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快速成形实验指导书 快速成形实验指导书工程训练中心xx年12月 2821、实习目的及要求1）掌握快速成形的基本理论；2）了解快速成形工艺方法种类及特点；3）掌握快速成形设备操作方法。 2、实验内容1）快速成形的基本理论 （1）快速成形的产生、发展； （2）快速成形的工作原理及分类。 2）快速成形设备的操作（Aurora软件的使用方法）3）产品原型的加工做过程 3、实验场地及设备1）场地创新实验室（三楼）2）设备一台快速成形机 4、实训安全及注意事项1）应严格遵守长春工业大学及工程训练中心关于校规校纪、厂规厂纪的有关规定，严格遵守各项安全操作规程，爱护所使用的各个设备，维护保养所使用的机床，并保持教学场地的环境卫生；2）严格服从教师的指导，不得擅自使用未经允许使用的设备及附件；3）正确开关计算机，计算机编程结束后应关闭计算机；4）不得损坏所使用的各个设备、附件及工夹量具，并切实保证人身安全和设备安全；5）进行加工所使用的程序必须经过指导教师的检查方可使用。 35、快速成形的产生、发展快速成形技术指在不需要任何刀具、模具、工装的情况下，根据产品的三维CAD设计数据，利用快速成形设备及自上而下分层堆积的工艺，快速准确地制造出产品原型的一项新技术。 快速成形技术简称RP技术(Rapid Prototyping)。 由于工艺上的革命性变革，该技术彻底突破了传统加工工艺的束缚，可方便地加工空间复杂曲面及各种复杂结构，并在几天甚至几小时内将设计转化为可供实用的产品原型。 该产品原型可用来进行设计验证、功能检测、装配检测有及新产品展示，甚至可以直接作为零件使用。 不仅大大减少了设计周期，而且有效降低了新产品开发风险。 该技术还可为一些有前景的应用机械解决工艺难题，并可带动相关技术如激光、电控、计算机技术、检测技术及新材料、新工艺的发展。 由于该技术在加速设计、沟通设计与制造及迅速形成生产能力等方面可以给企业带来无与伦比的竟争能力，因而出现伊始，就受到了工业界的广泛重视。 快速成形的概念始于20世纪80年代，美国3M公司、UVP公司及日本名古屋工业研究所分别提出了应用紫外激光固化光敏树脂，通过逐层堆积制造三维实体的快速制造新概念。 1988年第一台商品化的快速成形设备面市。 短短几年内，快速成形技术迅猛发展，多种快速成形系统相继问世，如美国3D公司的激光光固法快速成形系统（SLA）、Helisys公司的激光选择切割快速成形系统（LOM）、Stratasys公司的熔融堆积快速成形系统（FDM）以及德国EOS公司的激光选择性烧结快速成形系统（SLS）等。 到1994年，全球已销售了近千台快速成形设备，而1995年销量达到了500余台。 与之对应的快速成形技术服务中心也由1992年的几十家迅速发展到1996年的200余家。 现在是多少？快速成形一经出现，就受到了国内外科技及工业界的广泛重视，自20世纪90年代开始，美国和欧洲每年都要举行一次专门的快速成形技术学术研讨会。 近几年来，这项技术的发展及其应用更成为许多国际学术会议的主要议题之一。 随着计算机集成技术、数控技术、激光、精密测量及制造及新材料、新工艺的发展，快速制造技术还将进一步完善。 其发展趋势可归纳如下1）设备分辨率更高，可制作传统工艺无法制作的复杂、精密的产品，如照相机、磁头等，可制作的最小尺寸0.5mm；2）产品制造精度更高，尺寸精度更接近实际产品；3）制造速度更快；4）设备的自动化程度更高，不仅可自动生产，而且可自动监控生产状况，优化生产过程，自动诊断故障，使设备可靠性更好，维护更方便；5）进一步降低生产成本，节约能源；6）减少或消除生产原材料对环境的污染；47）开发出更好更适用的材料，使其强度及韧性进一步提高。 6、快速成型技术的原理、工艺过程及技术特点快速成型属于离散堆积成型。 它从成型原理上提出一个全新的思维模式三维模型，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，按照这些轮廓信息自动生成加工路径，由成型头在控制系统的控制下，选择性地固化或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维坯件，然后进行坯件的后处理，形成零件。 