3D打印技术课件-3D打印机控制软件及打印操作

3D打印机3D打印机模块五3D打印机控制软件及打印操作模块五学习单元一3D打印机控制软件学习单元一学习单元一一、Cura软件介绍Cura是3D打印前进行模型切片的处理软件。其使用Python开发，集成C++开发的CuraEngine作为切片引擎。Cura软件是当前通用性较好、切片效率较高的3D打印模型处理软件之一，应用非常广泛。Cura软件功能整合完善，菜单简洁，命令易用，上手非常容易，深受广大用户的喜爱，推荐用户在入门阶段使用Cura。学习单元一一、Cura软件介绍学习单元一二、Cura软件安装1.运行Cura软件安装包运行Cura软件安装包后，先设置安装路径，单击“Browse”按钮可浏览本地地址，然后单击“Next”按钮进入下一步，如图5-1所示。学习单元一二、Cura软件安装学习单元一二、Cura软件安装2.选择组件进行安装选中所需安装模型的文件格式后，单击“Install”按钮进行安装，如图5-2所示。学习单元一二、Cura软件安装学习单元一二、Cura软件安装3.安装完成等待片刻，即可完成安装，完成时将弹出另一个窗口，单击“下一步”按钮，如图5-3所示。单击“完成”按钮，如图5-4所示。学习单元一二、Cura软件安装学习单元一二、Cura软件安装3.安装完成完成后单击“Next”按钮，如图5-5所示。单击“Finish”按钮，如图5-6所示。学习单元一二、Cura软件安装学习单元一二、Cura软件安装4.选择软件语言选择软件语言，设置为“Chinese”，单击“Next”按钮，如图5-7所示。学习单元一二、Cura软件安装学习单元一二、Cura软件安装5.选择机型第一次使用Cura软件时，首先进入向导界面，单击“Next”按钮，进入机型选择界面。选择现有机型，单击“Next”按钮，如图5-8所示，进入准备就绪界面，选择是否升级固件，选择是否跳过打印机检查。单“Finish”按钮，完成打印机的首次运行向导设置，如图5-9所示。学习单元一二、Cura软件安装学习单元一二、Cura软件安装6.内容更新提示Cura软件的更新内容，单击“Ok”按钮，如图5-10所示。学习单元一二、Cura软件安装学习单元一三、Cura软件界面介绍1.首次进入界面首次进入Cura软件界面如图5-11所示，为快速打印模式界面。学习单元一三、Cura软件界面介绍学习单元一三、Cura软件界面介绍界面包括如下部分：（1）菜单栏：用于将系统可以执行的命令以层级的方式显示出来。（2）快速打印：从上到下依次为快速、普通、高质量、超高质量打印。（3）生成支撑：当物体存在浮空打印时，开启支撑可以防止打空。（4）工具区：分别是浏览本地文件、保存gcode文件、分享。（5）控制方法：通过鼠标和键盘，控制观察部件。（6）视图选择：有普通、悬空、透明、X透视、层模式五种模式。（7）视图框：部件相对于3D打印机的位置。学习单元一三、Cura软件界面介绍学习单元一三、Cura软件界面介绍2.界面图标解释界面图标解释如表5-1～表5-5所示。学习单元一三、Cura软件界面介绍学习单元一三、Cura软件界面介绍2.界面图标解释界面图标解释如表5-1～表5-5所示。学习单元一三、Cura软件界面介绍学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置（1）为了模型能打印得更好，常常需要在菜单栏执行“专业设置模式”→“切换到完整配置模式”命令，设置更多参数，如图5-12所示。（2）基本打印参数设置如图5-13所示，根据具体需求更改数值。学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置各参数解释如表5-6所示。（取值为经验参考值）学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置（3）高级打印参数设置，如图5-14所示，根据具体需求更改数值。学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置各高级参数解释如表5-7所示。学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置（4）专业设置选项解释。填充密度专业设置选项解释如表5-8所示。填充密度分别以0%、20%、50%、100%为例，效果对照如表5-9所示。学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置（4）专业设置选项解释。支撑专业设置选项解释如表5-10所示。粘附专业设置选项解释如表5-11所示。学习单元一四、Cura软件进行打印的基本参数配置五、模型切片操作实例（1）打开Cura软件，如图5-15所示，设置主页面左侧的数据。单击“基本”选项卡，显示打印参数最基本的数据设置，如层厚0.1mm、壁厚0.8mm、顶部/底部厚度0.6mm、填充密度20%、打印速度50mm/s等，根据材料、机型等需要设置不同的打印基本数据。