域专业中，学生常常需要制作各种各样的模型来进行实验和展示。
传统的模型制作需要投入大量的人力和时间，而使用3D打印技术可以直接将设计模型打印成实体物体，省去了制作模型的时间和成本，同时可以实现更加精细和复杂的模型结构。
这对于学生的实验和展示工作具有极大的帮助。
1. 实验内容更新传统的机械领域专业实验内容大多依靠传统的制造工艺和实验装备，而忽视了现代制造技术的应用。
针对这一问题，可以通过引入3D打印技术，更新实验内容，使学生了解和掌握最新的制造技术和设备。
可以设计一些3D打印的实验项目，让学生学习和掌握3D打印技术的操作和应用。
2. 实验方法创新传统的机械领域专业实验方法多为手工制作和装配，效率低、成本高。
通过引入3D打印技术，可以创新实验方法，例如设计一些自主研发的实验装置和模型，让学生利用3D打印技术进行制作和装配，从而提高实验效率和降低成本。
这样的实验方法创新将为学生提供更加贴合实际的实验体验，培养其实际操作能力和创新意识。
3. 实验成果展示传统的机械领域专业实验成果展示多为实物展示和报告汇报，缺乏新颖性和吸引力。
通过引入3D打印技术，可以让学生将实验成果通过3D打印技术展示出来，使得实验成果更加形象和直观。
先进制造技术实验报告(打印)
先进制造技术实验报告班级：学号：姓名：成绩：机械工程综合实验中心实验一、3D打印实验一、实验目的通过实验理解3D打印技术的基本概念，了解3D打印机的系统组成，掌握3D打印机的基本操作，加深对熔融沉积制造的理解，培养实践能力和创新能力。
二、实验原理3D打印(英语：3D printing)，又称增材制造(Additive Manufacturing，AM)，属于快速成型技术的一种。
它是一种以数字模型文件为基础的直接制造技术，几乎可以制造任意形状三维实体。
3D打印运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体，即“积层制造”。
3D打印与传统的机械加工技术不同，后者通常采用切削或钻孔技术(即减材工艺)实现。
在模具制造、工业设计等领域，3D打印技术常常被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。
特别是一些高价值产品(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件，意味着“3D打印”这项技术的普及。
3D打印目前已有十余种不同工艺，如光固化立体造型(SLA)、层片叠加制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM)、掩模固化法(SGC)、三维印刷法(3DP)、喷粒法(BPM)等。
MakerBot Replicator 2X桌面3D打印机，采用FDM(熔融沉积)成型技术。
工艺流程如下：CAD模型被分为一层层极薄的截面，生成控制FDM喷嘴移动路径的二维几何信息；FDM加热头把热熔性材料（ABS、PLA、尼龙、蜡等）加热到临界状态，呈现半流体性质，在计算机控制下，沿上位机软件确定的二维几何信息运动轨迹，喷头将半流动状态的材料挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层。
当一层完毕后，成型工作台下降一个分层厚度，继续成型下一层，这样层层堆积粘结，自下而上形成一个零件的三维实体。
三、实验内容1、应用计算机三维软件对成型零件进行建模并以“STL”格式保存，学习应用MakerBot Makerware软件对模型进行转换制作保存；2、观察分析MakerBot Replicator 2X桌面3D打印机了解其构造及使用方法；3、完成成型零件模型打印。
机械制造基础实验3D打印
机械制造基础实验3D打印集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-快速成形加工实验班级：姓名:马骁哲学号：一、实验目的1、了解FDM 3D打印工艺的成形原理；2、熟悉FDM 3D打印机的机械结构及操作方法；3、学习3D打印软件的使用方法。
