机械制造基础实验3D打印

快速成形加工实验

班级：9131011404姓名:马骁哲 学号：913000710022 一、实验目的

1、了解FDM3D打印工艺的成形原理；

2、熟悉FDM 3D打印机的机械结构及操作方法； 3、学习3D打印软件的使用方法。 二、实验内容

1、选择适合打印的三维模型，利用FDM3D打印机完成加工； 2、测量打印件的尺寸精度；

3、分析影响打印精度及打印效率的关键因素。 三、实验设备

1、HOFI-X1 FDM3D打印机 2、去支撑用工具钳、工具 四、实验原理

FDM（Fused Deposition Modeling）中文全称为熔融沉积成型3D打印技术，使用丝状材料(塑料、树脂、低熔点金属)为原料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度，在计算机的控制下，喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一层截面。一层成形后，喷头上移一层高度，随后开始加工下一层，由此逐层堆积形成三维工件，打印原理如图1所示。

图1 FDM三维打印技术原理图

在打印过程中，线材通过打印喷头挤出的瞬间将会快速凝固，根据材料的不同以及模型设计温度的不同，打印头的温度也不尽相同。为了防止打印零件出现翘曲变形等问题，一般还需在喷头温度升温后对打印平台进行预热处理，以此降低零件加工过程中的温度梯度。为便于零件加工完成后从打印平台上剥离，一般需在打印平台上预先置放隔层，喷头挤出的线材直接在隔层上成形。

FDM 3D打印技术的优点是材料利用率高、材料成本低、可选材料种类多、工艺简洁。缺点是精度较低、复杂构件不易制造、零件悬垂区域需加支撑、表面质量较差。该工艺适用于产品的概念建模及功能测试，适合中等复杂程度的中小原型，不适合制造大型零件。 五、实验步骤

1、熟悉打印控制软件的操作界面及主要功能模块；

2、熟悉HOFI-X1 FDM3D打印机的主要结构及操作方法，通过USB数据线连接计算机和打印机，连接电源适配器给打印机供电，如图2所示：

图2 打印机线路连接

3、在控制软件中选择端口并连接打印机，将指导教师指定的标准零件模型、以及任选的个性化模型导入控制软件；

4、选择控制软件中的“位置”按钮，对导入模型执行平移、缩放操作，随后将模型对中，如图3所示；

图3模型导入及对中

5、对模型执行切片操作，根据需要调整切片参数；

6、点击“运行任务”按钮，等打印机喷头、底板温度加热到设

置温度后，打印机将开始打印，记录打印开始时间；

7、观察打印过程，分析影响打印效率的关键因素；

8、记录打印结束时间，模型打印完成后，待喷头及打印平台冷却后，再取模型；

9、从打印平台上取出附着模型的打印底板(即是带规则网点的塑料板。手握铲刀（铲刀首次使用需要开封)，将刀口放在模型与打印底板之间，用力慢慢铲动，来回撬松模型，如图4所示；

图4取出模型

10、零件打印结束后，断开打印机电源适配器，清洁打印喷头及打印平台，关闭计算机。