先进制造技术
实验报告
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机械工程综合实验中心
实验一、3D打印实验
一、实验目
通过实验理解3D打印技术基本概念，理解3D打印机系统构成，掌握3D打印机基本操作，加深对熔融沉积制造理解，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)，属于迅速成型技术一种。

它是一种以数字模型文献为基本直接制造技术，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，通过逐级堆叠累积方式来构造物体，即“积层制造”。

3D打印与老式机械加工技术不同，后者普通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打印技术经常被用于制造模型，现正逐渐用于某些产品直接制造。

特别是某些高价值产品(例如髋关节或牙齿，或某些飞机零部件)已有使用这种技术打印而成零部件，意味着“3D打印”这项技术普及。

3D打印当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)、选取性激光烧结(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截面，生成控制FDM喷嘴移动途径二维几何信息；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，沿上位机软件拟定二维几何信息运动轨迹，喷头将半流动状态材料挤压出来，凝固形成轮廓形状薄层。

当一层完毕后，成型工作台下降一种分层厚度，继续成型下一层，这样层层堆积粘结，自下而上形成一种零件三维实体。

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、观测分析MakerBot Replicator 2X桌面3D打印机理解其构造及用法；
3、完毕成型零件模型打印。

四、实验设备
1、MakerBot Replicator 2X桌面3D打印机；
2、电脑、专用工具及辅助工具等。

五、实验环节
1、成型零件三维模型数据格式转换
(1) 打开MakerWare软件，点击“Add”按钮找到待成型零件三维模型数据(**.stl格式)文献，选取该文献；
(2) 选中“Look”按钮通过拖拽旋转打印平台，也可以选取子菜单从Top，Side或Front 方向查看模型；
(3) 选中“Move”按钮通过拖拽移动打印平台上模型，也可以选取子菜单精准移动模型，拟定模型摆放位置；
(4) 选中“Tum”按钮通过拖拽旋转模型，也可以用子菜单精准旋转模型，拟定模型成型方向；
(5) 选中“Scale”按钮通过拖曳缩放模型，也可以用子菜单精准控制缩放大小；
(6) 点击“Make”设定模型成型工艺参数；
(7) 成型零件三维模型生成并保存为加工文献。

2、零件成型加工
(1) 装载成型零件加工文献SD卡；(2) 打开MakerBot Replicator 2X桌面3D打印机电源开关；
(3) 调平打印平台；
依照LCD屏幕批示，在每个位置启动程序规定下，分别调节打印平台下方后方、右面和左面三个旋钮，并用支持卡在打印托盘和喷嘴间滑过，支持卡通过时候会有某些轻微摩擦，但不会将卡片划破，就达到喷头在打印托盘调平规定。

(4) 装载材料；
1)从喷头顶端取下导料管；2)从料盘引出一段PLA丝线，从机箱后导料管顺时针穿入直到从另一端伸出；3)按下LCD面板上M键，LCD屏幕批示选取加热喷头开始加热；4)当喷头温度达到230℃后LCD屏幕提示进料，将PLA丝线用力推入喷头顶部孔，保持压力直至喷嘴有PLA丝线吐出；5)按下LCD面板上M键，停止吐丝；6)放回导料管，清理、移除吐出PLA丝。

(5) 打印目的文献；
进入主界面，选取“Build from SD”按“M”键；选取预打印文献名称，按“M”键底板加热，达到230℃，开始打印从底座开始直到打印模型完毕。

(5) 用专用工具取出模型；
(6) 成型模型进行打磨、清理后解决；
3、加工成型模型拍照；
4、完毕实验报告。

实验一、3D打印实验报告
实验时间：年月。