D打印實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、3D打印實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 理解快速成型制造工藝原理和特點(diǎn)；2. 了解快速成型制造過(guò)程與傳統(tǒng)的材料去除加工工藝過(guò)程的區(qū)別；3. 推廣該項(xiàng)技術(shù)的普及和應(yīng)用。 二 實(shí)驗(yàn)要求1. 利用計(jì)算機(jī)對(duì)原形件進(jìn)行切片，生成STL文件，并將STL文件送入FDM快速成型系統(tǒng)；對(duì)模型制作分層切片；生成數(shù)據(jù)文件；2. 快速成型機(jī)按計(jì)算機(jī)提供的數(shù)據(jù)逐層堆積，直至原形件制作完成；3. 觀察快速成型機(jī)的工作過(guò)程，分析產(chǎn)生加工誤差的原因。三 實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備FDM快速成型系統(tǒng)四 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理：該工藝以ABS材料為原材料，在其熔融溫度下靠自身的粘接性逐層堆積成形。在該工藝中，材料連續(xù)地從噴嘴擠出，零件是由絲狀材料的

2、受控積聚逐步堆積成形。該工藝示意圖如下：圖1 快速成型原理這樣就將一個(gè)物理實(shí)體復(fù)雜的三維加工轉(zhuǎn)變成一系列二維層片的加工，因此大大降低了加工難度。由于不需要專用的刀具和夾具，使得成形過(guò)程的難度與待成形的物理實(shí)體的復(fù)雜程度無(wú)關(guān)，而且越復(fù)雜的零件越能體現(xiàn)此工藝的優(yōu)勢(shì)。主要技術(shù)指標(biāo)：最大成品尺寸：254×254×406mm精確度：±0.127mm原料：ABS闊度0.254 2.54mm 厚度0.05 0.762mm快速原型技術(shù)的基本工作過(guò)程快速成形技術(shù)是由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造復(fù)雜形狀三維物理實(shí)體技術(shù)的總稱。其基本過(guò)程是：1.首先設(shè)計(jì)出所需零件的計(jì)算機(jī)三維模型，并按

3、照通用的格式存儲(chǔ)(STL文件)；2.跟據(jù)工藝要求選擇成形方向(Z方向)，然后按照一定的規(guī)則將該模型離散為一系列有序的單元，通常將其按一定厚度進(jìn)行離散 (習(xí)慣稱為分層 )，把原來(lái)的三維CAD模型變成一系列的層片(CLI文件)；3.再根據(jù)每個(gè)層片的輪廓信息,輸入加工參數(shù)，自動(dòng)生成控制代碼；4.最后由成形機(jī)成形一系列層片并自動(dòng)將它們聯(lián)接起來(lái)，得到一個(gè)三維物理實(shí)體;5.后處理，小心取出原型，去除支撐，避免破壞零件。用砂紙打磨臺(tái)階效應(yīng)比較明顯處。如需要可進(jìn)行原型表面上光 。這樣就將一個(gè)物理實(shí)體復(fù)雜的三維加工轉(zhuǎn)變成一系列二維層片的加工，因此大大降低了加工難度。由于不需要專用的刀具和夾具，使得成形過(guò)程的難度

4、與待成形的物理實(shí)體的復(fù)雜程度無(wú)關(guān)，而且越復(fù)雜的零件越能體現(xiàn)此工藝的優(yōu)勢(shì)?？焖僭图夹g(shù)的特點(diǎn)1.由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)；2.可以制造具有復(fù)雜形狀的三維實(shí)體；3.成形設(shè)備是無(wú)需專用夾具或工具的成形機(jī)；4.成形過(guò)程中無(wú)人干預(yù)或較少干預(yù)；5.精度較低；分層制造必然產(chǎn)生臺(tái)階誤差，堆積成形的相變和凝固過(guò)程產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也會(huì)引起翹曲變形，這從根本上決定了RP造型的精度極限；6.設(shè)備剛性好，運(yùn)行平穩(wěn)，可靠性高；7.系統(tǒng)軟件可以對(duì)STL格式原文件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢驗(yàn)、修補(bǔ)功能。五 實(shí)驗(yàn)方法和步驟(一) 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備1.零件三維CAD造型，生成STL文件(使用Pro/E、UG、SolidWorks、AutoCAD等軟件)；2.選

