增材制造技术基础 课件 项目5、6 3D打印机、3D打印的广泛应用

项目五3D打印机3D打印机又称三维打印机，是使用一种累积制造技术，通过打印一层层的黏合材料来制造出三维物体的设备。20世纪80年代后期，美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机。1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词。3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备。3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。【项目目标】（1）了解3D打印机的种类。（2）了解不同种类的3D打印机的构造和工作流程。（3）能够正确的维护、保养3D打印机。【知识目标】（1）了解3D打印机的种类。（2）了解不同种类的3D打印机的构造和工作流程。（3）掌握正确维护与保养3D打印机的方法。【能力目标】（1）能区分不同类型打印机的特点。（2）能够正确的维护、保养3D打印机。（3）通过学习，收集、整理相关前沿资料，养成良好的学习习惯。提纲5.1不同类型的3D打印机5.23D打印的构造和工作流程5.33D打印机的维护与保养5.1不同类型的3D打印机一、课堂引入在数字化大潮席卷而来的今天，3D打印作为以数据为核心的新兴制造型技术，已经被运用到各行各业。现在3D打印机里比较常听到的有工桌面级3D打印机和工业级3D打印机。两种打印机均有FDM、SLA、SLS、LOM等不同型号的打印机，那么桌面级3D打印机和工业级3D打印机有什么区别？二、相关知识1.桌面级3D打印机桌面级3D打印机，顾名思义就是体积小巧，可以放在办公桌面上打印立体实物的打印机。FDM桌面级3D打印机就是使用“熔融沉积”技术的小型3D打印机，它非常适合教学、家用DIY等进行小型模型制作的场合。如图5-1所示。5.1不同类型的3D打印机二、相关知识图5-1FDM桌面级3D打印机优点设备价格低材料价格低，容易获取材料安全无毒设备维护简单缺点打印精度较为普通过于精细的结构效果不好表面质量要求高的设计效果不佳有轻微的变形，对于尺寸要求非常高的设计要慎用5.1不同类型的3D打印机二、相关知识2.工业级3D打印机工业级3D打印机是专供工业生产使用的3D打印机，相比桌面级3D打印机，有更完备的性能和更高的效率，特别注重恶劣环境下的稳定性和可靠性。有非金属打印机，如图5-2所示；有金属打印机，如图5-3所示。

5.1不同类型的3D打印机二、相关知识图5-2非金属打印机图5-3金属3D打印机5.1不同类型的3D打印机三、桌面级3D打印机和工业级3D打印机的区别桌面级3D打印机与工业级3D打印机的区别：1、印刷速度2、印刷精度3、打印尺寸4、印刷可靠性5、价格6、适用范围5.1不同类型的3D打印机四、拓展阅读桌面级FDM3D打印机常见的结构就目前FDM技术来说，主要3D打印机结构分为I3、并联臂、UM、MB、CoreXY，简单介绍如下。I3I33D打印机结构又称为龙门架构，这种结构比较经典。由于其结构简单，易上手，且能够开放性的升级硬件和维修，所以是各大兴趣爱好者喜欢的机型。并联臂并联臂3D打印机结构又称三角洲，DELTA机型，这种结构早期是研发用于抓取物体的机器而设计的，因为此结构的速度快、柔性强，所以在后来就广泛用于机器人、机器手等现代工业。UMUM这种3D打印机结构主要体现在打印头上面，采用的是十字结构。MBMB3D打印机结构主要体现在挤出电机一般都装在喷头旁，近程进丝，双光轴承载挤出组件，X方向的运动一般是通过电机带动同步带，通过带传动使两边一起运动。CoreXYCoreXY3D打印机结构与MB、UM等结构的区别在于它的传动方式上，CoreXY最大的特别之处在于其X、Y电机是协同运作的，并且它的同步带在不同同步轮的摆放下能够形成多种不一样的缠绕方法。5.1不同类型的3D打印机五、课堂讨论请同学们根据自己对3D打印的理解，分组讨论以下问题：面对种类繁多的3D打印机，该如何来选择合适的打印机呢？5.1不同类型的3D打印机六、思考与练习1.桌面级3D打印机的特点？2.工业级3D打印机的特点？3.如何选择合适的3D打印机？5.1不同类型的3D打印机项目五3D打印机3D打印机又称三维打印机，是使用一种累积制造技术，通过打印一层层的黏合材料来制造出三维物体的设备。20世纪80年代后期，美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机。1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词。3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备。3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。【项目目标】（1）了解3D打印机的种类。（2）了解不同种类的3D打印机的构造和工作流程。（3）能够正确的维护、保养3D打印机。【知识目标】（1）了解3D打印机的种类。（2）了解不同种类的3D打印机的构造和工作流程。（3）掌握正确维护与保养3D打印机的方法。【能力目标】（1）能区分不同类型打印机的特点。（2）能够正确的维护、保养3D打印机。（3）通过学习，收集、整理相关前沿资料，养成良好的学习习惯。提纲5.1不同类型的3D打印机5.23D打印的构造和工作流程5.33D打印机的维护与保养5.23D打印的构造和工作流程一、课堂引入FDM熔融层积成形技术是将丝状的热熔性材料加热融化，三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成形完成后，机器工作台下降一个高度（即分层厚度）再成形下一层，直至形成整个实体造型。那么，FDM3D打印机的基本构造和工作流程是怎样的呢？二、相关知识1.FDM3D打印机的结构（1）框架（2）控制带（3）电动机（4）软件（5）喷嘴5.23D打印的构造和工作流程二、相关知识图5-4框架图5-5控制带图5-6电动机图5-7软件图5-8喷嘴5.23D打印的构造和工作流程二、相关知识2.金石增强版Y-1500FDM打印机的整机配件及使用方法（1）机械部分（2）电路部分（3）软件部分5.23D打印的构造和工作流程开箱取出配件盒固定喷头接通电源平台调平三、3D打印机的使用方法主界面的系统选项设置温度打印调整温度5.23D打印的构造和工作流程四、拓展阅读3D打印机的结构以及类型

