3D打印一体化设计与制造 课件 项目3 后视镜与支架一体化设计

项目3后视镜一体化设计——任务1创建后视镜外观模型特征目录/CONENTS课程导入本课内容课后作业010203课程导入01课程导入【任务描述】后视镜模型设计及绘制设计一款后视镜，要求自行车使用，体积适当，可以调整角度。结构简单，外观较好，操作方便。稳定性好，强度足够。通过学习讨论，完成工作任务，并填写工作任务学习卡。根据市场上大多数后视镜尺寸，设计出一款满足客户要求的后视镜，由后视镜主体、后视镜支架支撑、后视镜支架支撑座三部分组成。本次任务根据零部件结构选择合适的造型方法，绘制出数字模型，进行一体化设计，并根据3D打印机打印参数，选择合适的装配间隙。课程导入【任务分析】后视镜模型设计及绘制本任务给出一款后视镜，采用自行车主体、后视镜支架支撑、后视镜支架支撑三部分组成，主要应用旋转机构、卡槽机构调整后视镜支架角度。设计时考虑到一体化设计，将后视镜主体包裹着支架支撑、后视镜支架支撑座，这样稳定性好。根据设计思路，选择了UG12.0造型软件中的拉伸造型方法，绘制出数字模型，根据所使用的3D打印机参数，选择合适的装配间隙。本课内容02一、后视镜草图框架建模过程任务1创建后视镜外观模型特征步骤1--步骤4创建主体草图及所需平面一、后视镜草图框架建模过程任务1创建后视镜外观模型特征步骤5--步骤11使用艺术样条命令连接草图框架二、后视镜框架边缘拟合过程PART01任务1创建后视镜外观模型特征步骤12--步骤17使用曲面工具里面的通过曲线网格拟合框架边缘曲面三、后视镜曲面弧度搭建过程任务1创建后视镜外观模型特征步骤18--步骤21使用拉伸命令、艺术样条、修剪体命令等完成曲面弧度部分的搭建。三、后视镜曲面弧度搭建过程任务1创建后视镜外观模型特征步骤22--步骤24使用草图快捷命令进入草图编辑模式绘制后视镜尾部的弧度外形效果完成后视镜内部弧度的搭建。四、后视镜尾部的弧度外形效果任务1创建后视镜外观模型特征步骤25--步骤29打开曲面命令使用填充曲面命令拟合后视镜尾部面片四、后视镜边缘的建模PART01任务1创建后视镜外观模型特征步骤30使用拉伸命令，拉伸曲线是后视镜外围轮廓线，拉伸成一个片体拉伸距离反向20mm效果去图3-39所示。五、后视镜外壳实体化任务1创建后视镜外观模型特征步骤31--步骤34使用加厚命令加厚边缘片体五、后视镜外壳实体化任务1创建后视镜外观模型特征步骤35--步骤39使用加厚命令加厚侧边独立片体五、后视镜外壳实体化任务1创建后视镜外观模型特征步骤40--步骤41使用加厚命令加厚侧边独立片体六、合并实体模型任务1创建后视镜外观模型特征步骤42所有片体加厚完成之后，使用合并命令把加厚的实体合并成一个完整体七、后视镜尾部的建模任务1创建后视镜外观模型特征步骤43使用拉伸命令中的布尔运算选择减去，把后视镜尾部剪切完整，方便后续绘制七、后视镜尾部的建模任务1创建后视镜外观模型特征步骤44--步骤46

使用草图、偏执曲线、拉伸、替换面等命令进行后视镜尾部形状的搭建七、后视镜尾部的建模任务1创建后视镜外观模型特征步骤47--步骤48

使用填充曲面命令填充绘制的曲线区域七、后视镜尾部的建模任务1创建后视镜外观模型特征步骤49--步骤50

绘制后视镜尾部连接部分七、后视镜尾部的建模任务1创建后视镜外观模型特征步骤51使用边倒圆命令把后视镜的直角边用边倒圆平滑过渡可以增加后视镜的美观。七、后视镜尾部的建模任务1创建后视镜外观模型特征步骤52使用螺旋线命令螺旋线中心为后视镜底座圆的圆心，类型指定矢量螺旋线大小直径值为25mm螺距值为1mm长度圈数5圈。效果如图3-73所示，使用管命令选择曲线围绕螺旋线走，横截面外径0.5mm内径0mm，布尔选择减去减去体选择后视镜主体，单击确定完成命令，效果如图所示。课后作业031.欢迎设计不同结构的车载后视镜，请将设计图样及打印成品照片，发送至本课程网站。课后作业2.熟练使用UG12.0软件中所涉及到的命令。课后作业3.对产品外观的设计。课后作业课后作业视频2-4*金属3D打印机打印参数

