3D打印机组装与调试 课件 第22-24讲 3D打印机的打印测试、3D打印机的切片软件、3D打印的模式

3D打印机的打印测试授课教师：陈金英3D打印机组装与调试打印测试界面操作思考题0102033D打印机组装与调试打印测试预热喷嘴和热床1先预热喷嘴，达到预设温度后。依次选择屏幕菜单的Prepare功能和PreheatPLA功能。不同的耗材，热床的打印温度建议设置，PLA：50~700C；TPU:50~700C；ABS:90~1200C；PETG:90~1200C；PP:90~1100C；Nylon:90~1200C；PC:90~1200C。PLA材料选择打印测试打印测试2将SD卡插入显示屏背面卡槽内，按下旋钮，选中SD卡的模型文件，点击开始打印。存到SD卡中的GCODE文件必须是以英文命名，打印机识别是“.GCODE”格式的文件。打印测试模型时，首层打印效果可能会有3种情况出现。打印测试处理方法3当结果如（A）图时，说明喷头和平台的距离较近，需要增大二者之间的距离，手动拧紧螺母进行调节。一般需要微调数次才能达到最佳效果，调试至（B）图所示效果。打印测试处理方法3当结果如（B）图时，说明喷头和平台的距离合适，此时不需要任何调整;打印测试处理方法3当结果如（C）图时，说明喷头和平台的距离较远，此时，需要减少二者之间的距离，手动拧松螺母进行调节。一般需要微调数次才能达到最佳效果，调试至（B）图所示效果。界面操作3D打印机LED显示屏的界面信息有打印头的温度，打印速度、模型/状态显示、底板温度（热床温度）、打印头的坐标量、打印时间。界面信息点击功能键，进入LED控制显示，之后可以调节相关参数。调节参数界面操作打印机的主界面信息101Infoscreen返回屏幕显示；02Prepare打印前准备工作；03Control控制设置中心；04PrintfromSD读取SD。主界面信息界面操作Prepare（打印前准备工作）的界面21）Prepare（返回上一层）2）move10mm（以10mm单位量移动）moveaxis（返回上一层）movex（移动X轴）movey（移动Y轴）3）move1mm（以1mm单位量移动）moveaxis（返回上一层）movex（移动X轴）movey（移动Y轴）movez（移动Z轴）4）move0.1mm（以0.1mm单位量移动）moveaxis（返回上一层）movex（移动X轴）movey（移动Y轴）movez（移动Z轴）（1）main（返回上一层）（2）disblesteppers（3）Autohome（初始打印原点）（4）PreheatPLA（预热PLA）（5）PreheatABS（预热ABS）（6）Cooldown（冷却）（7）Switchpoweron/off（8）Moveaxis（移动各轴）界面操作打印过程中，点击功能键，调节相关参数3（1）InfoScreen（返回主显示）（2）Tune（调优）1）main（返回上一层0）2）speed（打印速度）3）Nozzle（打印头温度）4）Bed（底板温度）5）Fanspeed（风扇转速）6）Flow（下料量）7）Flow（下料量）8）Changefiament（更换打印料）（3）Control（控制调节）（4）PausePrint（暂停打印）（5）StopPrint（停止打印）主要控制打印时，打印头、底板温度，打印速度。思考题预热喷嘴和热床的操作方法？打印测试的几种情况及解决办法？打印机回零的操作方法？请简述读取SD卡信息的操作方法？01020304本小节结束！授课教师：陈金英3D打印机组装与调试3D打印机的切片软件授课教师：陈金英3D打印机组装与调试切片软件的安装切片软件的界面操作思考题0102033D打印机组装与调试切片软件的安装Cura软件安装双击“Cura15.04.6.exe”应用程序文件，请依次按图示顺序进行安装。