《三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造》 課件 項(xiàng)目1、2 手機(jī)支架的設(shè)計(jì)與3D打印、餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的設(shè)計(jì)與3D打印

三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造21世紀(jì)技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機(jī)械設(shè)計(jì)制造系列PART01項(xiàng)目1手機(jī)支架的設(shè)計(jì)與3D打印PART02項(xiàng)目2餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的設(shè)計(jì)與3D打印PART03項(xiàng)目3膠槍三維掃描與逆向造型目錄CONTENTSPART04項(xiàng)目4搟面人偶建模、裝配與運(yùn)動(dòng)仿真PART01項(xiàng)目1手機(jī)支架的設(shè)計(jì)與3D打印學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)活動(dòng)5素養(yǎng)提升——大國重器項(xiàng)目1手機(jī)支架的設(shè)計(jì)與3D打印◆認(rèn)知目標(biāo)（1）能夠根據(jù)使用者的需求合理確定手機(jī)支架的結(jié)構(gòu)。（2）能夠確定手機(jī)支架各部分的連接方式。（3）能夠根據(jù)手機(jī)支架的結(jié)構(gòu)和組成，使用NX軟件對(duì)手機(jī)支架的零件進(jìn)行三維建模。（4）能夠使用3D打印機(jī)將零件制造出來并完成裝配?！裟芰δ繕?biāo)（1）能夠通過網(wǎng)絡(luò)、電話、面對(duì)面等方式，用合適的市場(chǎng)調(diào)研方法對(duì)手機(jī)支架使用者進(jìn)行需求調(diào)研。（2）能夠?qū)Λ@取的資料進(jìn)行歸納總結(jié)。（3）能夠根據(jù)客戶需求合理制訂工作計(jì)劃。（4）能夠依據(jù)小組成員的性格特點(diǎn)與技能特長(zhǎng)進(jìn)行合理分工。（5）能夠解讀評(píng)價(jià)指標(biāo)。（6）提升對(duì)文字、圖像、影像信息的分析與處理能力。（7）能夠以小組為單位對(duì)學(xué)習(xí)過程和工作成果進(jìn)行多種形式的匯報(bào)總結(jié)。◆素養(yǎng)目標(biāo)（1）能夠與團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行文明、有效的溝通。（2）在學(xué)習(xí)過程中，時(shí)刻保持認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、勤奮。（3）培養(yǎng)獨(dú)立思考的意識(shí)，樹立責(zé)任心。【項(xiàng)目目標(biāo)】項(xiàng)目1手機(jī)支架的設(shè)計(jì)與3D打印◆很多單位的文職人員需要用手機(jī)拍攝客戶的資料并錄入系統(tǒng)，為了減輕工作人員的工作強(qiáng)度，提高錄入效率，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一款手機(jī)支架，要求如下：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易清洗、消毒。（2）角度可調(diào)節(jié)。（3）便攜。

【工作情景描述】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備

（1）能夠通過網(wǎng)絡(luò)、電話、面對(duì)面等方式，用合適的市場(chǎng)調(diào)研方法對(duì)手機(jī)支架使用者進(jìn)行需求調(diào)研。