6.1快速成型的工艺过程具体如下1）产品三维模型的构建。 由于RP系统是由三维CAD模型直接驱动，因此首先要构建所加工工件的三维CAD模型。 该三维CAD模型可以利用计算机辅助设计软件（如Pro/E、I-DEAS、Solid Works、UG等）直接构建，也可以将已有产品的二维图样进行转换而形成三维模型，或对产品实体进行激光扫描、CT断层扫描，得到点云数据，然后利用反求工程的方法来构造三维模型；2）三维模型的近似处理。 由于产品往往有一些不规则的自由曲面，加工前要对模型进行近似处理，以方便后续的数据处理工作。 由于STL格式文件格式简单、实用，目前已经成为快速成形领域的准标准接口文件。 它是用一系列的小三角形平面来逼近原来的模型，每个小三角形用3个顶点坐标和一个法向量来描述，三角形的大小可以根据精度要求进行选择。 STL文件有二进制码和ASCll码两种输出形式，二进制码输出形式所占的空间比ASCII码输出形式的文件所占用的空间小得多，但ASCII码输出形式可以阅读和检查。 典型的CAD软件都带有转换和输出STL格式文件的功能；3）三维模型的切片处理。 根据被加工模型的特征选择合适的加工方向，在成型高度方向上用一系列一定间隔的平面切割近似后的模型，以便提取截面的轮廓信息。 间隔一般取0.05mm0.5mm，常用0.1mm。 间隔越小，成型精度越高，但成型时间也越长，效率就越低，反之则精度低，但效率高；4）成型加工。 根据切片处理的截面轮廓，在计算机控制下，相应的成型头（激光头或喷头）按各截面轮廓信息做扫描运动，在工作台上一层一层地堆积材料，然后将各层相粘结，最终得到原型产品；5）成型零件的后处理。 从成型系统里取出成型件，进行打磨、抛光、涂挂，或放在高温炉中进行后烧结，进一步提高其强度。 56.2快速成型特术的几个重要特征1）可以制造任意复杂的三维几何实体。 由于采用离散堆积成型的原理，它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二维过程的叠加，可实现对任意复杂形状零件的加工。 越是复杂的零件越能显示出RP技术的优越性此外，RP技术特别适合于复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造的零件；2）快速性。 通过对一个CAD模型的修改或重组就可获得一个新零件的设计和加工信息。 从几个小时到几十个小时就可制造出零件，具有快速制造的突出特点；3）高度柔性。 无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的制造过程，快速制造工模具、原型或零件；4）快速成型技术实现了机械工程学科多年来追求的两大先进目标，即材料的提取（气、液、固相）过程与制造过程一体化和设计（CAD）与制造（CAM）一体化；5）与反求工程（Reverse Engineering）、CAD技术、网络技术、虚拟现实等相结合，成为产品决速开发的有力工具。 因此，快速成形技术在制造领域中起着越来越重要的作用，并将对制造业产生重要影响。 6.3快速成型技术的分类快速成形技术根据成型方法可分为两类基于激光及其他光源的成形技术（Laser Technology），例如光固化成形（SLA）、分层实体制造（LOM）、选域激光粉末烧结（SLS）、形状沉积成形（SDM）等；基于喷射的成型技术（Jetting Technoloy），例如熔融沉积成形（FDM）、三维印刷（3DP）、多相喷射沉积（MJD）。 下面对其中比较成熟的工艺作简单的介绍。 1）SLA（Stereolithogrphy Apparatus）工艺SLA工艺也称光造型或立体光刻，由Charles Hul于1984年获美国专利。 1988年美国3D System公司推出商品化样机SLA-I，这是世界上第一台快速成形机。 SLA各种成型机占据着RP设备市场的较大份额。 6SLA技术是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。 这种液态材料在一定波长和强度的紫外光照射下能迅速发生光聚合反应，分子量急剧增大，材料也就从液态转变成固态。 