路径选择安装完成切片软件的安装安装完成后，先不要自动启动，按照如下进行操作：Cura安装文件夹Cura默认语言为英文客户可对Cura进行汉化处理关闭Cura软件打开Cura安装文件夹，以图所示为例点击“resources”文件夹，并打开“locale”文件夹切片软件的安装安装完成后，先不要自动启动，按照如下进行操作：Cura默认语言为英文客户可对Cura进行汉化处理将文件夹名“en”改为“en0”，将“zh”改为“en”重新打开“cura”软件，此时界面语言变成中文如需改回英文界面，将文件名重新修改回去即可Cura安装文件夹切片软件的安装安装完成后，首次启动软件，请按图所示进行设置操作。修改为中文选择机型切片软件的安装运行Cura软件时主界面会出现默认机型，用户可根据打印机的使用数据进行定制本机型的长宽高数据分别为210X210X250mm，再勾选热床完成设置热床参数设置设置好的机型信息切片软件的界面操作软件Cura的界面1基础界面打印质量界面的参数如图所示，具体参数介绍如下：切片软件的界面操作参数介绍打印质量层厚（Layerheight）是打印模型每一层切面的高度，打印精细的模型通常选择0.1mm，打印质量一般要求，可选择0.2mm或者更高。壁厚（Shellthickness）是指模型切面最外层的厚度，通常设置成喷嘴直径的倍数。假如需要双层壁厚，0.4mm的喷嘴就可以设成0.8mm。回缩（Enableretraction）是指模型需要跨越空白的非打印区域，挤出机构就会将材料根据设置按照一定的速度回缩一定长度。切片软件的界面操作参数介绍填充底/顶层厚度（Bottom、Topthickness）根据每层的层高，一般会设置成层高的倍数，是最底层打印多少层之后オ会填充的一个依据。如果设置得厚一点，打印的效果和质量会非常好，几乎看不到里面的填充，但是打印需要花更长的时间。填充密度（FillDensity）是内部填充的比率。如果需要完全中空的打印效果，只需要设置成0。通常情况下，20％的填充密度足够了。切片软件的界面操作参数介绍速度和温度指平时打印的速度和温度设置，是一个全局的参数设置。打印温度需要根据使用的材料类型进行选择。热床温度需要根据使用的材料类型进行选择。支撑设置模型的打印支撑，有添加任何支撑、仅仅外部添加支撑、全部添加支撑三个选项，一般设置的时候选择“仅仅外部添加支撑”。打印材料填写所使用的材料直径。打印时流出挤出头的流量，一般都设置为100%。喷嘴直径填写安装的喷嘴直径大小。切片软件的界面操作2高级界面Cura中的高级界面参数，能够根据实际需要进一步提高打印质量。软件高级界面参数切片软件的界面操作参数介绍初始层打印厚度一般设成0.1mm，这个参数还与平板和喷嘴的距离有关，手工设定平台与喷嘴的距离。底层切除用于一些不规则形状的3D对象，如果对象的底部与加热床的连接点太少，会造成无法粘接的情况，这时将这个值设置为一个大于0的值，3D对象将被从底部剪平，自然可以更好地粘在加热床上了。速度设置直接反映于打印速度，主要有主喷头移动速度、Z轴移动速度以及底层打印速度。主喷头打印速度和底层打印速度会经常改动，对打印质量影响很大。冷却有风扇最小打印时间和是否使用风扇。切片软件的界面操作4高级设定单击菜单栏“Expert”，进入Expertconfig专家设置界面切片软件的界面操作5软件操作用户可在Cura软件界面点击左上角的文件夹图标，导入.stl的文件模型。如文件模型放置的位置不合适，需要对此进行编辑。滚动鼠标中间滚轮可以缩放视角。导入模型模型的操作界面有一些基本功能。模型导入尺寸比例放大缩小XYZ轴三个方向旋转分层预览G代码文件导出与另存打印时间预算切片软件的界面操作5软件操作左键点击模型后，左下角出现操作图标。用户可对模型进行旋转“Rotate”、缩放“Scale”、镜像“Mirror”等操作。模型旋转切片软件的界面操作选择旋转轴线按住鼠标拖到合适位置即可选择旋转轴线需要点击Layflat保证模型的底部和打印平面很好的接触Layflat的操作切片软件的界面操作对模型进行比例缩放Viewmode—Layers—鼠标左键点击滑块滑动观察模型打印路径比例缩放对模型进行镜像模型镜像切片软件的界面操作6线型颜色外壁材料内壁材料1红色代表外壁的材料。设置层厚为0.15mm，壁厚为0.4mm，填充设置为0，支撑类型全部为0。2绿色代表内壁的材料。设置层厚为0.15mm，壁厚为0.8mm，填充设置为0，支撑类型全部为0。