（2）能夠?qū)Λ@取的資料進(jìn)行歸納總結(jié)。

（3）能夠與團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行文明、有效的溝通。【學(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備對(duì)于市場(chǎng)調(diào)研，全球市場(chǎng)研究者協(xié)會(huì)給出的定義如下：為實(shí)現(xiàn)信息目的而進(jìn)行研究的過程，包括將相應(yīng)問題所需的信息具體化、設(shè)計(jì)信息收集的方法、管理并實(shí)施數(shù)據(jù)收集過程、分析研究結(jié)果、得出結(jié)論并確定其含義等。在分類中，包括定量研究、定性研究、零售研究、媒介和廣告研究、商業(yè)和工業(yè)研究、對(duì)少數(shù)民族和特殊群體的研究、民意調(diào)查以及桌面研究等?！苯陙恚S著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用，市場(chǎng)調(diào)研往往采用在線方式，可以擴(kuò)大調(diào)研范圍，提高調(diào)研效率?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備一、市場(chǎng)調(diào)研方法市場(chǎng)調(diào)研方法指市場(chǎng)調(diào)研人員在實(shí)際調(diào)研過程中采取的收集資料的方法?？煞譃槠詹榉?、典型調(diào)查法、抽樣調(diào)查法、訪問調(diào)查法等。1.普查法普查法是以市場(chǎng)調(diào)查的總體為對(duì)象，對(duì)市場(chǎng)上某些產(chǎn)品的供應(yīng)、銷售、庫存與消費(fèi)情況進(jìn)行全面調(diào)查，以達(dá)到準(zhǔn)確了解營銷過程中某個(gè)過程或方面的全部信息的調(diào)查方法。普查法具有全面、精確、相對(duì)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是工作量大，會(huì)耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力，調(diào)查時(shí)間長(zhǎng)。2.典型調(diào)查法典型調(diào)查法是在對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)象進(jìn)行總體分析的基礎(chǔ)上，從調(diào)查對(duì)象中選擇具有代表性的進(jìn)行深入、系統(tǒng)的調(diào)查，通過對(duì)典型對(duì)象的調(diào)查結(jié)果來認(rèn)識(shí)同類市場(chǎng)現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。作為一種非全面調(diào)查的方法，其優(yōu)點(diǎn)是非常突出的：調(diào)查少量典型單位，可以節(jié)省人力、物力、財(cái)力；調(diào)查內(nèi)容可以更加深入、全面、細(xì)致；節(jié)省調(diào)查時(shí)間，可以迅速取得調(diào)查結(jié)果，反映市場(chǎng)情況變動(dòng)比較靈敏。典型調(diào)查法的不足之處是：根據(jù)調(diào)查者的主觀判斷來選擇典型單位，難以完全避免主觀隨意性；對(duì)于調(diào)查結(jié)論的適用范圍，只能根據(jù)調(diào)查者的經(jīng)驗(yàn)判斷，無法用科學(xué)的手段準(zhǔn)確測(cè)定；難以對(duì)市場(chǎng)現(xiàn)象總體進(jìn)行定量研究?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備3.抽樣調(diào)查法抽樣調(diào)查法是根據(jù)概率分布的隨機(jī)原則（即調(diào)查對(duì)象都有同等被抽取可能性原則），從調(diào)查對(duì)象的總體中，按照一定的規(guī)則抽取一定數(shù)量的樣本進(jìn)行調(diào)查，以推斷出市場(chǎng)需求總量和平均水平的調(diào)查方法。該方法主要適用于消費(fèi)量大、涉及面廣的商品。抽樣調(diào)查法包括抽簽抽樣法、機(jī)械間隔抽樣法、分類抽樣法?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備4.訪問調(diào)查法訪問調(diào)查法是以訪問作為收集資料的手段，以調(diào)查對(duì)象的答復(fù)作為調(diào)查資料的調(diào)查方法，又稱直接調(diào)查法。訪問調(diào)查法包括面談?wù){(diào)查法、郵寄調(diào)查法、電話調(diào)查法、網(wǎng)絡(luò)視頻調(diào)查法等。其中，面談?wù){(diào)查法較為常用，可分為個(gè)人面談和小組面談兩種方式。個(gè)人面談時(shí)，調(diào)查員到調(diào)查對(duì)象住宅、辦公室面談或在街頭進(jìn)行面談。小組面談時(shí)，調(diào)查者通常會(huì)邀請(qǐng)6到10名調(diào)查對(duì)象就某一產(chǎn)品、服務(wù)或營銷措施進(jìn)行調(diào)查，以獲得更有深度的信息。小組面談是進(jìn)行大規(guī)模市場(chǎng)調(diào)查前的一個(gè)重要步驟，可以預(yù)知消費(fèi)者的感覺、態(tài)度和行為，明確調(diào)查所要了解的資料和要解決的問題。面談?wù){(diào)查法的優(yōu)點(diǎn)如下：（1）能當(dāng)面聽取調(diào)查對(duì)象的意見，并觀察其反應(yīng)。（2）回收率高，可以提升調(diào)查結(jié)果的代表性和準(zhǔn)確度。（3）可以從調(diào)查對(duì)象的個(gè)人條件推測(cè)其經(jīng)濟(jì)狀況，進(jìn)而判斷對(duì)方回答問題的真實(shí)程度。（4）對(duì)于調(diào)查對(duì)象不愿意回答或回答困難的問題，可以詳細(xì)解釋，啟發(fā)和激勵(lì)對(duì)方合作，確保調(diào)查任務(wù)順利完成。面談?wù){(diào)查法的缺點(diǎn)如下：（1）調(diào)查費(fèi)用支出大，特別是對(duì)于復(fù)雜的、大規(guī)模的市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查時(shí)，人力、財(cái)力和物力消耗很大。（2）對(duì)調(diào)查員的素質(zhì)要求較高。調(diào)查結(jié)果易受調(diào)查員的工作態(tài)度和技術(shù)熟練程度的影響?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備二、市場(chǎng)調(diào)查步驟1.確定研究問題俗話說：“對(duì)一個(gè)問題做出恰當(dāng)定義等于解決了一半”。任何問題都存在許多可以調(diào)查的焦點(diǎn)，如果不能夠?qū)υ搯栴}做出清晰的定義，那么收集信息的成本可能會(huì)超過調(diào)查所得結(jié)果的價(jià)值。也就是說，市場(chǎng)調(diào)查時(shí)問題的確定一定要準(zhǔn)，提出的目標(biāo)一定要明確，這樣便可獲取更直接、有效的信息。例如，消費(fèi)者認(rèn)為某公司產(chǎn)品設(shè)計(jì)落伍；競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的廣告設(shè)計(jì)較佳。2.初步調(diào)查對(duì)背景資料進(jìn)行初步分析，找出問題所在，明確調(diào)查課題的關(guān)鍵和范圍，選擇最主要的也是最需要的調(diào)查目標(biāo)，確定市場(chǎng)調(diào)查方案，主要包括：市場(chǎng)調(diào)查的內(nèi)容、方法和步驟，調(diào)查計(jì)劃的可行性，經(jīng)費(fèi)預(yù)算，調(diào)查時(shí)間等?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備3.調(diào)查計(jì)劃（1）確定時(shí)間、地點(diǎn)、范圍、對(duì)象。（2）確定調(diào)查的方式、方法。（3）確定資料搜集的來源。第一手資料是指為當(dāng)前特定的調(diào)研目標(biāo)而親自收集的資料，第二手資料是指為其他特定的調(diào)研目標(biāo)而收集的現(xiàn)成資料。（4）確定調(diào)查預(yù)算。4.設(shè)計(jì)問卷或調(diào)查表問卷或調(diào)查表的設(shè)計(jì)水平很大程度上與設(shè)計(jì)原則有關(guān)，主要設(shè)計(jì)原則包括：合理性、一般性、邏輯性，提問不能帶有主觀趨向性或暗示性。5.選擇調(diào)查人員調(diào)查人員素質(zhì)的高低，直接關(guān)系調(diào)查質(zhì)量的好壞。（1）調(diào)查人員的選擇。（2）調(diào)查人員的培訓(xùn)。（3）調(diào)查人員的管理?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備6.資料分類整理（1）編輯。選取有用的資料，并核對(duì)資料的準(zhǔn)確性和連貫性。（2）匯總。按問題對(duì)資料進(jìn)行分類集中以備調(diào)用。（3）分類。根據(jù)問題的焦點(diǎn)對(duì)資料進(jìn)行分類，以便有針對(duì)性地提供情況或說明問題。（4）制表。將各個(gè)調(diào)查項(xiàng)目的數(shù)據(jù)和結(jié)果通過圖表的形式展示出來。7.提出調(diào)查研究報(bào)告市場(chǎng)調(diào)查的最后一步就是提出調(diào)查研究報(bào)告，作為企業(yè)進(jìn)行市場(chǎng)營銷決策的參考。調(diào)查研究報(bào)告應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：（1）導(dǎo)言。（2）調(diào)研概況。（3）資料分析。（4）提出建議。撰寫調(diào)查研究報(bào)告時(shí)應(yīng)注意：主題鮮明集中；結(jié)構(gòu)層次分明；選材正確得當(dāng)；語言簡(jiǎn)潔生動(dòng)、通俗易懂，切不可咬文嚼字，故弄玄虛。