5、擇成型方向；3.參數(shù)設(shè)置；4.對(duì)STL文件進(jìn)行分層處理，啟動(dòng)INSIGRT軟件，按原型機(jī)要求設(shè)置相關(guān)硬件參數(shù)，打開(kāi)需選擇的STL文檔進(jìn)行分層、做支撐物、噴料路徑等編輯操作，儲(chǔ)存*.J ob文檔。(二) 制造原型1.成形準(zhǔn)備工作1) 開(kāi)啟原型機(jī)，設(shè)置model suppod envelope工作溫度分別為：270、235、69。2) 裝料及出料測(cè)試，送模型材料、支撐材料至噴頭出料嘴。通過(guò)查看材料的出料抽伸扭矩,判斷是否進(jìn)入噴嘴裝置。材料溫度到達(dá)270和支撐材料到達(dá)235后，將噴頭中老化的絲材吐完，直至ABS絲光滑。3) 標(biāo)定調(diào)校，啟動(dòng)FOMSTATUS軟件，做支撐材料X、Y及Z軸方向吐料標(biāo)定調(diào)校

6、。2.造型啟動(dòng)FDMSTATUS軟件，添加*.Job文檔聯(lián)機(jī)，電腦自動(dòng)將文檔指令傳輸給機(jī)器。輸入起始層和結(jié)束層的層數(shù)。單擊“Start”，系統(tǒng)開(kāi)始估算造型時(shí)間。接著系統(tǒng)開(kāi)始掃描成型原型。(估算造型時(shí)間應(yīng)放在底板對(duì)高前，以免噴頭烤到底板)3. 后處理1) 設(shè)備降溫原型制作完畢后，如不繼續(xù)造型。即可將系統(tǒng)關(guān)閉，為使系統(tǒng)充分冷卻，至少于30分鐘后再關(guān)閉散熱按鈕和總開(kāi)關(guān)按鈕。2) 零件保溫 零件加工完畢，下降工作臺(tái)，將原型留在成形室內(nèi)，薄壁零件保溫1520分鐘大型零件2030分鐘，過(guò)早取出零件會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力變形。3) 模型后處理小心取出原型。去除支撐，避免破壞零件。成型后的工件需經(jīng)超聲清洗器清洗，融化支撐

7、材料。(三) 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1.存儲(chǔ)之前選好成形方向，一般按照“底大上小”的方向選取，以減小支撐量，縮短數(shù)據(jù)處理和成形時(shí)間；2.受成形機(jī)空間和成形時(shí)間限制，零件的大小控制在30×30×20mm以內(nèi)；3.盡量避免設(shè)計(jì)過(guò)于細(xì)小的結(jié)構(gòu)，如直徑小于5mm的球殼、錐體等；4.尤其注意噴頭部位未達(dá)到規(guī)定溫度時(shí)不能打開(kāi)噴頭按鈕。六 實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括：1.根據(jù)所做原型件分析成形工藝的優(yōu)缺點(diǎn)； 2.根據(jù)所給三維圖，任選其一進(jìn)行成型工藝分析(定義成型方向，指出支撐材料添加區(qū)域，成型過(guò)程中零件精度易受影響的區(qū)域)；圖2 零件一 圖3零件二3.根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程總結(jié)成形過(guò)程中對(duì)精度的影響的因素(包括數(shù)據(jù)處理和加工過(guò)程)； 以上報(bào)告內(nèi)容字?jǐn)?shù)不限，但請(qǐng)如實(shí)填