切片软件的界面操作3黄色代表填充材料。设置层厚为0.15mm，壁厚为0.8mm，填充设置为顶层/底层厚度为0，填充密度为20%，支撑类型全部为0。4黄色还代表顶层和底层的材料。设置层厚为0.15mm，壁厚为0.8mm，填充设置为顶层/底层厚度为1.2mm，填充密度为20%，支撑类型全部为0。填充材料顶层和底层材料切片软件的界面操作5深绿色代表支撑和基底的材料。设置层厚为0.15mm，壁厚为0.8mm，填充设置为顶层/底层厚度为1.2mm，填充密度为20%，支撑类型设置为延伸为无，沿边设置为数量20圈。支撑和基底材料支撑延伸到平台切片软件的界面操作5如果上面的其他参数不变，将支撑类型设置为延伸到平台，沿边设置为0。对于倒锥形零件出现了大量的支撑材料，而对于方形零件则没有任何支撑材料。因此需要根据零件的结构形式进行选择其打印参数。支撑和基底材料支撑延伸到平台思考题思考你熟悉切片软件的安装过程了吗？安装完切片软件后，首次启动需要设置什么内容？切片软件中影响打印质量的有哪些参数？切片软件中填充率参数和打印效率的关系是什么？切片软件中支撑的设置有哪几种类型？文件模型在切片软件中的放置位置不合适时需要对此进行哪些操作？Cura软件中线型颜色的意义是什么？本小节结束！授课教师：陈金英3D打印机组装与调试3D打印的模式授课教师：陈金英3D打印机组装与调试打印模式的种类拆分模型的打印模式打印模型的制作思考题010203043D打印机组装与调试打印模式的种类填充实体的打印1最底层密封面的打印填充打印选择支撑类型和粘附平台的参数形式为无，填充密度为20%，打印时间为2小时19分钟，材料消耗37克。打印圆柱填充实体模型底面，喷头沿与Y坐标成45°的方向打印如图所示。打印圆柱填充实体模型主体，侧表面为两层密封层，内部为填充网格。打印模式的种类封顶打印打印圆柱填充实体模型顶面，喷头沿与Y坐标成45°的方向打印三层模型表面密封层。填充实体模型刚度较高，可用于装配检查、运动分析等。填充实体模型内部填充网格的疏密程度可以指定，网格间隔越小，模型刚度越高，打印时间越长。打印模式的种类空心壳体的打印模式2底层密封面的打印填充为0的打印打印圆柱空心壳体模型侧表面为两层密封层内部为空心选择支撑类型和粘附平台的参数形式为无，填充密度为0，打印时间为1小时，材料消耗15克。由此可见比打印填充实体节省1个小时19分钟，材料消耗节省了22克。打印圆柱空心壳体模型底面，喷头沿与Y坐标成45°的方向打印三层模型表面密封层。打印模式的种类打印圆柱空心壳体模型顶面，喷头沿与Y坐标成45°的方向打印四层，模型表面密封层。从打印预览中看没有任何问题，但是由于模型内部空心，顶面第一、二层密封层可能存在破损，需要后续打印的密封层将其覆盖。为保证顶面完全密封，打印控制系统默认将顶面增加一层密封层(即顶面为四层密封层)。模型表面密封层打印结束，待打印平板冷却后，将打印平板连同打印模型从打印机取下；用小铲先将空心壳体模型从基底铲下，然后将基底从打印平板上铲下。由于空心壳体圆柱刚度较低，底面和顶面与侧面连接强度较差，打印时间适中，一般用于模型外观评价。打印模式的种类单层面体的打印模式3底层的打印侧表面的打印打印圆柱单层面体模型侧表面，喷头挤出的丝材并沿圆柱侧表面轮廓移动，打印一层侧表面(侧表面厚度约为0.4mm)，内部空心，底部和顶部均开口的薄环。除了填充实体和空心壳体打印模式外，打印机还可以打印单层面体。软件中壁厚参数设置为喷嘴直径大小0.4mm，底层和顶层厚度设置为0，在高度方向沿轮廓仅打印一层，与高度方向垂直的平面不打印。其打印时间为22分钟，耗材为4克。打印模式的种类圆柱单层面体的打印完成打印圆柱单层面体打印结束，待打印平板冷却后，将打印平板连同打印模型取下；用小铲先将三维模型零件从基底铲下，然后将基底从打印平板上铲下。单层面体模型仅打印一层侧表面层，速度更快，表面质量优于填充实体和空心壳体，打印时间短，一般用于模型某些面的快速成形与外观评价。模型由笔筒盖和笔筒底座组成，于是把模型分别存为两个STL文件，如图所示。拆分模型的打印模式打印模型的拆分1笔筒模型笔筒底座笔筒盖3D打印笔筒，其模型的直径为120mm，高度为150mm。