【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策（1）能夠根據(jù)客戶需求合理制訂工作計(jì)劃。（2）能夠依據(jù)小組成員的性格特點(diǎn)與技能特長(zhǎng)進(jìn)行合理分工。（3）能夠根據(jù)使用者的需求合理確定手機(jī)支架的結(jié)構(gòu)。（4）能夠確定手機(jī)支架各部分的連接方式?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策一、NX功能概述SIEMENS公司的NX產(chǎn)品系列全面集成了工業(yè)設(shè)計(jì)和造型的解決方案，涵蓋建模、裝配、模擬、制造和產(chǎn)品生命周期管理功能，在機(jī)械、汽車、航天、模具、家電、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。1.啟動(dòng)NX（1）方法一：選擇【開始】→【所有程序】→【SiemensNX】→【NX】命令。（2）方法二：雙擊桌面上的NX快捷方式圖標(biāo)或雙擊NX創(chuàng)建的PRT文件。2.退出NX退出NX有以下幾種方法：（1）單擊標(biāo)題欄上的“關(guān)閉”按鈕。（2）選擇菜單【文件】→【退出】命令。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策3.NX的界面NX通過與MentorGraphicsCapitalHarness和Xpedition的緊密集成，整合了電氣、機(jī)械和控制系統(tǒng)，消除了從開發(fā)到制造的創(chuàng)新障礙，可幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品生命周期。與僅支持CAD的解決方案和封閉型企業(yè)解決方案不同，NX設(shè)計(jì)能夠在開放型協(xié)同環(huán)境中的開發(fā)部門之間提供高級(jí)集成，可用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和制造全范圍的開發(fā)過程。NX的界面如圖1-1所示?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策4.文件操作（1）新建文件。選擇菜單【文件】→【新建】命令，系統(tǒng)彈出“新建”對(duì)話框。（2）打開文件。選擇菜單【文件】→【打開】命令，系統(tǒng)彈出“打開”對(duì)話框。（3）關(guān)閉文件。選擇菜單【文件】→【關(guān)閉】命令即可關(guān)閉文件。（4）導(dǎo)入/導(dǎo)出文件。選擇菜單【文件】→【導(dǎo)入】或【導(dǎo)出】命令可實(shí)現(xiàn)文件的導(dǎo)入/導(dǎo)出。（5）保存文件。保存文件的方式有兩種：一種是直接保存，另一種是另存為其他類型。直接保存文件時(shí)，選擇菜單【文件】→【保存】命令即可。（6）部件屬性。選擇菜單【文件】→【屬性】命令，系統(tǒng)彈出顯示部件屬性的對(duì)話框?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策5.鼠標(biāo)的使用方法

（1）滾動(dòng)鼠標(biāo)中鍵（滾輪）可以縮放模型：向前滾動(dòng)，模型縮??；向后滾動(dòng)，模型變大。（2）按住鼠標(biāo)中鍵移動(dòng)鼠標(biāo)，可旋轉(zhuǎn)模型。（3）按住鍵盤上的Shift鍵，然后按住鼠標(biāo)中鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)即可移動(dòng)模型。（4）按住鍵盤上的Shift鍵，然后按住鼠標(biāo)左鍵，可取消選擇對(duì)象。6.使用NX建模的步驟（1）啟動(dòng)NX。（2）通過【文件】菜單或工具條中【新建】工具建立部件文件。（3）進(jìn)入建模模塊。（4）通過草圖或曲線工具建立模型的二維輪廓。（5）通過建模工具建立三維模型。（6）保存文件并退出?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策7.草圖繪制為了準(zhǔn)確、高效地繪圖，需要在草圖首選項(xiàng)中進(jìn)行草繪參數(shù)設(shè)置和顯示設(shè)置。選擇菜單【首選項(xiàng)】→【草圖】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-2所示的“草圖首選項(xiàng)”對(duì)話框，其中包括【草圖設(shè)置】選項(xiàng)卡、【會(huì)話設(shè)置】選項(xiàng)卡、【部件設(shè)置】選項(xiàng)卡?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策創(chuàng)建草圖的一般步驟如下：（1）為用戶要進(jìn)行建模的特征或部件建立設(shè)計(jì)意圖。（2）使用用戶的公司標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)置草圖的層與目錄。（3）檢查和修改草圖參數(shù)的預(yù)設(shè)置。（4）建立和編緝草圖。（5）按用戶的設(shè)計(jì)意圖約束草圖。（6）使用草圖建立在用戶的模型上的特征。創(chuàng)建草圖只是構(gòu)建了一個(gè)舞臺(tái)，要想讓它具有實(shí)際意義，還必須繪制草圖曲線。草圖曲線工具條用來直接繪制各種草圖對(duì)象，包括點(diǎn)和曲線等。與草圖繪制有關(guān)的命令都集中在【插入】→【草圖曲線】和【編輯】→【草圖曲線】?jī)蓚€(gè)菜單中（草圖環(huán)境模式下）?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策繪制草圖的方法大致有以下3類：（1）在草圖平面內(nèi)直接利用各種繪圖命令繪制草圖。（2）調(diào)用繪圖工具區(qū)內(nèi)存在的曲線繪制草圖。（3）從實(shí)體或片體上提取曲線到草圖中。部分常用的草圖編輯命令介紹如下：（1）快速修剪。單擊【直接草圖】工具條中的【快速修剪】按鈕，或選擇菜單【編輯】→【草圖曲線】→【快速修剪】命令，系統(tǒng)彈出“快速修剪”對(duì)話框，該對(duì)話框中自動(dòng)激活了【要修剪的曲線】選項(xiàng)，可以直接單擊選擇要修剪的部分，實(shí)現(xiàn)快速修剪?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策（2）草圖圓角。單擊【直接草圖】工具條中的【圓角】按鈕，或選擇菜單【插入】→【草圖曲線】→【圓角】命令，系統(tǒng)彈出“圓角”對(duì)話框，該對(duì)話框中包含【圓角方法】和【選項(xiàng)】?jī)蓚€(gè)選項(xiàng)組。（3）草圖約束。在NX中，草圖尺寸約束工具在【直接草圖】工具條中；也可在菜單【插入】→【草圖約束】命令的子菜單中調(diào)用約束命令。一般情況下，草圖約束包含3種類型，即幾何約束、尺寸約束和定位約束。在NX中繪制草圖時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)自動(dòng)標(biāo)注對(duì)象尺寸并且自動(dòng)判斷對(duì)象的約束。自動(dòng)標(biāo)注尺寸是指每繪制一個(gè)對(duì)象，系統(tǒng)將自動(dòng)生成該對(duì)象的幾何尺寸和定位尺寸。