二、实验内容1、选择适合打印的三维模型，利用FDM 3D打印机完成加工；2、测量打印件的尺寸精度；3、分析影响打印精度及打印效率的关键因素。
三、实验设备1、HOFI-X1 FDM 3D打印机2、去支撑用工具钳、工具四、实验原理FDM（Fused Deposition Modeling）中文全称为熔融沉积成型3D打印技术，使用丝状材料(塑料、树脂、低熔点金属)为原料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度，在计算机的控制下，喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一层截面。
一层成形后，喷头上移一层高度，随后开始加工下一层，由此逐层堆积形成三维工件，打印原理如图1所示。
图1 FDM三维打印技术原理图在打印过程中，线材通过打印喷头挤出的瞬间将会快速凝固，根据材料的不同以及模型设计温度的不同，打印头的温度也不尽相同。
为了防止打印零件出现翘曲变形等问题，一般还需在喷头温度升温后对打印平台进行预热处理，以此降低零件加工过程中的温度梯度。
为便于零件加工完成后从打印平台上剥离，一般需在打印平台上预先置放隔层，喷头挤出的线材直接在隔层上成形。
FDM 3D打印技术的优点是材料利用率高、材料成本低、可选材料种类多、工艺简洁。
缺点是精度较低、复杂构件不易制造、零件悬垂区域需加支撑、表面质量较差。
该工艺适用于产品的概念建模及功能测试，适合中等复杂程度的中小原型，不适合制造大型零件。
五、实验步骤1、熟悉打印控制软件的操作界面及主要功能模块；2、熟悉HOFI-X1 FDM 3D打印机的主要结构及操作方法，通过USB 数据线连接计算机和打印机，连接电源适配器给打印机供电，如图2所示：图2 打印机线路连接3、在控制软件中选择端口并连接打印机，将指导教师指定的标准零件模型、以及任选的个性化模型导入控制软件；4、选择控制软件中的“位置”按钮，对导入模型执行平移、缩放操作，随后将模型对中，如图3所示；图3 模型导入及对中5、对模型执行切片操作，根据需要调整切片参数；6、点击“运行任务”按钮，等打印机喷头、底板温度加热到设置温度后，打印机将开始打印，记录打印开始时间；7、观察打印过程，分析影响打印效率的关键因素；8、记录打印结束时间，模型打印完成后，待喷头及打印平台冷却后，再取模型；9、从打印平台上取出附着模型的打印底板(即是带规则网点的塑料板。
3D打印在机械制造综合实践教学中的应用
3D 打印在机械制造综合实践教学中的应用收稿日期：2017-07-12基金项目：高等学校机械制造综合训练实践改革，河北省教育厅社会科学类基金支持（2016GJJG089）作者简介：刘利剑（1973-），男（汉族），河北科技大学机械工程学院，机制教研室主任，副教授，硕士，研究方向为增材制造技术。
机械制造是与工程实践紧密联系的一门课程。
现在机械制造实践教学多以轴、法兰等单个简单零件的加工作为训练内容，难以组成一个具有完整功能的产品，不能充分调动学生参与的积极性。
完整产品通常都需要有壳体零件，并由其将产品中的其他有关零件连接成一个整体，完成彼此的功能。
壳体零件具有形状复杂、有精度要求较高的孔和面等特点，让学生加工壳体零件，可以使其更加深刻地体会基准的选择、零件的定位、夹紧等机械制造课程中的核心内容，综合性也较强。
但壳体零件的制造通常需要制作复杂的模具，导致周期长、成本高，难以在实践教学中广泛推广。
3D 打印是一种先进的制造技术，并且正在逐步被引入到三维建模、模型制作、模具设计等教学活动中，并取得了良好的教学效果。
将3D 打印技术引入机械制造综合实践教学过程中，既可以使学生掌握3D 打印的基本方法，也可以在此基础上完成壳体后续的机械加工工艺，提升机械制造综合训练的效果，对培养大学生的工程意识、创新意识、创新思维和创新能力起着重要作用。