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（2）如图5-16所示，设置更改打印参数，一般公仔等全封闭式的模型，模型厚度一般设置为0.8mm，但顶部或底部厚度可以设置为1.0mm或1.5mm，一般要比壁厚厚一些，这样可以让模型顶和底的强度更大。填充密度一般设置为15%～25%，这样可以保证模型合理强度的基础上更省材料。其他参数参照图示设置。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（3）如图5-17所示，根据需要导入文件，有两种常用的方法。一是单击“Load”图标，打开文件并选中，如“小型喷气式飞机”，单击“打开”按钮；二是直接将文件夹中的模型拖入软件主页面里，该方法比较方便。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（4）如图5-18所示，单击打开后，小海豚模型出现在软件平台上，并会在左上角显示打印时间、耗材多少，如33min，需要耗材0.27m，共2g等都会一一显示出来。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（5）如图5-19所示，使用鼠标调节模型显示的合适大小。单击软件内部任何一个位置，锁定需要操作的对话框，滚动鼠标滚轮可以调节模型窗口的大小；再右击鼠标不放，随意拖动，模型窗口也会随意转动，将其调节到合适位置及大小即可。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（6）设定模型的尺寸。如图5-20所示，单击模型，对话框左下角出现3个黑底的图标，从左到右分别是模型X、Y、Z三轴中心对称旋转按钮、尺寸大小设置按钮和外对称轴旋转按钮。最常用的为前面两个。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（7）先是X、Y、Z三轴对称旋转，这个主要是看打印的模型以哪个面为底更合适，怎样打印的方案更优。图5-21所示安放的小海豚合理，因为底面是平的，附着力也好。若要旋转，则单击左下角第一个按钮“Rotate”，模型的X、Y、Z三个方向都会出现一条不同颜色的旋转拉动线。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（8）如图5-22所示，按住鼠标左键不放，沿着拉动线拖动到合适的位置即可。如拉动Y轴旋转线拖动90°直角，将会把小海豚模型垂直起来。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（9）如图5-23所示，将小海豚模型垂直起来后，因为有大部分存在浮空，所以想要开启支撑，这时会发现左上角的时间长短与耗材的使用量发生了变化。原来用时32min，需要耗材0.27m，共2g；现在用时43min，需要耗材0.26m，共2g。原因是垂直后很多地方浮空了，有浮空的地方就需要使用到支撑，所以增加了打印时间。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（10）模型尺寸大小的设置。如图5-24所示，单击左下角的第二个按“Scale”，旁边会出现X、Y、Z的倍数（默认为1倍）和目前X、Y、Z的数值，而且此X、Y、Z三轴是联动的；另外，模型上面也会显示模型当前的实际尺寸大小。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（11）使用倍数改变模型的尺寸大小。这是一个较粗糙的大小改变方法，并不精确。如图5-25所示，将模型放大1.5倍，只要在X、Y、Z的倍数缩放框里填入“1.5”即可。可以观察到小海豚的模型尺寸数据发生了变化，打印的时间等也发生了变化（原来是35min，现在是1h28min）。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（12）使用精确尺寸设置模型大小。这种方法的改变是精确的，精度可以到千分位。如图5-26所示，现在需要将模型的X轴尺寸大小改为36.666mm，在尺寸设置框里输入“36.666”即可。值得注意的是，模型大小发生变化，模型打印的时间也会变化。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（13）此时如果想根据自己的尺寸来设置X、Y、Z，应打开缩放联动的锁。原来关闭的时候是三轴联动的，单击一下，锁就会打开，打开后就是单轴方向的缩放，如图5-27所示。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（14）如果需要设置小海豚X方向为36.666mm、Y方向为88.888mm、Z方向为36.666mm，则在相应的缩放尺寸框内输入相应数据即可。数据输入后，X、Y、Z轴的倍数都发生了变化，且都为不同的；另外，时间也发生了变化，如图5-28所示。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一五、模型切片操作实例（15）设置好需要打印的小海豚模型后，就是模型的格式导出。