视频2-5光固化打印机打印参数谢谢大家观看讲课人：项目3后视镜一体化设计——任务2后视镜模型的切片输出目录/CONENTS课程导入本课内容课后作业010203课程导入01课程导入【任务描述】后视镜模型切片输出按照零件成型要求，使用Cura切片软件正确设置打印参数，完成零件切片。要求：设置参数合理，打印时间适合，打印质量可控。课程导入【任务分析】后视镜模型切片输出因为任务一完成的后视镜模型为立体方正的模型，所以让后视镜模型的底面接触打印板的方向，圆环面竖直朝上，这样可以减少支撑。打印参数按照实际需求进行设置。本课内容02一、切片软件中导入后视镜模型任务2后视镜模型的切片输出导入后视镜模型到切片软件界面多种显示模式任务2后视镜模型的切片输出在主窗口右上角，有模型多种显示模式的菜单(Viewmode)。按钮，将以5种模式展开：普通模式、悬垂模式、透明模式、X光模式以及层模式。任务2后视镜模型的切片输出二、模型调整各种显示模式效果图模型调整任务2后视镜模型的切片输出模型调整图示三、主要参数任务2后视镜模型的切片输出

打印质量参数设置，包括层厚、壁厚、回退。层厚：指切片每一层的厚度，层高越小，打印的模型越精细，层数也会越多，打印时间也会延长。一般来说，0.1mm是比较精细的层厚，0.2mm的厚度比较常用，0.3mm的层厚用于打印要求不太精细的模型。这里后视镜模型可考虑采用0.15mm层厚。壁厚：指模型的表面厚度，壁厚越厚模型越结实，打印时间也越长，耗费材料更多。需注意壁厚一般为喷嘴直径的倍数。比如，后视镜模型可设置为0.8mm，若希望打印得结实一些，也可设置为1.2mm。这里模型的壁厚设置为0.8mm。开启回退：指在两次打印间隔期间是否将材料回退，以防止多余的材料在喷嘴空移过程中挤出，产生拉丝，影响打印质量且浪费材料。这里一般需要勾选“开启回退”。设置如图3-79所示。三、主要参数任务2后视镜模型的切片输出底层/顶层厚度与外壳厚度类似，指模型最下几层和最上几层采用实心打印。推荐这个值和外壳厚度接近，并且是层厚的倍数。这里后视镜模型采用0.75mm的底/顶厚度。填充密度：打印模型的内部网格状材料填充的密度。0%表示空心，100%表示实心。填充密度与外观无关，该值设置越小越节省材料和打印时间，但强度会相应降低。通常情况下20%的填充密度也足够了。为了适用于各种不同重量的后视镜，需增强支架的强度，这里填充密度选择50%。填充参数设置，包括底层/顶层厚度、填充密度。三、主要参数PART01任务2后视镜模型的切片输出速度和温度参数设置打印速度指的是每秒挤出多少毫米的材料。该值可根据需要进行设定，一般不超过100mm/s，数值越大，速度越快，越节省时间，但速度过大，可能出现步进电动机“丢步”的现象，造成打印失败。这里我们设置打印速度为60mm/s。打印温度（Printingtemperature）不同材料设置不同。一般而言，PLA材料通常设定在190-210℃，ABS材料设置为220-240℃。热床温度（Bedtemperature）一般在50-70℃，冬天可适当调高，以保证打印产品的基底时能够比较牢固的粘在热床上。同时，打印完成之后，由于产品完全冷却，与打印机平板之间粘贴得很紧，导致取出较为困难，此时可以考虑再次加热热床后剥离产品。三、主要参数任务2后视镜模型的切片输出支撑参数设置，包括支撑类型和粘附平台支撑类型：分为“无”、“延伸到平台的”、“所有悬空”。延伸到平台支撑就是只建立于平台接触的支撑。所有悬空就是模型内部的悬空部分均会建立支撑。这里选择所有悬空。粘附平台：指是否加强模型与热床之间的附着特性。选择“无”就是直接在热床上打印3D模型。