一、综合实践教学的基本内容机械制造综合实践是在修完机械制图、金属工艺学、计算机辅助设计、互换性与测量、机械制造技术基础、机械制造装备设计等课程后进行的一次以产品制造为目标的综合性实战训练。
其围绕齿轮减速器壳体的制造展开，其主要内容如下：掌握编制壳体零件机械制造工艺规程；选择和调整加工机床、刀具、夹具；按照图纸上的技术要求使用数控机床加工出合格零件；使用激光快速成型机制作蜡模，并学习熔模铸造的工艺；使用三坐标测量机进行零件的形位精度测量；完成上下壳体的装配；等等，从而使学生全面地参与到产品的整个生产过程中，真正理解“机械制造”的含义。
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机械制造基础实验3D
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快速成形加工实验
班级：9131011404 姓名:马骁哲学号：913000710022
一、实验目的
1、了解FDM 3D打印工艺的成形原理；
2、熟悉FDM 3D打印机的机械结构及操作方法；
3、学习3D打印软件的使用方法。
二、实验内容
1、选择适合打印的三维模型，利用FDM 3D打印机完成加工；
2、测量打印件的尺寸精度；
3、分析影响打印精度及打印效率的关键因素。
三、实验设备
1、HOFI-X1 FDM 3D打印机
2、去支撑用工具钳、工具
四、实验原理
FDM（Fused Deposition Modeling）中文全称为熔融沉积成型3D打印技术，使用丝状材料(塑料、树脂、低熔点金属)为原料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度，在计算机的控制下，喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成
工件的一层截面。
一层成形后，喷头上移一层高度，随后开始加工下一层，由此逐层堆积形成三维工件，打印原理如图1所示。
图1 FDM三维打印技术原理图
在打印过程中，线材通过打印喷头挤出的瞬间将会快速凝固，根据材料的不同以及模型设计温度的不同，打印头的温度也不尽相同。
为了防止打印零件出现翘曲变形等问题，一般还需在喷头温度升温后对打印平台进行预热处理，以此降低零件加工过程中的温度梯度。
为便于零件加工完成后从打印平台上剥离，一般需在打印平台上预先置放隔层，喷头挤出的线材直接在隔层上成形。
FDM 3D打印技术的优点是材料利用率高、材料成本低、可选材料种类多、工艺简洁。
缺点是精度较低、复杂构件不易制造、零件悬垂区域需加支撑、表面质量较差。
该工艺适用于产品的概念建模及功能测试，适合中等复杂程度的中小原型，不适合制造大型零件。
五、实验步骤
1、熟悉打印控制软件的操作界面及主要功能模块；
2、熟悉HOFI-X1 FDM 3D打印机的主要结构及操作方法，通过USB数据线连接计算机和打印机，连接电源适配器给打印机供电，如图2所示：
图2 打印机线路连接
3、在控制软件中选择端口并连接打印机，将指导教师指定的标准零件模型、以及任选的个性化模型导入控制软件；
4、选择控制软件中的“位置”按钮，对导入模型执行平移、缩放操作，随后将模型对中，如图3所示；
图3 模型导入及对中
5、对模型执行切片操作，根据需要调整切片参数；
6、点击“运行任务”按钮，等打印机喷头、底板温度加热到设置温度后，打印机将开始打印，记录打印开始时间；
7、观察打印过程，分析影响打印效率的关键因素；
8、记录打印结束时间，模型打印完成后，待喷头及打印平台冷却后，再取模型；
9、从打印平台上取出附着模型的打印底板(即是带规则网点的塑料板。
手握铲刀（铲刀首次使用需要开封)，将刀口放在模型与打印底板之间，用力慢慢铲动，来回撬松模型，如图4所示；
图4 取出模型
10、零件打印结束后，断开打印机电源适配器，清洁打印喷头及打印平台，关闭计算机。
快速成型实验报告班级：9131011404 姓名:马骁哲
