3D打印机激光烧结设备S320操作手册B5版本.docx

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3D打印机激光烧结设备S320操作手册B5版本

前言

十分感谢您选择了武汉华科三维科技有限公司生产的HKS320选择性激光烧结设备。

S320是我公司推出的一款SLS快速成型机，主要用来加工各种零件和模具。

与传统的零件加工工艺相比，它最大的优点就是一次成型，不需要任何的工装模具，加工周期短。

此外，它还不受零件的形状，复杂程度限制，只要用三维软件（如CAD，Solidworks等）制作出零件模型，保存为STL格式，HKS320就能够直接将它转换为实体零件。

HKS320采用双缸供粉双向铺粉系统，提高了铺粉效率；采用自主知识产权控制软件HUST3DP，图形化界面，直观、可读性强、操作简单。

一台好的机器只有在正确的使用和维护过程中，才可能为您创造更多的财富，并使机器保持稳定的精度和长久的寿命。

另外，对操作者的人身安全也才有了可靠保障。

因此，在开始使用本机器前，请您务必首先认真阅读和理解本操作手册的各个章节。

本说明书重点介绍了HKS320的使用安全说明、HKS320的结构、运行操作说明、常见的故障维修和日常护理等内容。

由于设备会持续进行改进，因此当本操作手册使用说明与设备间出现小的差别时，恕不另行通知。

第一章认识HKS320

1.1HKS320系统组成及性能参数

1.1.1基本组成

HKS320系统由三部分组成：

计算机控制系统、主机、激光器冷却器。

如图1.1所示。

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图1.1HKS320

1.计算机控制系统

由高可靠性计算机、性能可靠的各种控制模块、电机驱动单元、各种传感器组成，配以HUST3DP软件系统。

该软件用于三维图形数据处理，加工过程的实时控制及模拟。

2.主机

该主机由六个基本单元组成：

工作缸、送粉缸、铺粉系统、振镜式激光扫描系统、加热系统、机身与机壳。

3.冷却器：

由可调恒温水冷却器及外管路组成,用于冷却激光器,提高激光能量稳定性,保护激光器,延长使用寿命,保证其稳定运行。

1.1.2HKS320系统性能参数

HKS320系统性能参数

项目

性能参数

外形尺寸（mm）

1670（长）×1100（宽）×2180（高）

重量（kg）

约1500

电源要求

380V,三相五线，50Hz，40A

最大成型空间（mm）

320（长）×320（宽）×450（高）

成型精度（mm）

±0.2/200,200mm以上0.1%

成型材料

粉末材料

激光器

Coherent，C30L，30W

扫描系统

Scanlab

最大扫描速度

4m/s

输入文件格式

STL

输入方式

网络或U盘

额定功率

10KW

1.2HKS320内部结构简介

1.2.1HKS320前视图

1.2.2HKS320后视图

1.2.3工作腔内部结构示意图

第二章安全事项

2.1安全使用原则

2.1.1操作者和专业的维护人员

本机严禁未经培训的操作人员使用和操控。

在使用HKS320之前，操作者必须经过一定的安全培训，了解机器存在的可能对人身体健康造成影响的安全隐患，知道怎么处理紧急情况和意外事件。

操作者主要是负责操作HKS320执行工件烧结过程，包括设置建造参数、监测建造过程、取出工件以及简单的故障排查等操作；专业的维护人员主要负责对机器进行维修维护，包括激光器、加热器、电路等进行维护、故障排除等。