SLA工作原理液槽中盛满液态光固化树脂，激光束在偏转镜作用下，能在液态表面上扫描，扫描的轨迹及光线的有无均由计算机控制，光点打到的地方，液体就固化。 成型开始时，工作平台在液面下一个确定的深度。 聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐点扫描，即逐点固化。 当一层扫描完成后，未被照射的地方仍是液态树脂。 然后升降台带动平台下降一层高度，已成型的层面上又布满一层树脂，刮板将粘度较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫描，新固化的一层牢固地粘在前一层上，如此重复直到整个零件制造完毕，得到一个三维实体模型。 SLA方法是目前快速成型技术领域中研究得最多的方法，也是技术上最为成熟的方法。 SLA工艺成形的零件精度较高，加工精度一般可达到0.1mm，原材料利用率近100。 但这种方法也有自身的局限性，如需要支撑、树脂收缩导致精度下降、光固化树脂有一定的毒性等。 下图为SLA工艺方法加工的零件72）LOM（Laminated ObjectManufacturing，LOM）工艺LOM工艺称叠层实体制造或分层实体制造，由美国Helisys公司的Michael Feygin于1986年研制成功。 LOM工艺采用薄片材料，如纸、塑料薄膜等。 片材表面事先涂覆上一层热熔胶。 加工时，热压辊热压片材，使之与下面已成型的工件粘接。 用CO2激光器在刚粘接的新层上切割出零件截面轮廓和工件外框，并在截面轮廓与外框之间多余的区域内切割出上下对齐的网格。 激光切割完成后，工作台带动已成型的工件下降，与带状片材分离。 供料机构转动收料轴和供料轴，带动料带移动，使新层移到加工区域。 工作台上升到加工平面，热压辊热压，工件的层数增加一层，高度增加一个料厚。 再在新层上切割截面轮廓。 如此反复直至零件的所有截面粘接、切割完。 最后，去除切碎的多余部分，得到分层制造的实体零件。 LOM工艺只需在片材上切割出零件截面的轮廓，而不用扫描整个截面。 因此成型厚壁零件的速度较快，易于制造大型零件。 工艺过程中不存在材料相变，因此不易引起翘曲变形。 工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起到了支撑作用，所以LOM工艺无需加支撑。 缺点是材料浪费严重，表面质量差。 下图为用LOM工艺方法加工的模型83）SLS（Selective LaserSintering）工艺SLS工艺称为选域激光烧结，由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年研制成功。 SLS工艺是利用粉末状材料成型的。 将材料粉末铺洒在已成型零件的上表面，并刮平，用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面，材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成型的部分连接。 当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，有选择地烧结下层截面。 烧结完成后去掉多余的粉末，再进行打磨、烘干等处理得到零件。 SLS工艺的特点是材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、蜡等材料的零9件，特别是可以制造金属零件。 这使SLS工艺颇具吸引力。 SLS工艺无需加支撑，因为没有烧结的粉末起到了支撑的作用。 下图为用SLS工艺方法加工的模型4）3DP(Three DimensionPrinting）工艺三维印刷工艺（3DP）是美国麻省理工学院E-manual Sachs等人研制的。 已被美国的Soligen公司以DSPC（Direct ShellProduction Casting）名义商品化，用以制造铸造用的陶瓷壳体和型芯。 103DP工艺与SLS工艺类似，采用粉末材料成型，如陶瓷粉末、金属粉末。 所不同的是材料粉末不是通过烧结连结起来的，而是通过喷头用粘结剂（如硅胶）将零件的截面“印刷”在材料粉来上面。 