项目二游戏模型3D打印-任务一

3D打印熟悉UPBox3D打印机UPBox是全球首款专业级桌面机，拥有：完全自动的平台校准；内置空气过滤系统；智能支撑生成；功能强大又容易使用的配套软件。在这项任务中将结合其原理知识，详细介绍UPBox3D打印机的基本参数、机械结构、控制系统以及材料等。任务描述任务实施CONTENT目录1UPBox3D打印机机械结构及原理介绍2UPBox3D打印机控制系统介绍3UPBox3D打印机使用材料介绍PART01UPBox3D打印机机械结构及原理介绍近几年通过对桌面3D打印机机体创新设计的研究，开放式桌面3D打印机正逐渐被封闭式桌面3D打印机所取代，在使用更为先进的封闭式桌面3D打印机时，需先将耗材穿过机壳引入三维打印机内部，这种机型整体外观简洁美观，结构设计科学合理。图2-2-1即是UPBox3D打印机设备图。一、UPBox3D打印机机械结构及原理介绍图2-2-1UPBox3D打印机一、UPBox3D打印机机械结构及原理介绍1.UPBox3D打印机机械结构机械结构机身全封闭式，塑料外壳加金属骨架整机重量20KG/44LB机身尺寸485(W)x520(H)x495(D)mmUPBox3D打印机的内部结构如图2-2-2所示，最上面是X轴、Y轴，X轴与Y轴是垂直方向的，使打印喷头前后左右运动，Z轴是垂直的，可上下移动。下面主要部件有打印平台、喷嘴高度检测器，LED指示灯，还包括空气过滤器，和一些零件组成。图2-2-3为打印机头座及打印机头的结构图，打印机头座主要包括磁铁、自动调平探头、打印头锁紧螺钉等零件。打印头主要包括风扇、喷嘴、通风导管、风速操作杆等零件。该打印机不仅满足了用户对成型空间、精度和速度等基础的要求，还在UPBox上推出四项创新：①无需配件的全自动调平和喷头测高，校准过程中无需人为干预；②内置的空气净化系统，机身内配有降低烟气和打印气味的空气过滤器；③显示打印状态的呼吸指示灯，可以实时显示UPBox初始化、打印中、暂停、出错等多种运行状态；④封闭式的成型空间保证了温度的稳定性，配上新的ABS打印表面，使模型更好地粘合在平台上，双管齐下有效解决打印大件模型时翘边的问题。图2-2-2打印机内部结构图2-2-3打印机结构一、UPBox3D打印机机械结构及原理介绍2.UPBox3D打印机机原理介绍UPBox3D打印机属于FDM技术，它的成型原理利用高温将材料融化成液态，通过打印头挤出后固化，最后在立体空间上沉积形成立体实物。该打印机主要使用PLA或ABS耗材，操作流程大概为将三维模型保存成STL.UP3.UPP格式，然后使用切片软件，将保存的.STL.UP3.UPP格式文件模型转换为UPBox3D打印机可以使用的代码，再通过USB接口或者SD卡传递给3D打印机，最后UPBox3D打印机通过加热PLA液态细丝，并由喷头喷出，一层一层的沉积成型。在原理上，轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，这些切片的信息会被传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。PART02UPBox3D打印机控制系统介绍在这个强大的机器中，控制系统如同心脏可谓是举足轻重。UPBox的主板特别优化了之前的控制系统，充分考虑稳定性、散热性、易用性。设计之初，考虑到用户的个人需求，以不同颜色来区分不同的接口，使用XH连接器，防止反插。5个电机驱动，支持大功率预热。二、UPBox3D打印机控制系统介绍PART02UPBox3D打印机使用材料介绍三、UPBox3D打印机使用材料介绍对于材料而言最为常见的FDM技术中材料有ABS和PLA两种。

1.ABS塑料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。英文名为acrylonitrile–butadiene–styrenecopolymer,简称ABS，ABS通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂，如图2-2-4所示。大部分ABS是无毒的，不透水，但略透水蒸气，吸水率低，室温浸水一年吸水率不超过1%而物理性能不起变化。ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。ABS塑料树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PB，PAN，PS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。由于具有三种组成，而赋予了其很好的性能；丙烯腈赋予ABS树脂的化学稳定性、耐油性、一定的刚度和硬度；丁二烯使其韧性、冲击性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介电性能，并呈现良好的加工性。

ABS具有优良的综合物理和机械性能，极好的低温抗冲击性能，尺寸稳定性。而电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工较好。ABS树脂制品表面可以抛光，能得到高度光泽的制品。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS树脂热变形温度低可燃，耐候性较差。熔融温度在217~237℃，热分解温度在250℃以上。

ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色。还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工。广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。图2-2-4ABS树脂三、UPBox3D打印机使用材料介绍2.PLA塑料聚乳酸（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、甘薯、土豆等）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成PLA。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认对环境友好的材料。图2-2-5是PLA材料图。PLA具有最良好的拉伸强度及延展度，物理性能良好。聚乳酸也可以通过各种普通加工方式生产，例如：熔化挤出成型，射出成型，吹膜成型，发泡成型及真空成型，与目前广泛所使用的聚合物有类似的成形条件。PLA适用于吹塑、注塑、吸塑、压延等多种加工方法，加工方便，应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布等。进而加工成农用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等。此外它也具有与传统薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以应各不同业界的需求，制成各式各样的应用产品。

聚乳酸PLA的热稳定性好，加工温度170～230℃，有好的抗溶剂性。由PLA制成的产品除能生物降解外，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，还具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，还具有PS相似的光泽度和加工性能，因此具有广阔的市场前景，用途十分广泛，可用作包装材料、纤维和非织造物等，目前主要用于服装(内衣、外衣)、建筑、农业、林业、造纸等领域。此外，PLA的相容性与可降解性良好，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。

聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，还