3D打印机的结构通常都是根据打印材料、打印要求而设计，但是其具体的机械结构都是有理可寻的。不同的3D打印技术都有着不同的结构，但同为增材制造都是逐层制造，所以其原理类似。对于3D打印机结构的研究不单单针对某一种打印技术，而应该是通用的结构。通过对现有的3D打印机的结构进行总结分析，有助于进一步推动3D打印机的发展。5.23D打印的构造和工作流程五、课堂讨论请同学们根据自己对3D打印的理解，分组讨论以下问题：1.不同3D打印机的构造有什么相同和不同的地方？2.3D打印机的构造对工作流程有什么影响？3.以小组的形式共同协作完成一台打印机的安装。5.23D打印的构造和工作流程六、思考与练习1.3D打印机的构造部件有哪些？2.打印机的工作流程有哪些？3.光固化成形工艺的原理及特点？4.金石增强版Y-1500FDM打印机组成部分？5.23D打印的构造和工作流程项目五3D打印机3D打印机又称三维打印机，是使用一种累积制造技术，通过打印一层层的黏合材料来制造出三维物体的设备。20世纪80年代后期，美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机。1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词。3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备。3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。【项目目标】（1）了解3D打印机的种类。（2）了解不同种类的3D打印机的构造和工作流程。（3）能够正确的维护、保养3D打印机。【知识目标】（1）了解3D打印机的种类。（2）了解不同种类的3D打印机的构造和工作流程。（3）掌握正确维护与保养3D打印机的方法。【能力目标】（1）能区分不同类型打印机的特点。（2）能够正确的维护、保养3D打印机。（3）通过学习，收集、整理相关前沿资料，养成良好的学习习惯。提纲5.1不同类型的3D打印机5.23D打印的构造和工作流程5.33D打印机的维护与保养5.33D打印机的维护与保养一、课堂引入随着技术的创新发展，3D打印机涉及的领域非常广泛，为人们的日常工作生活带来许多便捷。为了确保设备能长期性平稳运作,提高效率,增加设备使用期,人们一般需要留意对打印机的平时维修保养，正确的保养方法能适当地延长3D打印机的使用寿命。一台好的3D打印机除了精准使用之外，还要做好日常维护。二、相关知识1.开始打印时1）平台上不能有上一次打印的残余料。2）确保耗材余量能够打印接下来的模型。3）确认耗材没有在料盘上缠料。5.33D打印机的维护与保养二、相关知识2.打印过程中1）不要触碰打印头和平台，不要阻碍打印头移动，不能拔卡。2）如果因为耗材耗尽或者耗材断料等情况引起的打印暂停，要先将耗材进料，在操作打印。5.33D打印机的维护与保养二、相关知识3.打印结束（取模型）时1）待模型温度降到室温，在取下模型。2）取模型时，如果用水溶解胶的时候，等平台温度降到室温，将玻璃板取出，在用水溶解。3）耗材不使用时，退出耗材后，将料头插到料盘侧面的孔里，放到干燥，避光的环境保存。4）长时间不使用的时候，用布或者塑料，将机器遮盖起来，减少灰尘附着。5）机器不要用水擦拭。5.33D打印机的维护与保养三、3D打印机的维护与保养1.3D打印机放置保养1）用软毛刷清理机器内灰尘，特别是打印头内。2）用面巾或无纺布沾少量无水乙醇，擦拭轴承和光轴；3）丝杆和轴承上均匀涂抹少许黄油或机油；4）打开送料器前盖，清理齿轮里的残留料渣；。5）定期检查XY轴皮带；6）除了平台玻璃板，其他部件禁止用水清洗或擦拭；7）运输机器时，将平台调整至最低处并用扎带和卡扣固定，防止皮带松动以至打印产生错位；8）设备螺母调制适合的程度。5.33D打印机的维护与保养三、3D打印机的维护与保养2.打印时保养1）打印前需要确保热床上没有之前打印的残留物，要将玻璃平台用水清理干净后再使用；2）打印前要先将上次的残料挤出；3）确认耗材没有在料盘上缠绕，确保耗材余量能够支持打印。4）打印过程中不要触碰打印头或平台，不要阻碍打印头的移动，不能拔卡。5）打印完后清理喷头。5.33D打印机的维护与保养四、拓展阅读FDM桌面级3D打印机常见故障

随着FDM桌面级3D打印机的价格逐渐趋于平民化，越来越多的创客选择为自己添置一台设备，但是，在使用过程中大家也难免会遇到很多问题，设备动不动就会出各种毛病。这个时候，如果找不出问题的症结所在，就会花很多时间在修理机器上面，而结果往往是吃力不讨好。下面是在使用机器过程中所见到的常见问题，请同学们讨论下如何解决这些问题。

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