先进制造技术3d打印实验报告.docx
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先进制造技术3d打印实验报告
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先进制造技术3d打印实验报告
篇一：
在先进制造技术课程中开展3D打印实验的方法探究
在先进制造技术课程中开展3D打印实验的方法探究
【摘要】在分析先进制造技术课程教学中存在问题的基础上，结合课堂教学和科研实践经验，研究了先进制造技术课程中开展3D打印实验课程的教学内容，提出课堂教学与实验教学混合开设的教学模式，探索了开设3D打印实验的实施方案。
最后，实例说明了运用混合教学模式取得的成效。
【关键词】先进制造技术；3D打印；课堂教学；实验教学
0引言
随着人类生活水平不断提高和科学技术日新月异的发展，产品更新换代的速度不断加快，快速响应多品种单件小批量生产的市场需求对制造业提出了新的要求，针对此需求，先进制造技术在企业的生产活动中得到了广泛的应用，进而对企业员工的素质也提出了更高的要求，工程技术人员必须对先进制造技术的专业知识有所了解和掌握。
针对上述需求现状，近年来众多高校机械类专业都相继开设了先进制造技术课程，并将其作为必修课以满足市场需求。
3D技术作为先进制造技术的一种，出现于20世纪80年代末期，该技术是集成了计算机辅助设计、计算机辅助制造、数控技术、材料科学及能源技术。
据称，3D打印技术是“第三次工业革命最具标志性的生产工具”，将对社会多个行业和领域带来深刻影响。
3D打印的未来发展将使大规模的个性化制作与制造成为可能，在工业设计、建筑、航空航天、医学、教育等领域具有广阔的应用空间
[1]。
13D打印在教育领域中的应用现状
目前，各高校都把先进制造技术作为工业工程、机械制造及其自动化、机械电子工程及工业设计等专业的必修课，一般开设在第7学期，学时在32~48之间。
目前，先进制造技术本身虽已作为一门课程讲授，但仍然存在如下的一些问题
[2-3]：
（1）围绕先进制造技术教学的实验设备大多处于空缺或严重不足状态，然而先进制造技术内容繁杂，各种先进制造工艺、原理、理念涉及各学科的知识，学生在学习的过程中理解和掌握比较困难；
（2）很多先进制造技术，如快速成型技术、激光加工、电火花加工、超精密加工等都已在现实制造业中有较广泛的应用，而教师在教学时一般只是讲解其产生背景、原理、应用，没有相关实践或实训环节，这在一定程度上严重影响了
篇二：
3D打印实验课实验报告及说明
关于先进制造技术课程“3D打印”实验的通知
一、实验须知
1、实验（:
先进制造技术3d打印实验报告）时间安排：
第12周周一（11月23日）下午2:
00-3:
30全体同学统一进行3D打印实验原理和操作方法及注意事项的讲解（理论讲解地点为上课地点）。
讲解后分2批进行实验（具体分批名单见附录）：
第一批：
周一下午15:
40-17:
40（学硕3班、4班）
第二批：
周四下午15：
50-17:
50（学硕1班、2班）
2、实验地点：
工程训练中心3楼（314）智能机械联合实验室
3、实验分组：
实验时两人一组，同一批中各位同学可自由组合，实验后共同完成实验报告（实验报告将于下次上课时统一上交）。
实验报告自行打印，可参考以下内容做好预习。
如有疑问，请联系
二、实验内容及实验报告（以下内容仅供参考，请大家自行整理）
1．预习报告的书写内容
1、1实验目的和意义：
3D打印即快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
所谓3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料。
打印机与电脑连接后，打印机通过读取文件中的横截面信息，用实实在在的打印材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体，把计算机上的蓝图变成实物。
这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。
3D打印技术是典型机电一体化设备，集机械设计、伺服控制、电子信息、控制方法、软件开发、传感器等技术于一体，同时3D打印技术动作复杂，模块化、可重构，可组线，运用灵活，通过对3D打印的实践教学达到了解3D打印机的功能，目前3D打印的发展状况，以及增材制造的方式方法。
同时通过组装3D打印机锻炼动手操作能力，激发创新创造能力。
实验室所提供的桌面式3D打印设备不仅丰富学生的专业知识，提供学生的专业技能，使学生掌握3D打印在工业企业的应用和集成技术，同时大幅度提升学校的核心竞争力，对锻炼和建设教学科研人才，培养学生创新能力和动手实践能力都具有重要的意义
1、2实验基本原理和方法：
基本原理：
熔融成型FDm（FusedDepositionmodeling）是目前桌面级3D打印机最常使用的技术。
熔融挤出成型（FDm）工艺的材料一般是热塑性材料，如蜡、Abs、pc、尼龙等，以丝状供料。
材料在喷头内被加热熔化。
喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。
每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。
每层厚度在0.025-0.762mm，一层一层慢慢叠加，最后形成零件。
FDm工艺之关键是保持半流动成形材料刚好在凝固点之上，也就是对温度的控制较为重要。
FDm喷头受水平分层数据控制，当它沿着xY方向移动，半流动融丝材料从FDm喷头挤压出来，很快凝固，形成精确的层。
方法：
首先对目前增材制造技术学习和认识；其次了解实验室提供的打印机的结构，并进行简单的组装；学习打印过程，包括切片处理，参数设置，打印操作等。
主要仪器设备及耗材：
sTD-1型打印机，台式电脑，pLA材料
实验方案及技术路线
打印机构成
①加热底板②电源盒③电源接线盒④喷头⑤x移动轴⑥Y移动轴⑦Z移动轴⑧挤出机结构⑨材料和⑩材料架组成。
打印前处理：
（1）了解sTD-1型打印机的机构及连接电路
（2）学习切片软件的参数设置及其含义
（3）导出gcode代码
打印机操作步骤：
（1）连接电脑；设置电脑Ip地址以及输入打印机对应Ip，使电脑和打印机
相连接
（2）调节setbed：
通过对打印机的setbed调节，实现打印过程的在线补偿
（3）x、Y、Z回零操作
（4）打印模型
（5）在线监测
预习报告的问题
了解其它增材制造原理（sLs、Lom、sLA、3Dp、polyJet等），查找相关资料或网上搜
注意事项：
?