例如，狀態(tài)欄顯示“草圖已被16個(gè)自動(dòng)標(biāo)注尺寸完全約束”表明草圖已經(jīng)完全定義。自動(dòng)判斷約束是指系統(tǒng)根據(jù)用戶繪制對(duì)象的位置，自動(dòng)為其添加對(duì)應(yīng)約束。需要說明的是，僅由幾何約束無法完全定義一個(gè)草圖?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策在【直接草圖】工具條中，取消選中【創(chuàng)建自動(dòng)判斷約束】選項(xiàng)和【連續(xù)自動(dòng)標(biāo)注尺寸】選項(xiàng)，可分別取消自動(dòng)判斷約束和自動(dòng)尺寸標(biāo)注。單擊【直接草圖】工具條中的【自動(dòng)判斷約束和尺寸】按鈕，系統(tǒng)彈出“自動(dòng)判斷約束和尺寸”對(duì)話框。在該對(duì)話框中可以選擇要應(yīng)用的自動(dòng)約束，未勾選的約束將不會(huì)被自動(dòng)添加。在該對(duì)話框中還可以設(shè)置自動(dòng)標(biāo)注尺寸的規(guī)則?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策8.實(shí)體掃掠特征（1）拉伸特征。單擊【特征】工具條中的【拉伸】按鈕，或選擇菜單【插入】→【設(shè)計(jì)特征】→【拉伸】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-3所示的“拉伸”對(duì)話框，可進(jìn)行拉伸特征設(shè)置?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策（2）旋轉(zhuǎn)特征。單擊【特征】工具條中的【旋轉(zhuǎn)】按鈕，或選擇菜單【插入】→【設(shè)計(jì)特征】→【旋轉(zhuǎn)】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-4所示的“旋轉(zhuǎn)”對(duì)話框，可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)特征設(shè)置?！緦W(xué)習(xí)提示】圖1-4“旋轉(zhuǎn)”對(duì)話框?qū)W習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策（3）沿引導(dǎo)線掃掠特征。單擊【建模】工具條中的【沿引導(dǎo)線掃掠】按鈕，或選擇菜單【插入】→【掃掠】→【沿引導(dǎo)線掃掠】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-5所示的“沿引導(dǎo)線掃掠”對(duì)話框，可進(jìn)行掃掠特征設(shè)置。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策9.特征修剪（1）抽殼。單擊【特征操作】工具條中的按鈕，或選擇菜單【插入】→【偏置/縮放】→【抽殼】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-6所示的“抽殼”對(duì)話框。該對(duì)話框提供了兩種抽殼方式：“移除面，然后抽殼”和“對(duì)所有面抽殼”。（2）分割面。單擊【特征】工具條中的【分割面】按鈕，或選擇菜單【插入】→【修剪】→【分割面】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-7所示的“分割面”對(duì)話框。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策（3）修剪體。單擊【特征】工具條中的【修剪體】按鈕，或選擇菜單【插入】→【修剪】→【修剪體】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-8所示的“修剪體”對(duì)話框。要對(duì)實(shí)體進(jìn)行修剪，關(guān)鍵是選好用來修剪實(shí)體的平面，可以是創(chuàng)建的新基準(zhǔn)平面或曲面，也可以是系統(tǒng)默認(rèn)的基準(zhǔn)平面。單擊【反向】按鈕，可以切換修剪實(shí)體的方向。（4）拆分體。單擊【特征】工具條中的【拆分體】按鈕，或選擇菜單【插入】→【修剪】→【拆分體】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-9所示的“拆分體”對(duì)話框。選擇拆分實(shí)體，然后選擇拆分平面，其操作與修剪實(shí)體類似，確定拆分面后，單擊【確定】按鈕便可完成分割實(shí)體的操作?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策10.特征的關(guān)聯(lián)復(fù)制單擊【特征】工具條中的【陣列特征】按鈕，或選擇菜單【插入】→【關(guān)聯(lián)復(fù)制】→【陣列特征】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-10所示的“陣列特征”對(duì)話框，常用的特征有線性、圓形、多邊形、螺旋式、沿、常規(guī)和參考等?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策10.特征的關(guān)聯(lián)復(fù)制單擊【特征】工具條中的【陣列特征】按鈕，或選擇菜單【插入】→【關(guān)聯(lián)復(fù)制】→【陣列特征】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-10所示的“陣列特征”對(duì)話框，常用的特征有線性、圓形、多邊形、螺旋式、沿、常規(guī)和參考等。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)（1）能夠根據(jù)手機(jī)支架的結(jié)構(gòu)和組成，使用NX軟件對(duì)手機(jī)支架的零件進(jìn)行三維建模。（2）能夠根據(jù)手機(jī)支架零部件的連接方式完成裝配。（3）在學(xué)習(xí)過程中，時(shí)刻保持認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、勤奮?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)裝配建模模塊是NX中集成的一個(gè)重要的應(yīng)用模塊，該模塊能夠?qū)a(chǎn)品的各個(gè)零部件快速組合在一起，形成產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)，同時(shí)可對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)執(zhí)行爆炸操作，便于設(shè)計(jì)人員更清晰地查看產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)果以及部件的裝配順序。此外，該模塊還允許設(shè)計(jì)人員對(duì)裝配模型執(zhí)行間隙分析、重量管理，以及將裝配機(jī)構(gòu)引入裝配工程圖等?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)一、裝配術(shù)語1.裝配

