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。
熔融挤出成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PC、尼龙等，以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。每层厚度在0.025-0.762mm，一层一层慢慢叠加，最后形成零件。
FDM工艺之关键是保持半流动成形材料刚好在凝固点之上，也就是对温度的控制较为重要。FDM喷头受水平分层数据控制，当它沿着XY方向移动，半流动融丝材料从FDM喷头挤压出来，很快凝固，形成精确的层。
方法：
首先对目前增材制造技术学习和认识；其次了解实验室提供的打印机的结构，并进行简单的组装；学习打印过程，包括切片处理，参数设置，打印操作等。
主要仪器设备及耗材：
       STD-1型打印机，台式电脑，PLA材料
实验方案及技术路线
打印机构成
①加热底板②电源盒③电源接线盒④喷头⑤X移动轴⑥Y移动轴⑦Z移动轴⑧挤出机结构⑨材料和⑩材料架组成。
打印前处理：
（1）        了解STD-1型打印机的机构及连接电路
（2）        学习切片软件的参数设置及其含义
（3）        导出Gcode代码
打印机操作步骤：
（1）        连接电脑；设置电脑IP地址以及输入打印机对应IP，使电脑和打印机相连接
（2）        调节setbed：通过对打印机的setbed调节，实现打印过程的在线补偿
（3）        X、Y、Z回零操作
（4）        打印模型
（5）        在线监测
预习报告的问题
了解其它增材制造原理（SLS、LOM 、SLA、3DP、PolyJet等），查找相关资料或网上搜
注意事项：
        请勿在没有人员监督的情况下使用本机。
        打印过程中和刚打印完成的时候，避免碰撞打印机内部的结构和打印件，以免烫伤。尤其注意碰头部分，温度大约为210度
        如果打印时发生打印机冒烟，产生异常噪音时，请立即关闭电源开关，停止打印机工作。
PS：
1、对于打印的模型的要求，由于打印机最大打印尺寸为200X200X200mm，建议尺寸在170X170X170mm之内。并且受到打印速度的限制，建议模型不要太大。
2、打印模型可以从网上下载，也可以通过任意3D建模软件建模，然后另存为STL格式即可。
3、建模设计时打印的高度方向尽量是Z轴,不然后面还要用一个软件处理，不方便。
4、打印过程中，按高度一层层叠加，要想到如何放置打印，不要出现悬空的情况。悬空需要支撑打印，效果不好。
5、网上下载模型的网站有：
http://www.xiongwanyi.com/
http://www.yi3d.com
http://tu.vx.com/print/
http://www.dayin.la/
      http://www.thingiverse.com/
6、实验室也为大家提供有一定模型：








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