如果想解决翘边的问题，可以尝试选择“沿边”，这样会在模型第一层的周围打印一圈“帽檐”，让3D模型与热床之间粘的更好，打印完成后去除也相对容易。如果还不够牢固，可以选择“底座”，这样会在3D模型下面先打印一个有高度的“基底”，可以保证牢固的粘在热床上，但不太容易去除。选择时可以根据打印时的情况选择沿边“帽檐”，或者底座“基底”。这里选择沿边。四、打印材料设置，包括直径、流量和喷嘴孔径任务2后视镜模型的切片输出耗材直径：指丝状耗材的直径，一般来说有1.75mm和3.0mm两种耗材。而对于3.0mm的耗材，直径都达不到3mm，一般来说为2.85—3mm之间。流量倍率是为了微调出丝量而设置的，实际的出丝长度会乘以这个百分比。如果这个百分比大于100%，那么实际挤出的耗材长度会比G-Code文件中的长，反之变短。这里直径选择1.75mm，流量选择100%。喷头直径：这里选择喷嘴直径为0.4mm。任务2后视镜模型的切片输出五、输出G-code文件后视镜模型摆放姿态调整好、参数设置完成之后，就可以导出G-code文件了。选择菜单栏文件-SaveGcode，在弹出对话框中选择保存的路径，输入文件的名字，单击确定。打印文件输出完毕。课后作业031.欢迎设计不同结构的车载后视镜，请将设计图样及打印成品照片，发送至本课程网站。课后作业2.熟练使用切片软件中所涉及到的命令。课后作业3.打印产品。课后作业课后作业视频3-1后视镜模型图样谢谢大家观看讲课人：项目3后视镜一体化设计——任务3后视镜模型打印及后处理目录/CONENTS课程导入本课内容课后作业010203课程导入01课程导入【任务描述】后视镜模型3D打印及后处理在之前的任务环节，已经完成了后视镜模型设计工作，并在3D打印机配套的切片软件中完成了数据模型的切片工作，本任务环节将进行实践打印环节。通过学习讨论，完成工作任务，并填写工作任务学习卡。根据前次任务完成切片后的数据，导入身边的3D打印机中，使用增材制造技术完成模型的3D打印工作。在模型打印之后，还需要进行后处理及部件组装工作。课程导入【任务分析】后视镜模型3D打印及后处理本任务给出一款已经完成切片的后视镜模型数据。本环节中，需要学习如何完成3D打印机开关机、打印前调试、数据导入打印机、打印件后处理、将零件装配成部件等工作。打印中还需要观察打印情况，适时调整打印机设置，以保证高效完美打印。本课内容02一、零件的3D打印任务3后视镜模型打印及后处理在打印之前，需要开机检查设备。按下3D打印机的电源按钮，待设备运行准备完毕后，首先找到打印机X/Y/Z轴回原点界面，将三轴回原点，如图3-83所示。过程中要注意打印机是否平稳运行，有无卡顿、异响或不能回到原点等异常问题。三轴回归原点后，根据打印机型号、打印工件的难易程度等，决定是否需要涂抹打印机底面固定胶。电机控制二、保存文件任务3后视镜模型打印及后处理将之前完成任务获得的切片数据文件，导入3D打印机。根据不同设备，常见的导入方法有U盘导入、计算机直连导入、局域网导入等。一般通用做法为将切片数据存入U盘，再由U盘导入到3D打印机。需要注意的是根据打印机型号不同，有部分打印机不支持中文名。任务3后视镜模型打印及后处理三、导入文件导入步骤为，①在计算机上将数据存入U盘。②将U盘安全退出计算机，插入打印机口。③找到打印机导入按钮如图3-84所示。④执行打印程序四、完成打印任务1后视镜模型3D打印及后处理

在打印机执行打印程序后，需要观察打印机运行是否正常，打印程序执行是否正确，有无堵头、乱丝等现象，打印过程中也要多多关注，如有需要马上采取解决措施，否则无法完成打印工作。直至打印机完成模型打印，本任务中仅展示一体化设计部分“后视镜主体”的打印。完成后将模型取出，关闭打印机并清理。任务3后视镜模型打印及后处理步骤1使