裝配是指在裝配過程中建立部件之間的連接功能，由裝配部件和子裝配組成。2.裝配部件裝配部件是由零件和子裝配構(gòu)成的部件。NX允許用戶向任何一個(gè)Part文件添加部件構(gòu)成裝配，因此任何—個(gè)Part文件都可以作為裝配部件。3.子裝配子裝配是在高一級(jí)裝配中被用作組件的裝配，子裝配也擁有自己的組件。子裝配是一個(gè)相對(duì)的概念，任何一個(gè)裝配部件均可在更高級(jí)裝配中被用作子裝配。4.組件對(duì)象組件對(duì)象是一個(gè)從裝配部件鏈接到部件主模型的指針實(shí)體。一個(gè)組件對(duì)象記錄的信息包括：部件名稱、層、顏色、線型、線寬、引用集和配對(duì)條件等。5.組件組件是裝配中由組件對(duì)象所指的部件文件。組件可以是單個(gè)部件（即零件）也可以是一個(gè)子裝配。組件由裝配部件引用，而不是復(fù)制到裝配部件中?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)6.單個(gè)零件單個(gè)零件是指在裝配外存在的零件幾何模型，可以將其添加到某一個(gè)裝配中，但它本身不能含有下級(jí)組件。7.混合裝配混合裝配是將自頂向下裝配和自底向上裝配結(jié)合在一起的裝配方法。8.配對(duì)條件配對(duì)是由裝配部件中兩組件間特定的約束關(guān)系來完成的。裝配時(shí)可以通過配對(duì)條件確定某組件的位置。9.主模型主模型（MasterMod61）是供NX模塊共同引用的部件模型。同一主模型可同時(shí)被工程圖、裝配、加工、機(jī)構(gòu)分析和有限元分析等模塊引用。當(dāng)主模型修改時(shí)，相關(guān)應(yīng)用自動(dòng)更新?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)二、裝配建模創(chuàng)建組件的方式有兩種：一種是先設(shè)計(jì)好裝配部件的幾何模型，再將該幾何模型添加到裝配中，幾何模型將會(huì)自動(dòng)成為該裝配的一個(gè)組件；另一種是先創(chuàng)建一個(gè)空的新組件，再在該組件中建立幾何對(duì)象或是將原有的幾何對(duì)象添加到新建的組件中，則該幾何模型便成為一個(gè)組件。具體步驟如下：（1）新建一個(gè)裝配部件幾何模型或者打開一個(gè)存在的裝配部件幾何模型。（2）選擇要進(jìn)行裝配的部件幾何模型。（3）設(shè)置將部件加入到裝配中的相關(guān)信息。1.添加組件單擊【裝配】工具條中的【添加組件】按鈕，或選擇菜單【裝配】→【組件】→【添加組件】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-11所示的“添加組件”對(duì)話框?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)2.設(shè)置定位方式在【定位】下拉式列表中有4種執(zhí)行定位操作的方式，具體如下：（1）絕對(duì)原點(diǎn)。選擇該選項(xiàng)，將按照絕對(duì)原點(diǎn)定位的方式確定組件在裝配中的位置，執(zhí)行定位的組件將與原坐標(biāo)位置保持一致。（2）選擇原點(diǎn)。選擇該選項(xiàng)，將通過指定原點(diǎn)定位的方式確定組件在裝配體中的位置，這樣該組件的坐標(biāo)系原點(diǎn)與選取的點(diǎn)重合。（3）通過約束。該選項(xiàng)是按配對(duì)條件確定部件在裝配中的位置。選擇該選項(xiàng)后，系統(tǒng)彈出“裝配約束”對(duì)話框，要求用戶設(shè)置部件關(guān)聯(lián)的各種信息。（4）移動(dòng)。該選項(xiàng)用于部件添加到裝配中再重新定位。選擇該選項(xiàng)后，系統(tǒng)彈出“點(diǎn)”對(duì)話框，用于確定部件在裝配中的目標(biāo)位置。指定了一定的位置后，系統(tǒng)彈出“移動(dòng)組件”對(duì)話框，要求用戶設(shè)置部件重新定位的方式?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)三、編輯組件1.刪除組件選擇菜單【編輯】→【刪除】命令，系統(tǒng)彈出“類選擇”對(duì)話框，在該對(duì)話框中鍵入組件的名稱或是通過選擇球選擇要?jiǎng)h除的組件，單擊【確定】按鈕即可完成該項(xiàng)操作。2.替換組件單擊【裝配】工具條中的【替換組件】按鈕，或選擇菜單【裝配】→【組件】→【替換組件】命令，系統(tǒng)彈出“替換組件”對(duì)話框。選擇【要替換的組件】和【替換件】，設(shè)置相關(guān)選項(xiàng)，如果需要維持配對(duì)關(guān)系（裝配關(guān)系），勾選【單擊維持關(guān)系】復(fù)選框，最后單擊【確定】按鈕即可完成該項(xiàng)操作?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)3.移動(dòng)組件單擊【裝配】工具條中的【移動(dòng)組件】按鈕，或選擇菜單【裝配】→【組件】→【移動(dòng)組件】命令，系統(tǒng)彈出如圖1-12所示的“移動(dòng)組件”對(duì)話框。單擊【是】按鈕，系統(tǒng)彈出“類選擇”對(duì)話框，在圖形窗口中選中一個(gè)零件后，單擊【確定】按鈕，系統(tǒng)會(huì)彈出如圖1-13所示的“重定位組件”對(duì)話框?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)四、裝配約束裝配約束是通過定義兩個(gè)組件之間的約束條件來確定組件在裝配體中的位置，以確定組件在裝配中的相對(duì)位置。裝配約束由一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)約束組成，關(guān)聯(lián)約束限制組件在裝配中的自由度?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)（1）小組自評(píng)內(nèi)容：小組自評(píng)準(zhǔn)備、計(jì)劃、決策階段的學(xué)習(xí)效果、任務(wù)實(shí)施效果、工作頁填寫結(jié)果等。（2）小組互評(píng)內(nèi)容：實(shí)施過程中，各小組監(jiān)督員在教師的指導(dǎo)下對(duì)其他小組的任務(wù)實(shí)施過程進(jìn)行監(jiān)督，主要檢查任務(wù)進(jìn)度是否按工作計(jì)劃實(shí)施，以及任務(wù)實(shí)施效率和小組成員之間的協(xié)同作業(yè)能力等。（3）教師總評(píng)內(nèi)容：對(duì)實(shí)施過程的正確性和效率等進(jìn)行全面檢查，作為考核和評(píng)分的依據(jù)。（4）能夠歸納整理相關(guān)文件資料并撰寫工作總結(jié)?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)3D打印技術(shù)也稱為增材制造技術(shù)或三維打印技術(shù)，與傳統(tǒng)的“通過切削去除材料”的加工技術(shù)（如車、銑、刨、磨）完全不同，它不需要任何刀具、模具，僅需將經(jīng)過智能化處理后的3D數(shù)字模型文件（CAD模型）輸入3D打印機(jī)，便可快速而精確地制造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，從而實(shí)現(xiàn)“自由制造”。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)一、認(rèn)識(shí)3D打印機(jī)1.3D打印的概念3D打印是快速成型技術(shù)的一種，也稱增材制造。它是一種以數(shù)字三維CAD模型設(shè)計(jì)文件為基礎(chǔ)，通過高能束源或其他方式對(duì)液體、熔融體、粉末、絲、片、板等特殊材料進(jìn)行逐層堆積粘結(jié)，最終疊加成型，直接構(gòu)造出物體的技術(shù)。加工中心與桌面3D打印機(jī)如圖1-14所示?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)2.3D打印的起源及發(fā)展3D打印技術(shù)的核心制造思想起源于美國。1892年，J.E.Blanther在其專利中曾建議用分層制造法構(gòu)成地形圖。1902年，CarloBaese的專利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。1904年，Perera提出了在硬紙板上切割輪廓線，然后將這些紙板粘結(jié)成三維地形圖的方法。20世紀(jì)50年代之后，出現(xiàn)了幾百個(gè)有關(guān)3D打印的專利。隨著3D打印專利技術(shù)的不斷發(fā)展，用于3D打印的設(shè)備也被研發(fā)出來。1988年美國的3DSystems公司根據(jù)Hull的專利生產(chǎn)出了第一臺(tái)商業(yè)3D打印設(shè)備——SLA-250（光固化成形機(jī)），開創(chuàng)了3D打印技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元。在此后的10年中，3D打印技術(shù)蓬勃發(fā)展，涌現(xiàn)出了十余種新工藝和相應(yīng)的3D打印設(shè)備?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)3.3D打印的優(yōu)勢(shì)與不足（1）制造復(fù)雜物品不增加成本。