系统的安全警示,当系统出现警告或报警时，应由操作人员根据消息栏的提示进行故障排除和复位，否则可能对机器或者人造成安全伤害。

如果机器出现故障，非专业维护人员禁止尝试维修设备，否则有可能对机器造成更大的损害，甚至有可能危及人员的身体健康和生命安全。

2.1.2一般安全原则

Ø在操作机器前必须经过一定的培训，未经培训或者培训不合格，禁止操作机器。

Ø严格按照本说明书的操作规范进行操作

Ø严格遵循在此部分和本说明书其余部分提到的所有安全准则

Ø在建造之前必须确保使用手册里提到的所有安全条件已满足

Ø禁止在建造时打开机器玻璃观察窗口

Ø非专业的维护人员，禁止任何形式的访问、检修或者调试激光系统

Ø出现故障时，非专业的维护人员，禁止维修机器

Ø禁止在建造过程中进入任何张贴了警示符号的区域

Ø出现警报时，请先观察软件对应区域的消息栏，参考维护手册找出可能原因，非常见故障时请联系专业的维护人员进行维修

2.1.3安全标志

张贴在HKS320上面，提醒操作者注意相关安全操作。

安全标志

标志释义

当心烫伤，表明标志处附近的表面温度可能很高，如果人身体直接接触会引起严重烫伤。

当心激光，表明标志处附近存在看不见的激光，可能会对人体造成严重的烧伤或者失明。

当心电击，表明标志处附近存在高电压，可能会对人体造成严重的电击。

2.2机床的安全装置

为了给操作者提供一个安全的操作环境，我们对HKS320中存在的安全隐患，设置了安全保护措施：

Ø激光通道的设计保证激光的传播都在激光腔体内，不会溢出激光腔，防止激光对人体造成伤害

Ø玻璃观察窗口既能保证透过窗口观察到整个烧结区域，又避免了人体直接接触高温区域和远离激光扫描区域

Ø电气柜的设计都是带锁的。

限制进入机器内部维修区域，是为了防止意外电击危险

Ø软件保护措施：

一旦有安全条件不满足，建造过程会立即停止，防止对机器和人体造成伤害

Ø清粉台的设计符合工业通风准则，尽可能避免了清粉过程中粉末对人身体造成的伤害

警告：

如果以上任何一个安全特征失效，您操作机器的行为可能导致对机器和人身的危害！

2.3操作安全规范

2.3.1环境安全

Ø存放设备的车间要通风，保证室内的氧气浓度不能太低

Ø室内的温差不能变化太大，最好是在恒温（25℃）的情况下工作

2.3.2激光安全

HKS320采用55w的连续CO2激光器，波长为10.6μm。

从激光器发出的激光光斑很小，能量很高，能对人体造成严重的伤害，甚至失明，或者引发火灾。

操作者禁止维修激光系统，只有被认证的专业维修人员才能维修激光系统。

专业维修人员在维修激光系统过程中应该遵循以下原则：

Ø所有在场的人员必须带防护眼镜，防护眼镜不能透过10.6μm的波长的光

Ø操作之前需把设备的防护门关好，防止激光反射出腔体

Ø任何情况下，眼睛绝对不能直视激光

Ø禁止在玻璃观察窗被破坏或者未关闭的情况下操作HKS320系统

Ø禁止在开启激光时，进入任何张贴了小心激光警告标志的区域。

2.3.3粉末安全

所有华科三维公司认证的粉末材料在正常操作中是安全的。

但是，粉末材料一般都是易燃物，可能在非惰性环境下被静电点燃；吸入一定量的粉末可能引起某些人呼吸道过敏；溢出的粉末会引起地板打滑等，因此在与粉末的相关操作过程中应该遵循以下原则：