打印时可以将模型进行拆分打印，分割成两部分，然后再拼接成为一个整体。笔筒模型如图所示。采用无基底打印模式时，需在打印平板上粘贴美纹纸或铺一层打印胶水，以增加模型底部与打印平台的附着力，防止模型在打印过程中会产生翘边和变形。美纹纸胶带是以美纹纸和压敏胶水为主要原料，在美纹纸上涂覆压敏胶粘剂，另一面涂以防粘材料而制成的卷状胶粘带，具有耐高温、抗化学溶剂佳、高粘着力、柔软服贴和再撕不留残胶等特性。3D打印使用耐高温美纹纸，耐热温度达120℃，胶带表面具有较粗糙的纹理，有利于3D打印材料的吸附。美纹纸拆分模型的打印模式美纹纸和胶水2美纹纸的选择与使用1拆分模型的打印模式一二美纹纸防止模型翘边，打印中美纹纸粘在打印平台上，增加了打印耗材与平台之间的附着力，有效减少耗材在打印时出现的翘边、变形等问题。美纹纸可反复使用，直到破损或者明显粘不住模型为止。保护打印平台，同时防止喷嘴磨损，延长使用寿命。粘贴美纹纸，确保打印平台干燥和干净，否则会影响到胶带的粘和效果；依次平整的粘在打印板上，粘合良好无气泡，否则会影响模型的成型效果。粘贴美纹纸拆分模型的打印模式3D打印机专用胶水2防翘边胶水及滚刷3D打印机专用防翘边胶水，为白色胶状液体，适用于PLA等打印材料。具有耐高温，环保无毒，提高成型率，解决FDM工艺的翘边问题。使用前确保加热平台干净光滑，将胶水均匀的涂上即可，可多次打印，打印结束后，容易取下模型。热床上面的胶可用清水擦洗干净，具有易清洗的特点。为获得高质量的模型底部平面，选用打印机的无基底打印模式，即在打印模型前将不会产生基底。采用PLA打印材料对笔筒部件分别进行打印，打印温度约为210°C。对于不同的放置会产生不同的打印效果，让笔筒的上表面在下，由于下表面是平的，没有任何悬空的部分，不需要增加支撑设置。打印时间为3小时34分钟，材料消耗为37g。拆分模型的打印模式模型的打印3笔筒底座的打印1底座的打印2笔筒底座的打印笔筒盖的放置与打印预览拆分模型的打印模式不同放置与打印预览如果让笔筒的上表面在上，那么由于下面有悬空的部分，就需要增加支撑设置，于是打印的时间就会增加，共计耗时为3小时59分钟，材料消耗为41g。打印模型的制作遵循支撑临界角原则1打印40度的模型支撑的临界角设置，在支撑类型后面的省略号的图标中。如果设置了支撑临界角为45度，打印的模型超过45度的部分，都需要额外的支撑材料。打印40度模型和50度模型的数据对比，你发现了什么？打印50度的模型打印模型的制作模型的三种打印角度对比，对打印材料的影响，如图所示。若角度太大，则打印的材料会自行坠落，所以根据模型的角度来判断是否加支撑。三种打印角度的对比打印模型的制作减少支撑材料2模型支撑在设计模型时尽量避免使用支撑材料；虽然支撑材料可以去除但是会在模型上留下一些印记，而且去除过程非常耗时。为突出的部位自行设计支撑物或连结物等，减少加支撑的几率，就省去了加支撑、去支撑、打磨支撑部位的麻烦。模型底部和平台接触面积增大可以有效减少翘边。在设计模型时可以考虑自己设计打印的底座，建议不要使用内建的打印底座，会非常耗时，降低打印速度和打印效率，且内建的打印底座可能会难以去除并且损坏模型的底部。如图示，圆盘状或圆锥状的底座，增加抓地力。打印模型的制作设计模型底座3设计模型底座打印模型的制作调整打印方向以求最佳精度4保证最佳精度在打印模型时，要注意调整打印方向以求最佳精度，以最佳分辨率方向作为模型的打印方向。如果有需要，可以将模型切成好几个区块来打印，然后再重新组装。对于使用熔融沉积技术的打印机来说，只能控制Z轴方向的精度，因为XY轴的精度已经被线宽决定了。如模型有精细设计，需要确认模型的打印方向是否能打印出精细特征。所以设计模型时，细节部位也最好放在竖着打印的位置。实在不行，可以将模型切割开来打印，然后再重新组装。打印模型的制作调整打印方向以承受压力5承受压力根据压力来源调整打印的方向，当受力施加在模型上时，保持模型不会毁坏，确保打印方向以减少应力集中在部分区域，可以调整打印的方向让打印线垂直于应力施加处。同样的原理可以运用在打印大型模型的ABS树脂上，在打印的过程中，大型模型