通常來說，物體形狀越復(fù)雜，制造成本越高，但是對(duì)3D打印機(jī)而言，制造形狀復(fù)雜的物品時(shí)成本不增加，打印一個(gè)華麗的、形狀復(fù)雜的物品并不會(huì)比打印一個(gè)簡(jiǎn)單的方塊消耗更多的時(shí)間、技能或成本。（2）產(chǎn)品多樣化不增加成本。3D打印省去了培訓(xùn)機(jī)械師或購置新設(shè)備的成本。只需要采用不同的數(shù)字設(shè)計(jì)藍(lán)圖和新的原材料就可通過3D打印機(jī)打印出形狀各異、材料和顏色多樣的產(chǎn)品。（3）無須組裝。3D打印能使部件一體化成型。3D打印機(jī)通過分層制造可以同時(shí)打印多個(gè)部件，并以組裝好的形式出現(xiàn)，省略組裝環(huán)節(jié)也就是縮短了供應(yīng)鏈，節(jié)省了在勞動(dòng)力和運(yùn)輸方面的花費(fèi)?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)（4）零時(shí)間交付。3D打印機(jī)可以按需打印，即時(shí)生產(chǎn)，減少了企業(yè)的實(shí)物庫存，企業(yè)可以根據(jù)訂單使用3D打印機(jī)制造出特別的或定制的產(chǎn)品以滿足客戶需求，零時(shí)間交付式生產(chǎn)能最大限度地減少長(zhǎng)途運(yùn)輸和庫存的成本。（5）設(shè)計(jì)空間無限。傳統(tǒng)制造技術(shù)制造的產(chǎn)品形狀有限，造型受制于所使用的工具，3D打印機(jī)可以突破這些局限，開辟巨大的設(shè)計(jì)空間，甚至可以制作目前可能只存在于自然界的形狀。（6）零技能制造。批量生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)控制的3D打印機(jī)降低了對(duì)使用者技能的要求。3D打印機(jī)可以從設(shè)計(jì)文件里獲得各種指示并完成產(chǎn)品制造，制作同樣復(fù)雜的物品，3D打印機(jī)所需要的操作技能比任何傳統(tǒng)機(jī)器都少。（7）不占空間，便攜。3D打印機(jī)可以制造和其打印機(jī)平臺(tái)一樣大的物品，3D打印機(jī)調(diào)試好后，打印設(shè)備可以自由移動(dòng)。通過移動(dòng)或機(jī)器手式操作，3D打印機(jī)可以制造比自身還要大的物品?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)（8）減少廢棄副產(chǎn)品。3D打印機(jī)制造金屬零件時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品較少。隨著打印材料的升級(jí)，“凈成形”制造有望成為更環(huán)保的加工方式。（9）材料無限組合。隨著多材料3D打印技術(shù)的發(fā)展，可以將不同原材料融合在一起，以前無法混合的原材料混合后將形成新的材料，這些材料的性能先進(jìn)、色調(diào)繁多，打印出的產(chǎn)品將具有獨(dú)特的屬性或功能。（10）精確的實(shí)體復(fù)制。未來，3D打印會(huì)將數(shù)字精度擴(kuò)展到實(shí)體世界。掃描技術(shù)和3D打印技術(shù)將共同提高實(shí)體世界和數(shù)字世界之間形態(tài)轉(zhuǎn)換的分辨率，人們可以掃描、編輯和復(fù)制實(shí)體對(duì)象，創(chuàng)建精確的副本或優(yōu)化原件。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)二、熔融沉積成型法熔融沉積成型法（FusedDepositionModeling，F(xiàn)DM）是ScottCrump（Stratasys創(chuàng)始人）于20世紀(jì)80年代發(fā)明的一種應(yīng)用廣泛的3D打印技術(shù)，同時(shí)也是最早開源的3D打印技術(shù)之一。1.工作原理詳解（1）塑料絲通過材料管輸送至打印頭內(nèi)，再通過打印頭內(nèi)的熱電阻加熱器將塑料絲加熱至半流體狀態(tài)（180℃～240℃）。（2）打印頭會(huì)在軟件控制下沿CAD確定的二維幾何軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，打印頭上的打印噴嘴將半流體狀態(tài)的塑料擠出在打印平板上并很快凝固，這個(gè)過程就像拿著畫筆在一張白紙上畫圖一樣?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)（3）一個(gè)切片截面打印完成后，打印平臺(tái)沿Z軸向下移動(dòng)一個(gè)層厚的高度，通常為0.1～0.5mm（視機(jī)器及參數(shù)設(shè)定情況確定）。（4）前一個(gè)已經(jīng)打印完的截面就變成了新的打印平面，如此反復(fù)，直至整個(gè)模型打印完成。如圖1-15所示為熔融沉積成型法工作原理圖，如圖1-16所示為電腦計(jì)算切片并生成打印頭運(yùn)動(dòng)軌跡?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)2.使用材料FDM3D打印技術(shù)使用的主要材料為ABS（AcrylonitrileButadieneStyrene，丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共聚物）和PLA（PolylacticeAcid，生物降解塑料聚乳酸），如圖1-17所示?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)（1）ABS工程塑料。ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，其強(qiáng)度、柔韌性和機(jī)械加工性能優(yōu)異，并具有更高的耐溫性，是工程機(jī)械零部件的優(yōu)選塑料。ABS工程塑料的缺點(diǎn)是在打印過程中會(huì)產(chǎn)生氣味，此外，ABS具有冷收縮性，打印過程中模型易與打印平板脫離。（2）PLA工程塑料。PLA工程塑料是當(dāng)前桌面式3D打印機(jī)使用最廣泛的材料之一，PLA工程塑料是生物可降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米）提煉出的淀粉原料制成?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)（3.優(yōu)勢(shì)和不足FDM技術(shù)可以說是優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比最強(qiáng)烈的一種3D打印技術(shù)。（1）優(yōu)點(diǎn)。1）工作原理簡(jiǎn)單，操作與維護(hù)容易。2）3D打印技術(shù)開源，用戶普及率高。3）對(duì)使用環(huán)境幾乎沒有任何限制，可以在辦公室或家中使用。4）打印出來的模型的強(qiáng)度、韌性都很高，可以用于條件苛刻的功能性測(cè)試。（2）缺點(diǎn)。1）打印速度比較慢，特別是在打印大尺寸模型或批量打印時(shí)速度更慢。2）尺寸精度較差，表面相對(duì)粗糙，有清晰的條紋，不適合尺寸精度要求較高的裝配件打印。3）在打印結(jié)構(gòu)形態(tài)復(fù)雜的模型時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)很難去除?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)三、桌面式3D打印機(jī)3D打印技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代，但無論是技術(shù)應(yīng)用還是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)初衷都集中在工業(yè)制造領(lǐng)域，這些3D打印機(jī)動(dòng)輒數(shù)百公斤的質(zhì)量，幾十萬到數(shù)百萬的價(jià)格，讓普通消費(fèi)者以及小型公司和設(shè)計(jì)工作室望塵莫及。隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)周期不斷提速，3D打印技術(shù)不斷成熟與多元化，以及越來越多的具有DIY精神的極客、創(chuàng)客的出現(xiàn)，人們對(duì)于一款可放置在辦公桌上、結(jié)構(gòu)緊湊小巧、造價(jià)相對(duì)低廉、操作維護(hù)簡(jiǎn)便的桌面式3D打印機(jī)的需求越來越強(qiáng)烈。目前，桌面式3D打印機(jī)采用的主要成型工藝是FDM技術(shù)，此外，基于樹脂光固化的SLA技術(shù)以及LOM技術(shù)是近幾年的新興技術(shù)。近年來，3D打印機(jī)在個(gè)人消費(fèi)市場(chǎng)的需求急速膨脹。由于個(gè)人制造沒有傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的約束，未來仍將保持相對(duì)較快的發(fā)展速度，存在巨大的市場(chǎng)潛在需求。本項(xiàng)目所使用的Win3DP-FDM打印機(jī)是由北京三維天下科技股份有限公司推出的快捷桌面型3D打印機(jī)，成型工藝是FDM技術(shù)。