Ø确保房间通风良好

Ø保持设备和室内环境干净，减少空气中的粉尘

Ø在粉末附近禁止吸烟或者点燃任何材料

Ø在制备粉末和筛选粉末等接触粉末的过程中，佩戴适合粉尘密度的防粉尘口罩和防护眼镜

Ø将易燃的液体存放到远离粉末的地方

Ø盛装粉末的容器，当不使用时请保持容器紧闭

Ø把零件从工作腔室中移出来后，放置在通风良好的地方使其冷却到室温

Ø请极度小心对待受热的粉末。

警告：

在HKS320中使用没有被华科三维公司认证的材料可能会引起健康或安全威胁，或对机床造成破坏而不能保修。

2.3.4电气安全

在正常操作过程中，HKS320的设计会保证操作者不会被电击。

设备中所有的弱电和强电都有专门的电器柜，并且都带锁。

当操作设备时，请遵循以下原则：

Ø只有专业的维护人员才能打开电气柜，进行维护操作

Ø注意高压电警告标志，防止电击。

Ø电线线路有任何改动时，请确保设备可靠接地。

Ø遵循任何用电设备的使用常识和一般的安全措施

警告：

由于没有可靠接地而引起的触电事故，本公司不负任何责任！

2.3.5机械安全

Ø机床的外防护门是用铰链连接的，手不要接近铰链位置以防夹伤。

Ø开启和关闭机床外防护门时要彻底，用双手操作，禁止使门半开半闭。

当机床的外防护门打开时，小心碰到头和其他部位

Ø机器上面有很多螺钉和凸起，注意别刮伤到手或者碰撞造成伤害

2.3.6高温烫伤安全

设备有很多加热设备，在烧结过程中，设备某些部位的温度很高，要避免烫伤。

Ø操作者在操纵前必须熟悉建造过程中和建造完成后那些表面是高温表面，小心防止烫伤，一般都有小心高温烫伤标志

Ø建造完成后不能立即打开防护门，要等到温度冷却到安全温度才打开

Ø必须等到温度冷却到一定温度（80℃以下）才能将工件从成形缸中取出来，在取工件的过程中，请配带手套。

Ø必须等到工作腔的温度降到50℃以下才能清理工作腔的粉末。

第三章运行制造

3.1制造前准备

3.1.1开机前的准备工作

Ø吸尘器清除工作台面及加热辊上粉尘。

Ø将平移钢带槽里的粉尘清洁干净。

Ø将接料桶放置在接料口正下方。

Ø将加热罩上面的粉尘清理干净。

Ø用脱脂棉沾无水酒精将机床的红外保护镜擦拭干净（每次烧结前）。

Ø用脱脂棉沾无水酒精将机床的激光窗口镜擦洗干净（每次烧结前）。

Ø制冷器中的水箱是否水充足，若不够则补充水进去。

每次系统开机之前，必须仔细检查工作腔内、工作台面上有无杂物，以免损伤铺粉辊及其他元器件。

3.1.2配粉

Ø根据所需加工零件的材质准备好粉末材料。

Ø新的未开封PS无需放到筛分机过筛，烧结过的需要放到筛分机过筛（80目筛网）。

Ø覆膜砂材料必须先放到筛分机过筛（80目筛网）。

3.1.3开机操作

Ø启动计算机

Ø按开机按钮，其指示灯亮，运行HUST3DP软件系统，点击工作缸上升按钮将工作台面升至最上面位置，将制件托盘放在工作台面上，点击工作缸按钮，使托盘上表面低于缸口5mm以下位置，点击左右粉缸下降按钮将左右粉缸降到粉缸最下面位置。

用勺子将配好的粉末盛入供粉缸，用棒槌或其他工具将粉末刮平并压实（此操作过程请配带防尘面具）。

Ø手动铺粉用控制台面板中送粉桶送粉和铺粉辊的左右移动，配合使用来将工作台面的粉末材料铺均匀，左右粉桶每次送粉高度不能超过1mm，以免粉末溢出。

Ø将加热罩移动至合适位置。

Ø磁盘或网络将准备加工的STL文件调入计算机。

3.1.4烧结前检查确认

在您准备建造之前，请务必检查以下几个条件是否满足：

ØHKS320的中心计算机至少有50MB的硬盘空间

Ø激光循环水冷机的水位是否高于阈值

ØHKS320所在的车间环境温度是否在20°C-30°C之间

3.1.5图形预处理

HUST3DP软件系统可通过网络或软盘接收STL文件。

开机完成后，通过菜单的【文件】（详细操作见第三部分）下拉菜单，读取STL文件，并显示在屏幕实体视图框中，如果零件模型显示有错误，请退出HUST3DP软件系统，用修正软件自动修正，然后再读入，直到系统不提示有错误为止。

通过“实体转换”菜单，将实体模型进行适当的旋转，以选取理想的加工方位。

加工方位确定后，利用【文件】下拉菜单的【保存】或【另存为】项存取该零件，以作为即将用于加工的数据模型。

如果是【文件】下拉菜单中的文件列表中有的文件，用鼠标直接点击该文件即可。

3.2零件制作

3.2.1新零件制作步骤

Ø选择软件界面右下角参数设置区域，设置系统的零件制作参数：

设置分层厚度，填充间距，填充速度，填充功率，轮廓速度，轮廓功率，填充偏置，轮廓次数，扫描方式，设置完后点击【更新扫描参数及扫描策略】保存设置。

根据材料的不同，一般情况参数固定不动，无需更改。

Ø选择加热强度设置区域，设置前辐射强度，后辐射强度，侧辐射强度以及中辐射强度系数。

点击【