3D打印教案(3).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、

2、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

3、 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

4、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、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，使材料熔融后烧结成型。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，

5、然后切割成型。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，让材料粉末粘接成型。05 电子束熔化金属 利用电子束轰击材料，使材料熔融后烧成型 结成型。06 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

6、。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

7、 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 融熔沉积技术 紫外光固化技术 立体光固化技术 分层实体制造技术 选择性激光烧结技术 粉末粘结技术(四)制作及后置处理 技术的制作及后处理 技术的制作后处理简介 技术的制作后处理简介 技术的制作后处理简介 技术的制作后处理简介 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 软件的安装 Cimatron 软件的安装 切片软件 Cura 的安装 二

8、、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

9、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，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