項目二游戲模型3D打印-任務一

3D打印熟悉UPBox3D打印機UPBox是全球首款專業(yè)級桌面機，擁有：完全自動的平臺校準；內置空氣過濾系統(tǒng)；智能支撐生成；功能強大又容易使用的配套軟件。在這項任務中將結合其原理知識，詳細介紹UPBox3D打印機的基本參數(shù)、機械結構、控制系統(tǒng)以及材料等。任務描述任務實施CONTENT目錄1UPBox3D打印機機械結構及原理介紹2UPBox3D打印機控制系統(tǒng)介紹3UPBox3D打印機使用材料介紹PART01UPBox3D打印機機械結構及原理介紹近幾年通過對桌面3D打印機機體創(chuàng)新設計的研究，開放式桌面3D打印機正逐漸被封閉式桌面3D打印機所取代，在使用更為先進的封閉式桌面3D打印機時，需先將耗材穿過機殼引入三維打印機內部，這種機型整體外觀簡潔美觀，結構設計科學合理。圖2-2-1即是UPBox3D打印機設備圖。一、UPBox3D打印機機械結構及原理介紹圖2-2-1UPBox3D打印機一、UPBox3D打印機機械結構及原理介紹1.UPBox3D打印機機械結構機械結構機身全封閉式，塑料外殼加金屬骨架整機重量20KG/44LB機身尺寸485(W)x520(H)x495(D)mmUPBox3D打印機的內部結構如圖2-2-2所示，最上面是X軸、Y軸，X軸與Y軸是垂直方向的，使打印噴頭前后左右運動，Z軸是垂直的，可上下移動。下面主要部件有打印平臺、噴嘴高度檢測器，LED指示燈，還包括空氣過濾器，和一些零件組成。圖2-2-3為打印機頭座及打印機頭的結構圖，打印機頭座主要包括磁鐵、自動調平探頭、打印頭鎖緊螺釘?shù)攘慵?。打印頭主要包括風扇、噴嘴、通風導管、風速操作桿等零件。該打印機不僅滿足了用戶對成型空間、精度和速度等基礎的要求，還在UPBox上推出四項創(chuàng)新：①無需配件的全自動調平和噴頭測高，校準過程中無需人為干預；②內置的空氣凈化系統(tǒng)，機身內配有降低煙氣和打印氣味的空氣過濾器；③顯示打印狀態(tài)的呼吸指示燈，可以實時顯示UPBox初始化、打印中、暫停、出錯等多種運行狀態(tài)；④封閉式的成型空間保證了溫度的穩(wěn)定性，配上新的ABS打印表面，使模型更好地粘合在平臺上，雙管齊下有效解決打印大件模型時翹邊的問題。圖2-2-2打印機內部結構圖2-2-3打印機結構一、UPBox3D打印機機械結構及原理介紹2.UPBox3D打印機機原理介紹UPBox3D打印機屬于FDM技術，它的成型原理利用高溫將材料融化成液態(tài)，通過打印頭擠出后固化，最后在立體空間上沉積形成立體實物。該打印機主要使用PLA或ABS耗材，操作流程大概為將三維模型保存成STL.UP3.UPP格式，然后使用切片軟件，將保存的.STL.UP3.UPP格式文件模型轉換為UPBox3D打印機可以使用的代碼，再通過USB接口或者SD卡傳遞給3D打印機，最后UPBox3D打印機通過加熱PLA液態(tài)細絲，并由噴頭噴出，一層一層的沉積成型。在原理上，輕點電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺噴墨打印機上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時，軟件通過電腦輔助設計技術（CAD）完成一系列數(shù)字切片，這些切片的信息會被傳送到3D打印機上，后者會將連續(xù)的薄型層面堆疊起來，直到一個固態(tài)物體成型。3D打印機與傳統(tǒng)打印機最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料。PART02UPBox3D打印機控制系統(tǒng)介紹在這個強大的機器中，控制系統(tǒng)如同心臟可謂是舉足輕重。UPBox的主板特別優(yōu)化了之前的控制系統(tǒng)，充分考慮穩(wěn)定性、散熱性、易用性。設計之初，考慮到用戶的個人需求，以不同顏色來區(qū)分不同的接口，使用XH連接器，防止反插。5個電機驅動，支持大功率預熱。二、UPBox3D打印機控制系統(tǒng)介紹PART02UPBox3D打印機使用材料介紹三、UPBox3D打印機使用材料介紹對于材料而言最為常見的FDM技術中材料有ABS和PLA兩種。

1.ABS塑料ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。英文名為acrylonitrile–butadiene–styrenecopolymer,簡稱ABS，ABS通常為淺黃色或乳白色的粒料非結晶性樹脂，如圖2-2-4所示。大部分ABS是無毒的，不透水，但略透水蒸氣，吸水率低，室溫浸水一年吸水率不超過1%而物理性能不起變化。ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。ABS塑料樹脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物，它將PB，PAN，PS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。由于具有三種組成，而賦予了其很好的性能；丙烯腈賦予ABS樹脂的化學穩(wěn)定性、耐油性、一定的剛度和硬度；丁二烯使其韌性、沖擊性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介電性能，并呈現(xiàn)良好的加工性。

ABS具有優(yōu)良的綜合物理和機械性能，極好的低溫抗沖擊性能，尺寸穩(wěn)定性。而電性能、耐磨性、抗化學藥品性、染色性、成品加工和機械加工較好。ABS樹脂制品表面可以拋光，能得到高度光澤的制品。ABS樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。ABS樹脂熱變形溫度低可燃，耐候性較差。熔融溫度在217~237℃，熱分解溫度在250℃以上。

ABS樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色。還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工。廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。圖2-2-4ABS樹脂三、UPBox3D打印機使用材料介紹2.PLA塑料聚乳酸（PLA）是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米、甘薯、土豆等）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經(jīng)由發(fā)酵過程制成乳酸，再通過化學合成轉換成PLA。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對保護環(huán)境非常有利，是公認對環(huán)境友好的材料。圖2-2-5是PLA材料圖。PLA具有最良好的拉伸強度及延展度，物理性能良好。聚乳酸也可以通過各種普通加工方式生產(chǎn)，例如：熔化擠出成型，射出成型，吹膜成型，發(fā)泡成型及真空成型，與目前廣泛所使用的聚合物有類似的成形條件。PLA適用于吹塑、注塑、吸塑、壓延等多種加工方法，加工方便，應用十分廣泛。可用于加工從工業(yè)到民用的各種塑料制品、包裝食品、快餐飯盒、無紡布、工業(yè)及民用布等。進而加工成農用織物、保健織物、抹布、衛(wèi)生用品、室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面等。此外它也具有與傳統(tǒng)薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以應各不同業(yè)界的需求，制成各式各樣的應用產(chǎn)品。

聚乳酸PLA的熱穩(wěn)定性好，加工溫度170～230℃，有好的抗溶劑性。由PLA制成的產(chǎn)品除能生物降解外，生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好，還具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，還具有PS相似的光澤度和加工性能，因此具有廣闊的市場前景，用途十分廣泛，可用作包裝材料、纖維和非織造物等，目前主要用于服裝(內衣、外衣)、建筑、農業(yè)、林業(yè)、造紙等領域。此外，PLA的相容性與可降解性良好，在醫(yī)藥領域應用也非常廣泛，如可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術縫合線等，低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。

聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，還