《3D打印技术实训教程》课件-07第二章 项目二 扳手的3D打印

第二章以FDM成型打印为例项目二扳手的3D打印【项目描述】在3D打印时，有时设计的模型存在悬空结构，为了防止打印模型发生坍塌，需要在切片时，设置支撑。扳手是我们生活中常用的物品，应用广泛。本项目使用UG软件设计一款扳手，并打印出来，如图所示。【学习目标】知识目标了解STL格式文件的基本知识；了解常见的3D打印材料；熟悉3DDP-III打印机的工作原理与结构组成。技能目标掌握UG软件的图元工具创建规则的三维模型；掌握Cura软件的切片处理流程；学会使用3DDP-III打印机打印规则简单物品。情感目标培养学生分析、解决生产实际问题的能力，提高学生的职业技能和专业素质；提高学生的学习能力，养成良好的思维和学习习惯；激发学生的好奇心与求知欲，培养学生的团队合作精神。【项目分析】扳手的制作流程如下：（1）设计扳手的三维模型，并将其转换为STL格式；（2）导入Cura切片软件，切片处理后，保存为3D打印机能够识别的Gcode文件；（3）将文件导入3D打印机中，完成打印。任务一扳手的三维建模实训任务——扳手的三维建模1.建模思路分析观察图2-2-2中扳手的模型，据先整体后细节的原则，确定建模思路如下：创建扳手主体；

对扳手进行倒角。任务一扳手的三维建模2.操作步骤Step1.新建文件双击

图标，打开NX软件，单击新建进入如左图所示界面，输入文件名并选择文件存放位置，单机确定进入右图所示的建模环境。任务一扳手的三维建模Step2.绘制如图所示的草图1。选择下拉菜单插入（S）→在任务环境中绘制草图(V)；系统弹出创建草图对话框，选择XY基准平面为草绘平面，单击确定进入绘制草图界面，绘制草图，单击完成草图退出草图环境完成草图1的绘制。任务一扳手的三维建模Step3.创建图所示的拉伸特征1。选择下拉菜单插入（S）→设计特征（E）→拉伸（E）命令，系统弹出拉伸对话框；在截面区域选择草图1为截面曲线，在限制区域的结束位置选择对称值，输入值4；其他参数采用系统默认设置，单击确定完成拉伸特征1的创建。任务一扳手的三维建模Step4.创建左图所示的拉伸特征2。选择下拉菜单插入（S）→设计特征（E）→拉伸（E）命令，系统弹出拉伸对话框；单击截面区域的

按钮，选择XY基准平面为草绘平面，绘制右图所示的草图，单击完成草图退出草图环境；在限制区域的结束位置选择对称值，输入值3；其他参数采用系统默认设置，单击确定完成拉伸特征2的创建。任务一扳手的三维建模Step5.求和。选择下拉菜单插入（S）→组合（B）→合并（U）命令，系统弹出合并对话框；选择拉伸特征2为目标体，拉伸特征1为工具体，单击确定完成求和命令。任务一扳手的三维建模Step6.绘制如图所示的草图2。选择下拉菜单插入（S）→在任务环境中绘制草图(V)；系统弹出创建草图对话框，选择XY基准平面为草绘平面，单击确定进入绘制草图界面，绘制图草图，单击完成草图退出草图环境完成草图2的绘制。任务一扳手的三维建模Step7.创建如图所示的拉伸特征3。选择下拉菜单插入（S）→设计特征（E）→拉伸（E）命令，系统弹出拉伸对话框，在限制区域的开始位置选择值，输入值2.5，结束选择贯通，布尔（求差），其他参数采用系统默认设置，单击确定完成拉伸特征3的创建。任务一扳手的三维建模Step8.创建如图所示的拉伸特征4。选择下拉菜单插入（S）→设计特征（E）→拉伸（E）命令，系统弹出拉伸对话框，在限制区域的开始位置选择值，输入值2.5，结束选择贯通，单击