用粘结剂粘接的零件强度较低，还须后处理。 先烧掉粘结剂，然后在高温下渗入金属，使零件致密化，提高强度。 5）FDM（Fused DepostionModeling）工艺熔融沉积制造（FDM）工艺由美国学者Scott Crump于1988年研制成功。 FDM的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、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，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。 下图为用FDM工艺方法加工的模型11几种常见RP特点比较成形速度制件后处理材料利用率SLA小截面较快大截面较慢较复杂较高LOM小截面较慢大截面较快较复杂低SLS小截面较快大截面较慢较复杂较高FDM小截面较快大截面较慢简单高几乎无费料7.FDM设备操作设备型号FprintA工艺熔融挤出成形材料ABS工程塑料成形空间300X300X400精度0.2mm/100mm12此设备为北京殷华快速成形与模具技术有限公司制造，操作此设备需要用到两个软件Aurora。 下面分别介绍两个软件的使用方法和作用。 Aurora快速成型软件，它输入STL模型,进行分层等处理后输出到三维打印/快速成型系统，可以方便快捷的得到模型原型。 Aurora软件功能完备，处理三维模型方便、迅捷、准确，使用特别简单，实现了“一键打印”。 7.1功能简介概括起来，Aurora软件具有如下功能1）输入输出STL文件，CSM文件（压缩的STL格式），CLI文件。 数据读取速度快，能够处理上百万片面的超大STL模型。 2）三维模型的显示在软件中可方便地观看STL模型的任何细节，并能测量、输出。 鼠标键盘的操作，简单、快捷，用户可以随意观察模型的任何细节，甚至包括实体内部的孔、洞、流道等。 基于点、边、面三种基本元素的快速测量自动计算、报告选择元素间各种几何关系，不需切换测量模式，简单易用。 3）校验和修复自动对STL模型进行修复，用户无需交互参与；同时提供手动功能，大大提高了修复能力，不用回到CAD系统重新输出，节约时间，提高工作效率。 4）成形准备功能用户可对STL模型进行变形（旋转，平移，镜像等）、分解、合并、切割等几何操作；自动排样，可将多个零件快速的放在工作平台上或成形空间内，提高快速成形系统的效率。 下图为三维模型测量、排样、修复。 5）自动支撑功能根据支撑角度，支撑结构等几个参数，自动创建工艺支撑。 支撑结构自动选择，智能程度高，无需培训和专业知识。 136）直接打印可将STL模型处理后直接传送给三维打印机/快速成型系统，无需在不同软件中切换。 处理算法模型效率高，容错、修复能力强，对三维模型上的裂缝，空洞等错误能自动修复。 打印的同时对三维打印机/快速成型系统进行状态检测，保证系统正常运行。 下图为层片模型的立体显示。 7.2启动从桌面和开始菜单中的快捷方式都可以启动本软件。 软件启动后的界面如下图所示。 图7.21Aurora软件界面Aurora软件界面由三部分构成。 上部为菜单和工具条，左侧为工作区窗口，有三维模型，二维模型，三维打印机三个窗口，显示STL模型列表等；右侧为图形窗口，显示三维STL或CLI模型，以及打印信息。 147.3载入STL模型STL格式是快速成形领域的数据转换标准，几乎所有的商用CAD系统都支持该格式，如UG/II、Pro/E、AutoCAD、SolidWorks等。 在CAD系统或反求系统中获得零件的三维模型后，就可以将其以STL格式输出（输出方式请参考该CAD或反求软件的使用手册，或查看本手册的附录），供快速成形系统使用。 STL模型是三维CAD模型的表面模型，由许多三角面片组成。 输出为STL模型时一般会有精度损失，请注意。 载入STL模型的方式有多种选择菜单“文件载入模型”；在三维模型图形窗口中使用右键菜单，或者三维模型和二位模型列表窗的右键菜单中选择“载入模型”；或者按快捷键“CTRLL”；或者选择工具条上的按钮。 选择命令后，系统弹出打开文件对话框，选择一个STL（或CSM，CLI）文件。 本软件附带一个STL模型目录，在其安装目录下，名为example，里面有一些STL文件。 