快速成型與快速模具

3D打印實訓報告書

姓名：

學號：

班級：機械班

專業(yè)：機械設(shè)計與制造

學院：機電工程與自動化學院

學校：XX大學

指導老師：

一、3D打印機的介紹1、3D打印機的介紹

3D打?。?D?printing）也稱為“增材制造（Additive

Manufacturing）”，它是新興的一種快速成型技術(shù)。與傳統(tǒng)的減材制造工藝不同，3D打印是以數(shù)據(jù)設(shè)計文件為基礎(chǔ)，將材料逐層沉積或黏合以構(gòu)造成三維物體的技術(shù)。

3D打印的思想萌芽和實驗探索由來已久，但現(xiàn)代意義上的3D打印技術(shù)于20世紀80年代中期誕生于美國。Charles?Hull（3D?Systems公司的創(chuàng)始人）和Scott?Crump（Stratasys公司的創(chuàng)始人）是3D打印技術(shù)的先驅(qū)人物。1986年，Charles?Hull發(fā)明了第一臺3D打印機，之后成立了第一家3D打印公司3D?Systems。1988年，3D?Systems公司推出了世界上第一臺基于SLA技術(shù)的商用3D打印機SLA-250，它的面世標志著3D打印商業(yè)化的起步。Scott?Crump研發(fā)了另一3D打印主流技術(shù)FDM，于1989年申請了美國專利并創(chuàng)立了Stratasys公司，1992年推出第一臺基于FDM技術(shù)的“3D?Modeler”打印機。經(jīng)過二十余年的發(fā)展，3D打印機在工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)有一定的應(yīng)用基礎(chǔ)。隨著計算能力、設(shè)計軟件、新材料及互聯(lián)網(wǎng)進步的不斷推動，3D打印技術(shù)近年來發(fā)展迅速，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?D打印與傳統(tǒng)制造業(yè)的最大區(qū)別在于產(chǎn)品成型的過程上。在傳統(tǒng)的制造業(yè)，整個制造流程一般需要經(jīng)過開模具、鑄造或鍛造、切割、部件組裝等過程成型。3D打印則免去了復(fù)雜的過程，無需模具，一次成型。因此，3D打印可以克服一些傳統(tǒng)制造上無法達成的設(shè)計，制作出更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。隨著技術(shù)的不斷進步，3D打印在鑄造精度上已經(jīng)可以與傳統(tǒng)方式相媲美，但是在大規(guī)模生產(chǎn)上，3D打印目前仍無法獲得規(guī)模經(jīng)濟，在成本上和效率上不具優(yōu)勢。因此，3D打印主要被應(yīng)用于個性化、小批量和高精度的產(chǎn)品制造上。

2.用途

3D打印技術(shù)可用于珠寶，鞋類，工業(yè)設(shè)計，建筑，工程和施工（AEC），汽車，航空航天，牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，教育，地理信息系統(tǒng)，土木工程，和許多其他領(lǐng)域。常常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型或者用于一些產(chǎn)品的直接制造，意味著這項技術(shù)正在普及。通過3D打印機也可以打印出食物，是3D打印機未來的發(fā)展方向。

3、大小與材料

本次實訓我們使用的是桌面級3D打印機，其打印理論大小是200*200*250（mm）的規(guī)格，而實際大小控制在150*150*150（mm）。

打印所使用的材料有PLA與ABS兩種，其材料特性分別為:聚乳酸（PLA）是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米）所提出的淀粉原料制成。機械性能及物理性能良好。聚乳酸適用于吹塑、熱塑等各種加工方法，加工方便，應(yīng)用十分廣泛。相容性與可降解性良好。聚乳酸在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等，低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。

打印ABS材料與打印PLA聚乳酸區(qū)別:

打印PLA時氣味為棉花糖氣味，不像ABS那樣刺鼻子的不良氣味

PLA可以在沒有加熱床情況下打印大型零件模型而邊角不會翹起。

PLA加工溫度是200℃，ABS在220℃以上

PLA具有較低的收縮率，即使打印較大尺寸的模型時也表現(xiàn)良好

PLA具有較低的熔體強度，打印模型更容易塑形，表面光澤性優(yōu)異，色彩艷麗

PLA是晶體，ABS是一種非晶體。當你加熱ABS時，會慢慢轉(zhuǎn)換凝膠液體，不經(jīng)過狀態(tài)改變。PLA像冰凍的水一樣，直接從固體到液體。因為沒有相變，ABS不吸噴嘴的熱能。部分PLA，使噴嘴堵塞的風險更大。

所以本次實訓我們所選用的材料為PLA。

二、打印模型要求

1、同組人員：1206240218吳登慶1206240208邱培鑫

1206240219黃飛鴻1206240223曹桂鵬

1206240242陳智偉1206240202吳平陽

2、每個人的模型：吳登慶：手機殼；黃飛鴻：水果盤；曹桂鵬：QQ企鵝；邱培鑫：吊扇；陳智偉：四驅(qū)車；吳平陽：塑料壺

3、模型造型要求：設(shè)計的圖形不能過于簡單，要相對復(fù)雜一些的；不能是曲面造型，要求是空心的實體，打印不能超過3小時，模型的大小控制在150mm×150mm×150mm的范圍，以便節(jié)約材料。

4、本組選用的模型：

三、打印過程

1、CreatBot

3D界面

2、參數(shù)修改

參數(shù)

層高(mm)

壁厚(mm)

送料倍率（%）

頂/底面厚度（mm)

填充密度（mm)

打印速度（mm/s)

噴頭溫度（C)

熱床溫度（C）

多少層后關(guān)閉熱床

修改值

0.25

0.8

0.75

225

參數(shù)

支撐類型

支撐角度（度）

支撐密度（%）

回軸速度(mm/s)

回軸長度（mm)

首層高度(mm）

首層擠出量(%)

模型底部切除（mm）

空程速度（mm/s）

修改值

無

0.25

0

703、打印過程

實訓使用的桌面3D打印機

正在打印中的水果盤底座

初步成型的果盤

正在打印中的水果盤

工作中的3D打印機與實訓產(chǎn)品

四、成果

本次實訓我們組做的是個水果盤，以下便是我們組所完成的成品

五、總結(jié)

通過這次實訓，讓我們了解了3D打印機的發(fā)展歷史、什么是3D打印機、3D打印機的原理與如何應(yīng)用。這次實訓我們實際操作的是桌面級3D打印機，我們基本掌握了桌面級3D打印機的實際操作。也讓我們明白，光靠書本知識，和老師的講解是不夠的。要理論與實際相結(jié)合才能學會一門技術(shù)。