反向，布尔（求差），其他参数采用系统默认设置，单击确定完成拉伸特征4的创建。任务一扳手的三维建模Step9.创建如左图的倒斜角特征1。选择下拉菜单（S）→细节特征(L)→倒斜角（M）命令；系统弹出倒斜角对话框，在边区域选择右图所示的边为要倒角的边，在距离文本框中输入值1，其他参数采用系统默认设置，单击确定完成倒斜角特征1的创建。任务一扳手的三维建模Step10.创建如左图的边倒圆特征1。选择下拉菜单（S）→细节特征(L)→边倒圆（E）命令；系统弹出边倒圆对话框，在要倒圆的边区域选择右图所示的边为要倒圆的边，在距离文本框中输入值1，其他参数采用系统默认设置，单击确定完成边倒圆特征1的创建。任务一扳手的三维建模Step11.创建如图的边倒圆特征2。选择下拉菜单（S）→细节特征(L)→边倒圆（E）命令；系统弹出边倒圆对话框，在要倒圆的边区域选择图2-2-17所示的边为要倒圆的边，在距离文本框中输入值0.5，其他参数采用系统默认设置，单击确定完成边倒圆特征2的创建。任务一扳手的三维建模Step12.保存文件。Step13.导出STL文件，选择下拉菜单文件（F）→导出（E）→STL，系统弹出快速成型对话框，单击确定，选择保存位置，单击确定，系统弹出类选择对话框，框选整个产品单击确定，完成STL文件的导出。任务二扳手的切片处理【任务实施】实训任务——扳手的切片处理扳手模型设计完成之后，要将导出的STL模型导入切片软件进行切片处理，使得3D打印机能够识别文件，然后按照每一层的文件进行逐层打印。现在将设计好的STL扳手模型进行切片和参数设置，使打印机最终按照打印要求进行打印。任务二扳手的切片处理1.操作步骤（1）读取模型文件。如图所示，单击“文件”菜单下“读取模型文件”，将“banshou.stl”文件导入软件中。任务二扳手的切片处理（2）调整摆放模型，放置到底板正中间，如图所示。任务二扳手的切片处理（3）基本参数设置。在左侧“基本”栏中上设置如图所示的参数。由于扳手中间部分悬空，因此需要设置打印支撑。任务二扳手的切片处理（4）打印数据生成。打印参数设置完成后，单击“确定”按钮，切片软件开始对模型进行切片处理，并估算打印时间和消耗的耗材长度，如图所示。任务二扳手的切片处理（5）保存Gcode文件。点击保存按钮，设置保存位置后点击保存，完成扳手的切片处理。如图所示。任务三扳手的3D打印【任务实施】1.实训设备及配件实训中会使用到的设备和配件包括3DDP-III打印机、PLA耗材、SD卡及铲子等后处理工具，具体如图所示。任务三扳手的3D打印2.操作步骤（1）读取模型文件开启3D打印机的电源，通过SD卡将切片文件拷贝导入设备中。通过控制旋钮选择“banshou.gcode”后，喷头开始升温。任务三扳手的3D打印（2）模型打印当喷头温度达到打印温度210℃时，打印机的喷嘴和平台自动归位，在层片模型的驱动下，将耗材逐层叠加成实体，打印过程如图所示。任务三扳手的3D打印（3）模型拆卸如图所示，打印完成后，在模型完全冷却前使用铲子等工具将其从成型板上移出。用铲子从一边撬松模型，然后慢慢将模型撬下。任务三扳手的3D打印（4）模型的修整由于打印了支撑，因此需要把支撑去除。同时在模型上存在很多拉丝和毛边，需要使用小刀、砂纸等工具对模型进行修整。这样，扳手就打印完成了。任务四技能训练一、双头扳手的3D打印设计一个双头扳手，如图所示，并将其打印出来。任务四技能训练二、钳子的3D打印设计一个钳子，如图所示，并将其打印出来。【项目评价】—扳手的3D打印评价模块序号评价标准配分评分得分自评小组老师理论知识30分1了解3D打印的概念、分类、应用领域及工作流程52熟悉UG建模软件基本知识103熟悉Cura切片软件基本应用104初步认识3DDP-III打印机的工作原理与结构组成5实操技能50