选择一个或多个STL文件后，系统开始读入STL模型，并在最下端的状态条显示已读入的面片数（Facet）和顶点数（Vertex）。 读入模型后，系统自动更新，显示STL模型，如下图所示为三维模型窗口和列表中的右键菜单。 当系统载入STL和CLI模型后，会将其名称加入左侧的三维模型或二维模型窗口。 用户可以在三维模型窗口内选择STL模型，也可以用鼠标左键在图形窗口选择STL模型。 注意本软件中一些操作是针对单个模型的，所以执行这些操作前，必须先选择一个模型，做为当前模型，当前模型会以系统设定的特定颜色显示（该颜色在“查看色彩”命令中设定）。 注意CSM文件为压缩的STL模型，可以减小STL文件的大小（大约为原文件的1/10），方便用户传输，交换模型。 该格式的文件可以直接读入。 15载入CSM和CLI模型选择同样的命令，也可以载入CSM和CLI文件，不过要在“打开文件对话框”中选择合适的文件类型。 图24选择CSM或CLI文件打印本软件可以打印三维模型窗口内容，并附加载入的STL模型的信息。 如下图所示。 图24打印预览167.4显示在Aurora中可方便地观看STL模型的任何细节，并能测量、输出。 通过鼠标键盘的操作，用户可以随意观察模型的任何细节，甚至包括实体内部的孔、洞、流道等。 全部的显示命令都在下面的视图和标准视图两个工具条中。 7.5显示模式三维图形窗口中有五种显示模式供用户选择线框、透明、渲染、包围盒、层片。 线框显示STL三角面片的边；透明以透明方式显示模型；渲染以三维渲染模式显示模型，这是最常用的显示模式；包围盒简化模型，以模型的正交包围盒显示；层片显示二维模型的层片。 各模式的显示结果如下图线框模式透明模式17渲染模式包围盒模式7.6视图变换通过视图变换，可旋转、放大、缩小模型的任何部位，让用户更详细的了解模型的细节和整体结构。 同时有七个预定义的标准视图供用户选择。 视图变换命令有视图变换命令可以通过选择相应的菜单或工具条命令激活，也可使用鼠标和键盘直接激活。 由于这些视图变换命令需要鼠标中间和滚轮实现，所以推荐用户使用三键滚轮鼠标。 从菜单或工具条激活视图变换命令，可以使用鼠标左键完成剩余的工作。 鼠标操作18鼠标中健是本软件的视图变换快捷键。 按下中键，然后配合键盘操作，就可完成各种的视图操作。 旋转在图形窗口按下鼠标中键，然后在窗口内移动鼠标，就可实时旋转视图；平移按住CTRL键，然后在图形窗口按下鼠标中键，移动鼠标，就可实时平移视图；放大缩小向前或向后旋转滚轮，即可放大或缩小视图。 键盘操作该功能使用右侧的小键盘。 各个键功能如下5键固定键，视图回到顶视方向；1，3键缩放键，1为放大，3为缩小；7，9键旋转键，旋转轴垂直于平面，7为逆时针，9为顺时针；2，4，6，8键组合键。 当NumLock键关闭时，为方向键，可以平移视图，方向如该键上的方向所示。 当NumLock键锁住时，为旋转键，4，6为左右旋转键，4为左旋，6为右旋。 2，8为上下旋转键，2为下旋，8为上旋，旋转方向和键上的箭头所示相符。 7.7三维模型操作三维模型操作包括坐标变换、模型分割、分解、合并、排样等，下面一一进行介绍。 7.7.1坐标变换坐标变换是对三维模型进行缩放、平移、旋转、镜像等。 这些命令将改变模型的几何位置和尺寸。 坐标变换命令集中在“模型几何变换”菜单中的几何变换对话框内，分别为平移、平移至、旋转、缩放、镜像这五种。 其下图界面如图所示为几何变换对话框。 19平移是最常用的坐标变换命令，它将模型从一个位置移动到令一个位置。 输入的X，Y，Z坐标为模型在XYZ三个方向上的移动距离。 平移至是平移命令的另一种形式，不同于“平移”命令，它将模型参考点移至所输入的坐标位置。 点击“应用”按钮后，程序执行平移操作。 快捷操作用鼠标左键和键盘可以完成实时模型平移，包括XY平移和Z向平移，以方便用户进行多零件排放。 同时按住鼠标左键和CTRL键（先按下CTRL键）,可以在XY平面上进行平移操作。 同时按住鼠标左键和SHIFT键（先按下SHIFT键），可以在Z方向上移动选择的三维模型。 旋转旋转也是一个常用的坐标变换命令，该命令以参考点为中心点对模型绕XYZ轴进行旋转。 同时按住鼠标左键和ALT键（先按下ALT键），可以在XYZ轴实时旋转的三维模型。 