一般普片适用的是gcode格式，建议选择此格式。单击对话框左上角第二个按钮（“保存”按钮），在弹出的对话框中设置文件名、保存类型和保存路径，如图5-29所示。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元一学习单元一五、模型切片操作实例（16）保存后，就能得到需要的3D打印文件模型了，打开路径可以看到打印的gcode文件。学习单元一五、模型切片操作实例学习单元二3D打印机的设置与操作学习单元二学习单元二一、3D打印机的常规启动1.启动3D打印机以桌面级3D打印机Ultimaker2为例。插入电源线，开启电源开关，如图5-30所示。学习单元二一、3D打印机的常规启动学习单元二一、3D打印机的常规启动2.送料进入耗材选项，选择与耗材一致的耗材名称。如图5-31所示，耗材为PLA，即选择PLA，否则可能会因为温度不同而导致喷头堵塞。如图5-32所示，等待预热完成。准备耗材，将耗材线端处裁斜（图5-33），以便入料。将耗材手动送入耗材进料处（图5-34），等待吸入耗材；当喷头均匀吐出时即可，如图5-35所示。学习单元二一、3D打印机的常规启动学习单元二一、3D打印机的常规启动3.输入后处理文件将准备好的gcode文件放入SD卡，并插入SD卡（图5-36）。调转控制圆盘，选择SD卡文件，开始打印，如图5-37所示。学习单元二一、3D打印机的常规启动学习单元二一、3D打印机的常规启动4.开始打印，等待完成等待加载完成（图5-38），3D打印机开始打印，如图5-39所示。学习单元二一、3D打印机的常规启动学习单元二二、3D打印机的调平打印前，除了给设备装上耗材外，最重要的工作是平台调平。因为平台不平，很可能导致最终打印出来的模型存在瑕疵。继续以Ultimaker2为例，调平步骤如下：（1）机器启动，构建平台的校准选项如图5-40所示，旋转旋钮至喷头与热床之间距离为1mm左右后，单击旋钮确认。学习单元二二、3D打印机的调平学习单元二二、3D打印机的调平（2）在喷头热床之间放一张卡片或A4纸，使其可以来回抽动，如图5-41所示。（3）若抽动过于松动或过于紧张，需要调节图5-42所示热床下方螺钉的松紧。（4）重复上述步骤，直到打印机四个角落全部可以适当摩擦卡片或A4纸张，而不会过紧或者过松。学习单元二二、3D打印机的调平学习单元二三、3D打印机的维护与检修1.模型粘不到3D打印机工作台（1）喷嘴离工作台距离太远，调整工作台和喷嘴距离，使其距离刚好可以通过一张薄卡片。（2）工作台温度太高或太低，ABS打印工作台温度应该在110℃左右，PLA打印工作台温度应该在70℃左右。（3）打印耗材问题。各耗材厂家所生产的打印耗材存在差别，所以可以尝试更换打印材料。（4）打印ABS一般在工作台上贴高温膜，打印PLA一般在工作台上贴美纹纸。学习单元二三、3D打印机的维护与检修学习单元二三、3D打印机的维护与检修2.3D打印机喷嘴不出丝（1）检查3D打印机送丝电机。加温进丝，齿轮送丝观察齿轮转动是否正常，步进电机送丝观察进丝时电机是否微微震动并发出工作响声。（2）查看打印耗材温度。ABS打印喷嘴温度为210～230℃，PLA打印喷嘴温度为195～220℃。（3）查看3D打印机喷嘴是否堵头。喷嘴温度加热，ABS加热到230℃，PLA加热到220℃。（4）3D打印机工作台是否离喷嘴较近。如果工作台离喷嘴较近，则工作台挤压喷嘴，不能出丝。调整喷嘴与工作台之间的距离。学习单元二三、3D打印机的维护与检修学习单元二三、3D打印机的维护与检修3.3D打印模型错位（1）切片模型错误。现在最常见的切片软件是Cura和Repetier。（2）模型图纸问题。出现错位，换切片后模型还是一直错位，更换以前打印成功的模型图实验，如果无误，重新作图纸。（3）打印中途喷嘴被强行阻止路径。首先，打印过程中不能用手触碰正在移动的喷嘴；其次，如果模型图打印最上层有积屑瘤，则下次打印会重复增大积屑，一定程度坚硬的积削瘤会阻挡喷嘴正常移动，使电机丢步，导致错位。（4）电压不稳定。打印错位时检查是否有大功率电器（如空调）。（5）主板问题。在尝试以上解决办法无法排除模型错位情况，而且打印任何模型都在同一高度出现错位时，就要考虑更换主板了。学习单元二三、3D打印机的维护与检修学习单元二三、3D打印机的维护与检修4.3D打印常见问题及原因3D打印常见问题及原因如表5-12所示。学习单元二三、3D打印机的维护与检修学习单元二三、3D打印机的维护与检修4.3D打印常见问题及原因3D打印常见问题及原因如表5-12所示。学习单元二三、3D打印机的维护与检修学习单元二三、3D打印机的维护与检修4.3D打印常见问题及原因3D打印常见问题及原因如表5-12所示。学习单元二三、3D打印机的维护与检修学习单元二三、3D打印机的维护与检修4.3D打印常见问题及原因3D打印常见问题及原因如表5-12所示。学习单元二三、3D打印机的维护与检修学习单元三3D打印后处理学习单元三学习单元三一、支撑剥除后处理在对3D模型进行打印时，如果模型在截面图中出现局部浮空，就必须加支撑，否则就打印不出来。所以，模型存在支撑在所难免，如何让模型在能打印出