学号：913000710022 成绩_________
一、实验数据记录
二、实验讨论题
1、FDM三维打印技术的成形原理？
答：快速成型技术是对零件的三维CAD 实体模型，按照一定的厚度进行分层切片处理，生成二维的截面信息，然后根据每一层的截面信息，利用不同的方法生成截面的形状。
这一过程反复进行，各截面层层叠加，最终形成三维实
体。
分层的厚度可以相等，也可以不等。
分层越薄，生成的零件精度越高，采用不等厚度分层的目的在于加快成型速度。
2、分析影响FDM 3D打印精度的关键因素？
答：3D打印FDM技术成形精度包括尺寸误差、几何误差及表面粗糙度。
在FDM的3D打印机成型过程中，影响它精度的因素有如下几个方面:
(1) 材料收缩。
材料在FDM工艺过程中经过固体 2 液
体 2 固体2次相变。
当材料凝固成形时,由材料收缩而产生的应力应变将影响成形件精度。
若成形过程中的材料确定,该种误差可通过在目前的数据处理软件中,设定x, y, z这3个方向上的“收缩补偿因子”进行尺寸补偿来消除。
(2) 喷头温度和成形室温度。
喷头温度决定了材料的粘结性能、堆积性能、丝材流量以及挤出丝宽度,既不可太低,使材料粘度加大,挤丝速度变慢,也不可太高,使材料偏向于液态,粘性系数变小,流动性强,挤出过快,无法形成可精确控制的丝。
喷头温度的设定应根据丝材的性质在一定范围内选择,以保证挤出的丝呈熔融流动状态。
成形室的温度会影响到成形件的热应力大小,温度过高,虽然有助于减少热应力,但零件表面易起皱;而温度太低,从喷嘴挤出的丝骤冷将使成形件热应力增加,易引起零件翘曲变形。
实验证明,为了顺利成形,应该把成形室的温
度设定为比挤出丝的温度低 1 ℃～2 ℃。
本实验将成形室温度设定为55 ℃。
(3) 分层厚度。
是指在成形过程中每层切片截面的厚度。
由于每层有一定厚度,会在成形后的实体表面产生台阶的现象,将直接影响成形后实体的尺寸误差和表面粗糙度。
对FDM工艺,这是一种原理性误差,要完全消除台阶是不可能的,只可能通过设定较小的分层厚度来减少台阶效应。
(4) 补偿量。
是指零件实际加工轮廓线与理想轮廓线之间的距离值。
该值的设定与挤出丝的直径有关,可以在分层切片数据处理软件直接设定。
(5) 挤出速度与填充速度及其交互作用。
在与填充速度合理匹配范围内,随着挤出速度增大,挤出丝的截面宽度逐渐增加,当挤出速度增大到一定值挤出的丝粘附于喷嘴外圆锥面,就不能正常加工填充速度比挤出速度快,则材料填充不足,出现断丝现象,难以成形。
相反,填充速度比挤出速度慢,熔丝堆积在喷头上,使成形面材料分布不均匀,表面会有疙瘩,影响造型质量。
因此,填充速度与挤出速度之间应在一个合理的范围内匹配,应满足vj / vt = [ a1 , a2 ] (1式中: a1 为出现断丝现象的临界值; a2 为出现粘附现象的临界值; v为挤出速度; v 为填充速度。
(6) 成形时间。
每层的成形时间与填充速度该层的面积大小及形状的复杂度有关。
若层面积小,形状简单,填充速度快,则该层成形的时间就短相反,时间就长。
在加工时,控制好每层的成形时间,才能获得精度较高的成形件。
(7) 开启和关闭延时。
即丝材堆积的起停效应,主要是以丝材堆积截面的变化体现出来,这种堆积截面的不一致容易造成丝材堆积平面的不平整出现空洞等质量缺陷。
而“拉丝”现象会影响到原型的表面光顺和填充层层内丝材堆积面的平整性它的根本解决需要出丝速度能够实时地藕合跟踪扫描速度,针对扫描速度的变化作出相应的调整,以使丝材堆积平稳可靠,提高丝材的堆积质量。
3、分析影响FDM 3D打印效率的关键因素？
答：即打印方向、打印速度、退火温度和退火时间。
1.产品最佳的打印方向是水平放置的，同时水平放置能够使得最后的打印产品抗拉力更强。
2.在打印速度方面，可以从一般实验室的45毫米/秒提高到90毫米/秒，3D打印速度提升不少。
3.打印完成后的物品放入工业炉中进行退火处理的最佳时间是30分钟，温度为140摄氏度。
需要注意的是，PLA线材最初的挤出温度是190摄氏度。