缩放以某点为参考点对模型进行比例缩放。 如果选中了“一致缩放”，则XYZ方向以想同的比例缩放，否则要对XYZ轴分别设定缩放比例。 镜像是较少使用的几何变换命令。 应用镜像时所选择的轴，为镜像平面的法向轴。 7.7.2处理多个三维模型快速原型工艺一般可以同时成形多个原型。 本软件也可以同时处理多个STL模型。 系统载入多个STL模型后，可以分别对他们进行处理，也可以一起进行处理。 系统载入多个模型后，在左侧的三维模型列表窗口中会依次显示各STL文件名，用户可以在树状列表中选择其中的一个作为激活的STL模型。 激活的三维模型会以不同的颜色在图形窗口中显示，激活模型的颜色可以在“色彩设定”命令中选择。 下图显示同时载入了多个20STL模型，激活的模型用粉色显示。 同时，模型列表下面的窗口还会显示选中模型的模型信息，包括面片、顶点、体积、面积、尺寸等。 注意部分命令对所有已载入STL模型有效，另一部分则只对当前模型有效，请使用时注意。 选择激活的三维模型有两种方式，一是鼠标单击列表中该STL的名称，另一种是在图形窗口中选择。 7.7.3三维模型合并、分解及分割为方便多个三维模型处理，可以将多个三维模型合并为一个模型并保存。 在三维模型列表窗口中选择零件，然后选择“合并”命令()，合并后自动生成一个名为“Merge”的模型。 下图所示为合并多个STL模型。 21与合并操作相反的是分解操作，若一个三维模型中包含若干个互不相连的部分，则该命令将其分解为若干各独立的STL模型。 激活要分解的三维模型，然后选择“分解”命令（)，该模型将分解为多个模型，并依次在每个模型后添加“序号”进行区别，如下图所示为分解为多个STL模型。 7.8分层7.8.1分层前的准备分层是三维打印/快速成型的第一步，在分层前，要首先做如下准备检查三维模型（看是否有错误，如法向错误、空洞、裂缝、实体相交等），确定成型方向（把模型旋转到最合适的成型方向和位置）。 22本软件自动添加支撑，无需用户添加。 本软件能同时对多个模型分层，如果用户只对一个模型分层，应在三维模型窗口中将该模型选中。 7.8.2分层参数详解上图为分层参数对话框。 分层后的层片包括三个部分，分别为原型的轮廓部分，内部填充部分和支撑部分。 轮廓部分根据模型层片的边界获得，可以进行多次扫描。 内部填充是用单向扫描线填充原型内部非轮廓部分，根据相邻填充线是否有间距，可以分为标准填充（无间隙）和孔隙填充（有间隙）两种模式。 标准填充应用于原型的表面，孔隙填充应用于原型内部（该方式可以大大减小材料的用量）。 支撑部分是再原型外部，对其进行固定和支撑的辅助结构。 分层参数包括三个部分，分别为分层、路径和支撑。 路径部分为快速原型系统制造原型部分的轮廓和填充处理参数。 其中包括轮廓线宽层片上轮廓的扫描线宽度，应根据所使用喷嘴的直径来设定，一般为喷嘴直径的1.31.6倍之间。 实际扫描线宽会受到喷嘴直径、层片厚度、喷射速度、扫描速度这四个因素的影响。 23扫描次数指层片轮廓的扫描次数，一般该值设为12次，后一次扫描轮廓沿前一次轮廓向模型内部偏移一个轮廓线宽。 填充线宽层片填充线的宽度，与轮廓线宽类似，它也受到喷嘴直径、层片厚度、喷射速度、扫描速度这四个因素的影响，需根据原型的实际情况进行调整。 以合适的线宽造型，表面填充线应紧密相接，无缝隙，同时不能发生过堆现象（材料过多）。 填充间隔对于厚壁原型，为提高成形速度，降低原型应力，可以在其内部采用孔隙填充的方法即邻填充线间有一定的间隔。 该参数为1时，内部填充线无间隔，可制造无孔隙原型。 该参数大于1时，相邻填充线间隔(n-1)个填充线宽。 填充角度设定每层填充线的方向，最多可输入六个值，每层角度依次循环。 如果该参数为30，90，120，则模型的第3N层填充线为30度，第3N1层为90度，第3N2为120度。 填充偏置设定每层填充线的偏置数，最多可输入六个值，每层依次循环；当填充间隔为1时，本参数无意义。 若该参数为（0，1，2，3），则内部孔隙填充线在第一层平移0个填充线宽，第二层平移1个线宽，第三层平移2个线宽，第四层平移3个线宽，第五层偏移0个线宽，第六层平移1个线宽，依次继续。 水平角度设定能够进行孔隙填充的表面的最小角度（表面与水平面的最小角度）。 