3D打印教案.pdf

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1、实 习 课 教 案课题名称课题 3D 打印基本操作授课时数80 本课题授课时间范围年月日至年月日第周至第周计划课日20 分 课 题3D打印基本操作需用课日20 教学目的要求1.了解 3D 打印概论2.掌握正向三维工程设计3.了解逆向工程设计4.3D 打印工艺设计及材料分析5.能制作及后置处理3D 零件6.懂桌面打印机的拆装、维修及专业打印机的维护7.会 3D 软件安装重点：能制作及后置处理3D 零件难点：掌握正向三维工程设计实习设备和材料设备：UP!三维打印机工具：笔刀、镊子、六角扳手、小铲子、尖口钳手套、喷嘴扳手、夹子主要作业项目及评分标准：3D 打印操作评分标准表内容评分标准得分检 查 重

2、点备注1.简单零件符合图纸10 2.钣金造型符合图纸10 3.自由造型符合图纸15 4.曲面设计符合图纸10 5.装配设计符合图纸15 6.每组打印一套组合件美观、实用、坚固20 7.设备保养日常保养10 8.“6S”工作按整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全要求10 说明：3D打印基本操作一、相关知识(一)3D 打印概论3D 打印的历史：1984年，Charles Hull 发明了将数字资源打印成三维立体模型的技术；1988年，3D Systems公司开始生产第一台3D 打印讥 SLA-250，体型非常庞大。2012年 12月美国分布式防御组织成功测试了3D 打印的枪支弹夹（图）3D 打印技术

3、的发展状况：1990 年，以纸为原料的分层实体制造技术(LOM)。1994 年，华中科技大学快速制造中心研制出国内第一台基于薄材纸的 LOM 样机，1995 年参加北京机床博览会时引起轰动。LOM技术制作冲模，其成本约比传统方法节约1/2，生产周期也大大缩短。经过20 多年的发展，这个产业，美国、以色列、德国领跑全球，中国跟随其后。1、3D打印规模化发展尚需8 到 10 年，2、3D打印个人消费将成为亮点3D 打印机的分类：3D 打印机的分类可以从很多方面的来进行分类，如成型技术不同，应用领域不同，打印尺寸精度不同，打印材料不同等等。1按照成型技术分类当前市场上的疾速成型技能分为3DP 技能、

4、FDM熔融层积成型技能、SLA立体平版印刷技能、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技能和UV紫外线成型技能等。2 按照打印材料分类序号加工方式主要加工对象加工方式简介01 激光烧结成型热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末利用激光照射材料，使材料熔融后烧结型。02 熔融沉积成型热塑性塑料、金属、蜡、可食用材料将热熔性材料加热融化，通过喷头挤出而后固化成型。03 分层实体制造纸、金属膜、塑料薄膜将一层层被加工材料相互粘合，然后切成型。04 粉末粘接成型陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末、石膏粉末铺设粉末，然后喷射粘合剂，让材料粉粘接成型。05 电子束熔化成型金属利用电子束轰击材料，使材料熔融后烧结成型。06

5、光固化成型光敏树脂通过紫外光或者其他光源照射凝固成型，逐层固化。3 按照应用领域分类按照应用领域3D打印机的分类一般分为4 类：桌面型3D 打印机，多色桌面级3D打印机，工业级3D打印机，多色工业级3D打印机。3D 打印技术未来的发展：3D 打印（3D Printing）技术作为快速成型领域的一种新兴技术，目前正成为一种迅猛发展的潮流。目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战：（一）成本方面。现有3D 打印机造价仍普遍较为昂贵，给其进一步普及应用带来了困难。（二）打印材料方面。目前3D 打印的成型材料多采用化学聚合物，选择的局限性较大，成型品的物理特性较差，而且安全方面也存在一定隐患。（三）精度、速度和

6、效率方面。目前3D 打印成品的精度还不尽人意，打印效率还远不适应大规模生产的需求，而且受打印机工作原理的限制，打印精度与速度之间存在严重冲突。（四）产业环境方面。3D 打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散，制造业面对的盗版风险大增，现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。3D 打印技术的应用市：3D 打印技术的应用领域应用领域图 1：功能应用分类资料来源：Wohlers 图 2：市场应用分类(二)正向三维工程设计1.简单零件设计2.钣金造型3.自由造型4.曲面设计5.装配设计6.特殊曲面(三)3D 打印工艺设计及材料分析1.FDM-融熔沉积技术2.UV-紫外光固化技术3.SLA-立

7、体光固化技术4.LOM-分层实体制造技术5.SLS-选择性激光烧结技术6.3DP-粉末粘结技术(四)制作及后置处理1.FDM 技术的制作及后处理2.UV 技术的制作后处理简介3.SLA 技术的制作后处理简介4.LOM 技术的制作后处理简介5.SLS技术的制作后处理简介6.3DP 技术的制作后处(五)桌面打印机的拆装、维修及专业打印机的维护1.桌面打印机的拆装、维修2.打印机的日常维护（六）3D 软件安装Cero2.0软件的安装Cimatron 软件的安装切片软件 Cura 的安装二、实习步骤（1）安装打印机（安装软件、安装驱动）第一步:安装喷头1）卸下喷头上的塑料外壳；2）拧下螺丝（见d），对

8、喷头进行调试；3）确保喷头和挤出轴在同一水平面上；4）将喷头电源线插入插座（c），然后将喷头外壳重新装上。第二步:安装打印平台将平台升起至便于安装底部螺丝的高度，且使其和打印平板的螺丝孔对齐（见 f），然后从顶部放入螺丝并拧紧。第三步：安装材料挂轴将材料挂轴背面的开口插入机身左侧的插槽中（a和 b 之间的方孔），然后向下推动以便固定。（2）载入一个3D 模型（3）使用基本功能、启动程序4.打印5.移除模型6.维护7.提示与技巧8.故障排除三、示范操作示范设备保养过程，示范零件打印，示范调平打印平台。四、安全注意事项无电确认电源线是否牢固的插入。喷头或平台未能达到工作温度1.检查打印机是否初始化

9、，如果没有，初始化打印机。2.加热器损坏，更换加热器。打印材料无法挤出材料在喷头内堵住，轴承和送丝机之间的间隙过大。无法和打印机相连接1.确保 USB 连接线将打印机和计算机连接正常。2.拔掉 USB 连接线，然后再次插入。3.打开复位开关-关闭电源再打开电源。4.重启电脑。五、实习安排与要求成立 3 个小组，设组长一名。用 UG 绘制1.简单零件2.钣金造型3.自由造型4.曲面设计5.装配设计6.每组打印一套组合件六、巡回指导（全课题）1、禁止将与生产无关物品带入生产实习现场2、指导学生进行设备保养及教室清理。3、进入生产实习现场必须按岗位要求穿戴好工作衣、帽、鞋、等劳防用品。4、保证生产实习现场各类电气线路的安全。七、作业评分3D 打印操作评分标准表内容评分标准得分检查重点备注1.简单零件符合图纸10 2.钣金造型符合图纸10 3.自由造型符合图纸15 4.曲面设计符合图纸10 5.装配设计符合图纸15 6.每组打印一 套 组 合件美观、实用、坚固20 7.设 备 保养日常保养10 8.“6S”工作按整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全要求10 评分人：日期八、小结