3D打印实验报告.pdf

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评卷人:
研究生(光电技术实验)课程报告
题目:3D打印机装调实验
学号M201672189
姓名分数:
评卷人:
研究生(光电技术实验)课程报告
题目:3D打印机装调实验
学号M201672189
姓名骆小俊
专业软件工程
课程指导教师王英周海杨春华
院(系、所)光学与电子信息学院
2016年12月30日一、实验目的





二、实验仪器
泰锐3D打印机(零件包),PLA线
三、实验内容

3D打印(3Dprinting)也称为“增材制造(AdditiveManufacturing)”,它
是新兴的一种快速成型技术。与传统的减材制造工艺不同,3D打印是以数据设
计文件为基础,将材料逐层沉积或黏合以构造成三维物体的技术。最常见的3D
打印技术有FDM、SLA、SLS和3DP几种。
(1)FDM全称FusedDepositionModelling(熔融沉积造型)。打印头加热,
把条形塑料加热软化,按照电脑3D模型作“一笔画”。这也是本次实验所用的
3D打印机工作原理。通过控制系统控制步进电机的转动进而控制“画笔”的移
动,将三维物体逐层打印最终形成立体三维的作品。
整机组装完成后如下图所示:

(2)SLA全称Stereolithography(立体印刷术)。它用激光选择性地让需要
成型的液态光敏树脂发生聚合反应变硬,从而造型。SLA有两大类,一种是Objet为代表的,从下到上打印的。另一种是Formlabs为代表的,从上往下打印的。

(3)SLS全称SelectiveLaserSintering(选择性激光烧结)。和SLA类似,
SLS使用激光。和SLA不同的是,SLS用的不是液态的光敏树脂,而是粉末。
激光的能量让粉末产生高温和相邻的粉末发生烧结反应连接在一起。

(4)3DP全称ThreeDimensionalPrinting(三维打印)。这才是真正的3D打
印!因为这种技术和平面打印非常相似,连打印头都是直接用平面打印机的。和
SLS类似,这个技术的原料也是粉末状的。典型的3DP打印机有两个箱体。如
上图所示,左边为储粉缸,右边为成型缸。打印时,左边会上升一层(一般为
),右边会下降一层,滚粉辊把粉末从储粉缸带到成型缸,。打印机头根据电脑数据把液体打印到粉末上。(平面打印机的Y
轴是纸在动,而3DP的Y轴是打印头在动)液体要么是粘合剂要么是水(用于
激活粉末中粉状粘合剂)。


3D打印机的主要组成结构分为以下几个部分,每部分作用如下:
(1)加热挤出头
加热挤出头由步进电机,加热棒,温度传感器组成。其中,步进电机转动带
动PLA线实现加料,加热棒负责给PLS材料加热使其融化为均匀的液体从尖端
流出形成打印,温度传感器负责检测加热头的温度动态调节加热棒的工作状态。
(2)X,Y,Z轴向电机、导轨及载物平台
如下图所示,通过步进电机的转动控制载物平台在Y方向上移动,加热挤出
头在X方向和Z方向上的移动,实现三维打印。

(3)电源以及电路控制系统
电源的作用是将家用交流电经过转换后为电路控制系统,各步进电机、加热
棒等各种器件提供对应电压源的。因输入为220V电源,故在安装过过程中应注
意接线安全,确认接线无误后再接通电源即可以保证我们自身的安全也能保证点
电路控制系统的安全。电路控制系统如下图所示,主要负责接收和解析电脑软件生成的加工代码,控制相应的器件工作完成打印。


打印所使用的材料有PLA与ABS两种,其材料特性分别为:聚乳酸(PLA)
是一种新型的生物降解材料,使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原
料制成。机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法,
加工方便,应用十分广泛。相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非
常广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低分子聚乳酸作药物
缓释包装剂等。ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物