请勿在没有人员监督的情况下使用本机。
?
打印过程中和刚打印完成的时候，避免碰撞打印机内部的结构和打印件，以
免烫伤。
尤其注意碰头部分，温度大约为210度
?
如果打印时发生打印机冒烟，产生异常噪音时，请立即关闭电源开关，停止
打印机工作。
ps：
1、对于打印的模型的要求，由于打印机最大打印尺寸为200x200x200mm，建议尺寸在170x170x170mm之内。
并且受到打印速度的限制，建议模型不要太大。
2、打印模型可以从网上下载，也可以通过任意3D建模软件建模，然后另存为sTL格式即可。
3、建模设计时打印的高度方向尽量是Z轴,不然后面还要用一个软件处理，不方便。
4、打印过程中，按高度一层层叠加，要想到如何放置打印，不要出现悬空的情况。
悬空需要支撑打印，效果不好。
5、网上下载模型的网站有：
6、实验室也为大家提供有一定模型：
如果有什么与实验内容相关的问题请联系或到实验室咨询！
联系人：
马国锋电话：
15527386486QQ：
940173793
附件：
篇三：
先进制造技术实验报告（打印）
先进制造技术
实验报告
班级：
学号：
姓名：
成绩：
机械工程综合实验中心
实验一、3D打印实验
一、实验目的
通过实验理解3D打印技术的基本概念，了解3D打印机的系统组成，掌握3D打印机的基本操作，加深对熔融沉积制造的理解，培养实践能力和创新能力。
二、实验原理
3D打印（英语：
3Dprinting），又称增材制造（Additivemanufacturing，Am），属于快速成型技术的一种。
它是一种以数字模型文件为基础的直接制造技术，几乎可以制造任意形状三维实体。
3D打印运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体，即“积层制造”。
3D打印与传统的机械加工技术不同，后者通常采用切削或钻孔技术（即减材工艺）实现。
在模具制造、工业设计等领域，3D打印技术常常被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。
特别是一些高价值产品（比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件）已经有使用这种技术打印而成的零部件，意味着“3D打印”这项技术的普及。
3D打印目前已有十余种不同工艺，如光固化立体造型（sLA）、层片叠加制造（Lom）、选择性激光烧结（sLs）、熔融沉积成型（FDm）、掩模固化法（sgc）、三维印刷法（3Dp）、喷粒法（bpm）等。
makerbotReplicator2x桌面3D打印机，采用FDm（熔融沉积）成型技术。
工艺流程如下：
cAD模型被分为一层层极薄的截面，生成控制FDm喷嘴移动路径的二维几何信息；FDm加热头把热熔性材料（Abs、pLA、尼龙、蜡等）加热到临界状态，呈现半流体性质，在计算机控制下，沿上位机软件确定的二维几何信息运动轨迹，喷头将半流动状态的材料挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层。
当一层完毕后，成型工作台下降一个分层厚度，继续成型下一层，这样层层堆积粘结，自下而上形成一个零件的三维实体。
三、实验内容
1、应用计算机三维软件对成型零件进行建模并以“sTL”格式保存，学习应用makerbotmakerware软件对模型进行转换制作保存；
2、观察分析makerbotReplicator2x桌面3D打印机了解其构造及使用方法；1
3、完成成型零件模型打印。
四、实验设备
1、makerbotReplicator2x桌面3D打印机；
2、电脑、专用工具及辅助工具等。
五、实验步骤
1、成型零件三维模型数据格式转换
（1）打开makerware软件，点击“Add”按钮找到待成型零件三维模型数据（**.stl格式）文件，选择该文件；
（2）选中“Look”按钮通过拖拽旋转打印平台，也可以选择子菜单从Top，side或Front方向查看模型；
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（3）选中“move”按钮通过拖拽移动打印平台上的模型，也可以选择子菜单精确移动模型，确定模型摆放位置；
（4）选中“Tum”按钮通过拖拽旋转模型，也可以用子菜单精确旋转模型，确定模型成型方向；
（5）选中“scale”按钮通过拖曳缩放模型，也可以用子菜单精确控制缩放大小；3
（6）点击“make”设定模型成型工艺参数；
（7）成型零件三维模型生成并保存为加工文件。
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