【學(xué)習(xí)提示】三維數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造21世紀(jì)技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列教材·機(jī)械設(shè)計(jì)制造系列PART01項(xiàng)目1手機(jī)支架的設(shè)計(jì)與3D打印PART02項(xiàng)目2餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的設(shè)計(jì)與3D打印PART03項(xiàng)目3膠槍三維掃描與逆向造型目錄CONTENTSPART04項(xiàng)目4搟面人偶建模、裝配與運(yùn)動(dòng)仿真PART02項(xiàng)目2餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的設(shè)計(jì)與3打印學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與決策學(xué)習(xí)活動(dòng)3實(shí)施與改進(jìn)學(xué)習(xí)活動(dòng)4檢查與評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)活動(dòng)5素養(yǎng)提升——產(chǎn)業(yè)之魂項(xiàng)目2餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的設(shè)計(jì)與3打印◆認(rèn)知目標(biāo)（1）能夠描述餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的功能，明確工作任務(wù)的要求及分工，服從小組工作安排。（2）能夠描述餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。（3）掌握NX曲面功能?！裟芰δ繕?biāo)（1）能夠在教師指導(dǎo)下讀懂任務(wù)書。（2）會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料文獻(xiàn)，并提煉要點(diǎn)。（3）會(huì)使用NX曲線功能進(jìn)行三維建模。（4）會(huì)使用NX裝配模塊快速組合零件。（5）會(huì)使用3D打印機(jī)打印零部件并進(jìn)行組裝。（6）3D打印機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)進(jìn)行故障分析并維修?！羲仞B(yǎng)目標(biāo)（1）在學(xué)習(xí)過程中，時(shí)刻保持認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、勤奮。（2）能夠在無教師指導(dǎo)的情況下合理分工，協(xié)作完成任務(wù)?！卷?xiàng)目目標(biāo)】項(xiàng)目2餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的設(shè)計(jì)與3打印隨著我國餐飲業(yè)的快速發(fā)展，餐廚垃圾產(chǎn)量也逐年增加。起初，國內(nèi)大多城市將餐廚垃圾與生活垃圾混合處理，以傳統(tǒng)的填埋、焚燒方式為主。但由于餐廚垃圾含水率高、容易腐敗變質(zhì)、含鹽量高、含油量高等，因此不利于填埋和焚燒處理，且這種處理方式不利于餐廚垃圾中蘊(yùn)含的營養(yǎng)成分和有機(jī)質(zhì)能量再利用。近年來，人們的環(huán)保和衛(wèi)生意識(shí)不斷增強(qiáng)，國家有關(guān)部門對(duì)餐廚垃圾及廢棄食用油的收運(yùn)、處理方式逐步完善，相繼出臺(tái)了多項(xiàng)政策措施。在這樣的大背景下，某市餐飲集團(tuán)需要定制一批餐廚垃圾干濕分離垃圾桶放置于餐廳后廚，具體要求如下：【工作情景描述】項(xiàng)目2餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的設(shè)計(jì)與3打印一、功能性要求（1）落地式。（2）可處理蔬菜、帶骨肉類、面食、油湯等餐廚垃圾。（3）干濕分離，油水分離，去水率95%以上，提油純度95%以上。（4）操作簡(jiǎn)單。（5）減少餐廚垃圾處理費(fèi)用70%～80%。油水分離后，因油導(dǎo)致的管道堵塞率降低90%。分離出的油回收后能有效再利用，制成生物燃油等。二、結(jié)構(gòu)性要求（1）機(jī)械式。（2）所有結(jié)構(gòu)必須質(zhì)量可靠，符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。（3）設(shè)備采用220V交流供電。（4）設(shè)備長(zhǎng)寬高限制在1000毫米×1000毫米×1100毫米以內(nèi)。三、效率性要求（1）每小時(shí)不間斷處理300公斤。（2）能夠24小時(shí)工作?！竟ぷ髑榫懊枋觥宽?xiàng)目2餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的設(shè)計(jì)與3打印四、維護(hù)性要求（1）故障率低。（2）容易維護(hù)。五、項(xiàng)目造價(jià)要求（1）單機(jī)成本控制在1萬元以內(nèi)。（2）市場(chǎng)售價(jià)在5.8萬～9.8萬/臺(tái)。本項(xiàng)目主要內(nèi)容是基于NX三維建模軟件，設(shè)計(jì)該產(chǎn)品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件三維模型及裝配模型?！竟ぷ髑榫懊枋觥繉W(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備（1）能夠描述餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的功能。（2）明確工作任務(wù)的要求。（3）能夠描述餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。（4）會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料文獻(xiàn)，并提煉要點(diǎn)?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備Win3DP-FDM打印機(jī)是由北京三維天下科技股份有限公司推出的快捷桌面型3D打印機(jī)，可快速打印出樣品模型，及時(shí)呈現(xiàn)創(chuàng)意火花。Win3DP-FDM打印機(jī)主要基于FDM（Fused