当面片与水平面角度大于该值时，可以孔隙填充；小于该值，则必须按照填充线宽进行标准填充（保证表面密实无缝隙），这边表面成为水平表面。 该值越小，标准填充的面积越小，过小的话，会在某些表面形成孔隙，影响原型的表面质量。 表面层数设定水平表面的填充厚度，一般为24层。 如该值为3，则厚度为3层厚。 即该面片的上面三层都么进行标准填充。 支撑部分参数如下支撑角度设定需要支撑的表面的最大角度（表面与水平面的角度），当表面与水平面的角度小于该值时，必须添加支撑。 角度越大，支撑面积越大；角度越小，支撑越小，如果该角度过小，则会造成支撑不稳定，原型表面下塌等问题。 支撑线宽支撑扫描线的宽度。 支撑间隔距离原型较远的支撑部分，可采用孔隙填充的方式，减少支撑材料的使用，提高造型速度。 该参数和填充间隔的意义类似。 最小面积需要填充的表面的最小面积，小于该面积的支撑表面可以不进行支撑。 表面层数靠近原型的支撑部分，为使原型表面质量较高，需采用标准填充，该参数设定进行标准填充的层数，一般为24层。 7.9分层选择菜单“模型分层”或单击按钮，启动分层命令。 系统会自动生成一个CLI文件，并在分层处理完成后载入。 在分层过程中再次选择分层命令，将中24止分层。 8、三维打印/快速成型本软件已包含三维打印机/快速成型系统控制软件。 一键即可完成数据处理和原型制造，如同普通纸张打印机一样方便。 81熔融挤压工艺原理熔融挤出成型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。 随着高度的增加，层片轮廓的面积和形状都会发生变化，当形状发生较大的变化时，上层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用，这就需要设计一些辅助结构“支撑”，对后续层提供定位和支撑，以保证成形过程的顺利实现。 图71熔融挤压工艺原理这种工艺不用激光，使用、维护简单，成本较低。 用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造。 用ABS制造的原型因具有较高强度而在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用。 近年来又开发出PC，PC/ABS，PPSF等更高强度的成形材料，使得该工艺有可能直接制造功能性零件。 由于这种工艺具有一些显著优点，该工艺发展极为迅速，该工艺具有一下适于三维打印机的特点1不使用激光，维护简单，成本低价格是成型工艺是否适于三维打印的一个重要因素。 多用于概念设计的三维打印机对原型精度和物理化学特性要求不高，便宜的价格是其能否推广开来的决定性因素。 2塑料丝材，清洁，更换容易与其他使用粉末和液态材料的工艺相比，丝材更加清洁，易于更换、保存，不会在设备中或附近形成粉末或液体污染。 3后处理简单仅需要几分钟到一刻钟的时间剥离支撑后，原型即可使用。 而现在应用较多的SL，SLS，3DP等工艺均存在清理残余液体和粉末的步骤，并且需要进行后固化处理，需要额外的辅助设备。 这些额外的后处理工序一是容易造成粉末或液体污染，二是增加了几个小时的时间，不能在成型完成后立刻使用。 254成型速度较快一般较高的成形速度可以达到3080立方厘米/小时。 对于厚壁或实体零件，可以达到100200立方厘米/小时的高速度。 82三维打印机命令控制三维打印/快速成型的命令包括连接，初始化，调试，设为默认打印机，打印模型，取消打印，启动打印，自动关机等。 如下图所示。 图72三维打印机相关命令各命令功能如下连接连接三维打印机/快速成型系统，读取系统预设参数。 初始化三维打印机/快速成型系统执行初始化操作。 恢复就绪状态系统完成模型，或从故障状态（如用户取消打印）恢复后，如果可以继续打印模型，则可以使用命令恢复到就绪状态，继续打印模型。 某些状态下，如运动系统错误，不能恢复到就绪状态，必须重新进行初始化。 调试手动控制三维打印机/快速成型系统。 送进材料自动送进材料，将材料送入送丝机构后，该命令可以自动送进材料到喷头中。 用于自动装入新材料。 撤出材料自动撤出材料。 加热喷头到一定温度后，从喷头中自动撤出，用于更换材料。 更新料盘/喷头更新料盘和喷头时使用，可帮助用户记录材料和喷头使用信息。 