实验四-快速成型实验

实验四快速成型实验（2学时）一、实验目的1、了解快速原型机的组成2、学习快速成型机床的基本操作3、巩固快速成型原理二、实验原理熔融挤压工艺原理熔融挤出成型工艺的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PC、尼龙等，以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。随着高度的增加，层片轮廓的面积和形状都会发生变化，当形状发生较大的变化时，上一层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用，这就需要设计一些辅助结构－“支撑”，对后续层提供定位和支撑，以保证成形过程的顺利实现。这种工艺不用激光，使用、维护简单，成本较低。用蜡成形的零件原型，可以直接用于失蜡铸造。用ABS制造的原型因具有较高强度而在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用。近年来又开发出PC，PC/ABS，PPSF等更高强度的成形材料，使得该工艺有可能直接制造功能性零件。由于这种工艺具有一些显著优点，该工艺发展极为迅速，这类三维打印机的特点：1 不使用激光，维护简单，成本低：价格是成型工艺是否适于三维打印的一个重要因素。多用于概念设计的三维打印机对原型精度和物理化学特性要求不高，便宜的价格是其能否推广开来的决定性因素。2 塑料丝材，清洁，更换容易：与其他使用粉末和液态材料的工艺相比，丝材更加清洁，易于更换、保存，不会在设备中或附近形成粉末或液体污染。3 后处理简单：仅需要几分钟到一刻钟的时间剥离支撑后，原型即可使用。而现在应用较多的SL，SLS，3DP等工艺均存在清理残余液体和粉末的步骤，并且需要进行后固化处理，需要额外的辅助设备。这些额外的后处理工序，一是容易造成粉末或液体污染，二是增加了几个小时的时间，不能在成型完成后立刻使用。图4－1熔融挤压工艺原理三、实验设备：INSPIRES250三维打印机7自动布局（菜单：模型-自动布局）8分层（菜单：模型-分层）选择菜单“模型>分层”或单击按钮，启动分层命令。系统会自动生成一个CLI文件，并在分层处理完成后载入在分层参数对话框中，只可以修改轮廓线宽、填充线宽、支撑间隔比、交叉率等。参数集一般选Sat2、层厚选0.2-0.3、轮廓线宽和填充线宽取默认或0.4、交叉率取0.2-0.3、强制封闭轮廓。8预设辅助支撑（菜单：工具-预设辅助支撑-预设支撑3）9Ctrl+鼠标左键拖动辅助支撑到模型附近。10点击“文件菜单”→“三维打印机”→“连接”11启动“初始化”命令，让三维打印机/快速成型系统执行初始化操作。设定工作台的高度（已调好、默认即可），在一个合适的高度开始成形。12 调试—开温控主喷头温度到227度左右、副喷头温度到217度左右。13喷头初始化14估计加工时间15三维打印机→打印点击确定点击确定由于计算时间较长，请耐心等待16写入SD卡—点击确定17写入SD卡后，等待一会主机开始打印18打印过程进行中。19打印完成后，取出模型。20关机或重新开始制作另外一个模型。21后处理后处理包括设备降温、零件保温、去除支撑、表面处理等步骤。1）．一般零件放在成型室内关闭温控后保温15~20分钟，就可以拿出零件。薄壁零件及大型零件应在成形室保温时间长一些（20～30分钟），然后关闭散热按钮，成形室风扇关闭，等待成形室自然冷却。2）．剥离支撑材料、打磨、缝隙的修复在后处理过程中所用到的工具有挫、刻刀、偏口钳、CA-50胶、水砂纸，爽身粉等。剥离支撑材料注意事项：（1）、在剥离过程中注意安全，不要被工具割伤手。（2）、观察模型的结构，注意有哪些细小、不易剥离部分。（3）、对于大面积的支撑材料，可以用偏口钳来去除，注意不要损坏模型。（4）、大面积支撑材料去除后，对于细小的部分，可以改用适当大小的刻刀来去除。在剥离支撑材料过程中，对于整块的材料，尽可能的用刻刀从中间部位撬开，使整块支撑材料脱落，节省时间。若无法撬开，为了不损坏模型，改用偏口钳、刻刀等一点点的剥离。在剥离过程中，尽量不要让刀刃接触模型，以免对模型造成损坏。（5）、支撑材料全部去除后，可以用刻刀将细小的多余材料去掉。打磨：对于需要打磨的模型，可以选用合适的砂纸小心的打磨。缝隙的修复选取爽身粉和胶适量，放在白纸上混合，混合均匀，粘稠适中后将混合液涂抹在需要修补的地方，放置一段时间（主要根据气温来定，夏季干燥20多分钟，冬季干燥50多分钟），待干燥