Deposition

Modeling）工藝，打印材料（PLA）經(jīng)導(dǎo)管送至智能控制噴頭后加熱熔融并最終堆積成型。

一、認(rèn)識(shí)打印機(jī)1.安裝打印機(jī)第1步，取出Win3DP-FDM打印機(jī)。第2步，將料軸安裝在3D打印機(jī)的后背板上，如圖2-1所示。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備第3步：如圖3-2所示，插上電源，打開開關(guān)。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備第4步：先點(diǎn)擊【移軸】按鈕，然后點(diǎn)擊【歸位】按鈕，如圖2-3所示?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備第5步：取出平臺(tái)下方的保護(hù)泡沫，如圖2-4所示?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備第6步：在機(jī)器左側(cè)找到SD卡槽，插入SD卡，如圖2-6所示。插卡時(shí)要注意卡的方向，避免插錯(cuò)。至此，打印機(jī)安裝完畢?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備2.按鈕及部件簡(jiǎn)介（1）打印機(jī)側(cè)面：電源口、USB口、SD卡槽、開關(guān)鍵，如圖2-6所示。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備（2）打印平臺(tái)：由平臺(tái)、玻璃板、支架及平臺(tái)調(diào)整螺絲組成，如圖2-7所示。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備（3）限位開關(guān)：X軸限位開關(guān)和Y軸限位開關(guān)在外部，如圖2-8和圖2-9所示，Z軸限位開關(guān)在內(nèi)部。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備（3）限位開關(guān)：X軸限位開關(guān)和Y軸限位開關(guān)在外部，如圖2-8和圖2-9所示，Z軸限位開關(guān)在內(nèi)部?！緦W(xué)習(xí)提示】圖2-9Y軸限位開關(guān)學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備（4）打印頭：由送料器、噴頭、散熱風(fēng)扇和冷卻風(fēng)扇組成，如圖2-10所示?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備注意，噴頭在工作過程中溫度很高，可達(dá)到200℃，不要用手觸碰，以免燙傷。3.主要界面介紹主界面1：上方3個(gè)坐標(biāo)圖是溫度監(jiān)測(cè)曲線圖，實(shí)時(shí)反映相應(yīng)部件的溫度，黃線為實(shí)時(shí)溫度，紅線為設(shè)定溫度，如圖2-11所示?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備主界面2：3個(gè)表分別用于對(duì)“打印速度”“風(fēng)扇轉(zhuǎn)速”“材料流量”進(jìn)行檢測(cè)與控制，如圖2-12所示?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備主界面3：手動(dòng)控制打印頭和平臺(tái)的位移，如圖2-13所示?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備主界面4：控制材料的進(jìn)退料，如圖2-14所示。【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備主界面5：SD卡界面。如2-15所示，中間一欄為SD卡中已經(jīng)做好了切片的模型文件，點(diǎn)擊其中一個(gè)文件，會(huì)在左邊出現(xiàn)3個(gè)符號(hào)：第1個(gè)表示開始打印，第2個(gè)表示暫停打印，第3個(gè)表示停止打印?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備二、打印機(jī)的操作流程1.進(jìn)料把材料通過送料電機(jī)送入打印頭，使噴頭能正常擠料打印，這個(gè)過程稱為進(jìn)料。具體操作如下：第1步，向下按住進(jìn)料口的藍(lán)色塑料圈，將白色固定管拔出。第2步，將料盤固定在支架上，將材料的一端穿過白色的固定管，從另一端露出，再用剪刀把材料的這端修剪一個(gè)坡口。

第3步：點(diǎn)擊觸摸屏上的【移軸】按鈕，選擇【一鍵進(jìn)料】，此時(shí)機(jī)器會(huì)自動(dòng)加熱噴嘴。該過程中觸屏?xí)绘i定，不響應(yīng)任何操作。第4步：“嘀”聲響表示達(dá)到材料融化溫度，此時(shí)將材料用力加入進(jìn)料口，感到材料被齒輪咬住，好像有一個(gè)向下的力拉拽材料即可。此時(shí)材料向下運(yùn)動(dòng)，噴頭開始擠料，機(jī)器發(fā)出蜂鳴聲，表示進(jìn)料操作完畢，觸屏自動(dòng)解鎖，最后將白色固定管插回原位?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備2.打印第1步，插入SD卡。第2步，在平臺(tái)玻璃板上均勻涂抹固體膠，不要涂得太厚，涂抹范圍為所打印零件的大小。第3步，在觸摸屏上點(diǎn)擊【SD卡】按鈕，選擇要打印的文件（“.gcode”格式），點(diǎn)擊【開始打印】按鈕。在打印之前，打印頭和平臺(tái)都要經(jīng)過升溫過程，可通過觸摸屏的主界面查看噴嘴升溫曲線和平臺(tái)升溫曲線。此時(shí)觸摸屏被鎖定。第4步，打印頭開始打印。先在平臺(tái)上畫出模型的外輪廓，觀察外輪廓是否貼合牢固、材料是否均勻，如果不是，需要調(diào)整平臺(tái)再進(jìn)行打??；如果是，即可開始打印。3.取件第1步，打印完成后，機(jī)器會(huì)發(fā)出提示音，噴頭回到原點(diǎn)，將平臺(tái)移至合適位置。第2步，用鏟子將工件從平臺(tái)上取下，去除支撐。第3步，整理平臺(tái)，歸位?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)1調(diào)研與準(zhǔn)備4.退料第1步，向下按住進(jìn)料口藍(lán)色的塑料片，將白色固定管拔出。第2步，點(diǎn)擊觸摸屏的【移軸】按鈕，選擇【PLA材料】欄下的【一鍵退料】，此時(shí)機(jī)器會(huì)自動(dòng)升溫，當(dāng)達(dá)到熔化溫度后會(huì)自動(dòng)退料。該過程中觸摸屏?xí)绘i定，不響應(yīng)任何操作。當(dāng)機(jī)器發(fā)出提示音，表明退料操作完畢，觸摸屏解鎖，向上拔出材料，取走料盤，退料完成。

【學(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與實(shí)施（1）明確工作任務(wù)的要求及分工，服從小組工作安排。（2）能夠根據(jù)甲方對(duì)餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的要求確定結(jié)構(gòu)組成。（3）能夠合理選擇餐廚垃圾干濕分離垃圾桶的連接方式。（4）分析各小組成員設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式，總結(jié)出本組最優(yōu)方案。

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與實(shí)施一、打印機(jī)常見問題處理在使用3D打印機(jī)打印的過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)模型建立正確，在平板上涂膠或者貼紙的方式正確，但打印時(shí)模型發(fā)生移位的問題。如何處理呢？打印時(shí)，打印頭在Z軸的坐標(biāo)是不會(huì)發(fā)生變化的，且平臺(tái)的上、下坐標(biāo)有極限值，如果極限值與噴頭的距離不合適的話，便無法正常打印，此時(shí)需要微調(diào)平臺(tái)的高度。只有兩者的距離合適了，打印時(shí)模型才不會(huì)移位。1.噴頭與平臺(tái)的正確距離在平臺(tái)與噴頭之間放置一張A4紙，依次將噴頭移動(dòng)到平臺(tái)4個(gè)支點(diǎn)的上方，平行往外拖拽紙張，如果感覺有阻力，但是噴頭又不會(huì)撕裂紙張，那么這個(gè)距離就是正確的。注意，必須如圖2-16所示的4個(gè)支點(diǎn)的距離都正確，才能保證噴頭與平臺(tái)的距離正確?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)劃與實(shí)施2.距離誤差對(duì)打印的影響若噴頭與平臺(tái)距離過小，噴頭擠不出料，打印會(huì)有斷裂；若噴頭與平臺(tái)距離過大，噴頭擠出的料不能在平臺(tái)上粘牢，會(huì)跟隨噴頭移動(dòng)。3.調(diào)平臺(tái)的具體步驟第1步，點(diǎn)擊【移軸】按鈕，點(diǎn)擊Z軸的向下箭頭，如圖2-17所示，將平臺(tái)稍微向下移動(dòng)。在平臺(tái)上鋪一張A4紙，如圖2-18所示，然后按【home】鍵將三軸歸位?！緦W(xué)習(xí)提示】學(xué)習(xí)活動(dòng)2計(jì)