平台调整按系统预设程序，在三个位置调整平台，使其与打印平面平行。 系统会依次在各点停留两次，用户可在喷头停止时调整螺钉，调平工作台。 （部分机型无此功能）系统恢复载入系统出厂时的设定参数，恢复到出厂状态。 打印模型开始打印模型。 打印命令将输出所有已载入的二维层片模型，即一次可以打印多个三维模型。 取消打印取消打印任务。 启动打印暂停/恢复打印。 自动关机打印完成后关闭三维打印机/快速成型系统和计算机。 83手动调试当系统没有执行打印/成型任务时，可以手动控制系统。 选择“文件三维打印机调试”，系统启动手动对话框。 图73手动调试对话框26在该对话框内，用户可以平移喷头，升降工作台，喷丝，开关温控和报警器。 工作台区域左侧控制工作台升高或下降，右侧控制运动的速度。 同时系统还显示工作台高度，更换喷头后重新确定工作台高度时，就根据该高度值来确定实际的工作台高度。 该对话框可在更换喷头，取型和更换材料等时使用。 84打印流程使用本软件打印模型的流程如下1打开三维打印机/快速成型系统，上电。 2Aurora软件。 3启动“初始化”命令，让三维打印机/快速成型系统执行初始化操作。 4载入三维模型，分层，再载入二维层片模型。 5设定工作台的高度，在一个合适的高度开始成形。 6打印模型。 如果打印过程中出现异常，可以选择取消打印或暂停打印。 7打印完成，工作台下降，取出模型。 8关机或重新开始制作另外一个模型。 图7-4三维打印窗口85准备打印准备打印应包括如下几个步骤1启动软件，载入三维模型（如果模型已经处理成二维模型，则可省略本步骤）。 将模型27用“变形”，“自动排放”等命令放置到合适的位置。 （三维图形和二维图形窗口显示了三维打印机/快速成型系统的工作台面）。 用户应根据需要放置到合理的位置。 2分层处理，根据三维打印机/快速成型系统安装的喷头大小和实际需要，选择合适的参数集，对三维模型进行分层处理，并保存为CLI文件。 3CLI模型，如成型位置有变动，则可以在二维图形窗口内将其移动到适宜的位置。 注意打印模型将输出所有已载入的二维模型，并非选中的层片模型。 4打开三维打印机/快速成型系统的电源。 如果刚开机，则需要对系统进行初始化，选择命令“文件三维打印机初始化”。 如果系统刚完成前一个模型，或者刚修复好错误，则需要恢复就绪状态，选择命令“文件三维打印机恢复就绪状态”86打印模型打开三维打印机/快速成型系统，进行完打印准备工作后，即可开始打印。 打印分为以下步骤1调整并测量高度。 升高工作台到靠近喷头的高度。 注意，升高工作台时应小心注意，防止工作台升高过快，撞击喷头，发生意外。 为保证高度测量准确，可以先将喷头移动到易于观察的位置。 对于可以自动对高的三维打印机，更换喷头后测量一次高度即可，不用每次测量。 2工作台一般要升高到距离喷头1毫米左右的高度，然后在调试对话框中记录下此时的高度，然后在此高度基础上增加1毫米左右作为工作台成形高度，该高度应保证成形开始时，喷头距离工作台0.10.3毫米。 该值可以根据底面粘结情况微调。 3开始打印，选择命令“文件三维打印打印模型”，系统弹出“三维打印”对话框，用户可以选择要输出的层数，即“层片范围”中的开始层和结束层，系统默认从第一层到最后一层。 其他参数为预留选项，暂时没有使用。 4然后系统弹出工作台高度对话框，输入前面测量的工作台到喷头距离。 5系统自动开始打印。 87系统工作状态，指令动作和错误消除方法系统工作状态包括未初始化，准备就绪，运行中，暂停，运动系统错误，喷头温度过高，喷头温度过低，成形室温度过高等。 系统在准备就绪状态下才可以打印模型。 1初始化。 系统开机后进入未初始化状态，用户必须手动进行初始化后，才可以进行模型打印。 初始化命令包括如下动作。 1.数控系统上电。 2.XY轴回原点（部分系统包括Z轴回原点）。 2.平台调整（仅适用于螺钉调节工作台高度的系统）系统依次将喷头移动到预先设定好的三个位置(每个位置两次),然后用户在喷头停止时调整平台螺钉,使平台和打印平面平行。 每当在一个位置调整好后，单击对话框，系统走到下一位置。 3暂停打印暂停当前的打印过程。 暂停后可以前后左右移动喷头，升高下降工作台，更换喷嘴，更换材28料等。 暂停时请勿关闭温控或数控系统。 1恢复