工业产品金属3D打印（SLM） 课件 任务三叶片金属打印

任务三叶片金属打印BUSINESSREPORTORPLAYFORWORK叶片金属打印任务准备01/叶片任务评价与总结05/叶片数据处理02/叶片金属打印03/目录叶片后处理04/叶片工作情境描述某客户的电机轮船在长期使用情况下，推动处的螺旋桨（图3-1）有几片叶片损坏，于是找到贵公司并寄来一片没有损坏的叶片（图3-2和图3-3），希望贵公司制造出的叶片与原来的一样，并批量制造出多个以方便更换。公司收到寄来的叶片，利用三维扫描扫出点云数据，完成对叶片金属打印，以便后面的批量打印，便委托3D打印中心某高级工程师负责此任务。高级工程师依据客户要求实施。助理工程师仔细阅读产品任务书，依据客户要求确认使用材料为铝合金，并根据要求制订打印流程，通知逆向设计设备管理部门，安排扫描，完成扫描和逆向建模后，模型数据交接给金属打印部进行打印，排班生产打印，后续处理检测，完成后交付质检部门质检使用并获得反馈。叶片金属打印任务准备一、领取生产任务单及团队分工表3-1叶片金属打印生产任务单表3-2

组建团队及任务分工叶片金属打印任务准备二、任务分析小组讨论，阐述金属3D打印SLM工艺打印材料有哪些？1.不锈钢（如316L、17-4PH等），2.铝合金（如AlSi10Mg），3.钛合金（如Ti-6Al-4V），4.镍基合金（如Inconel625、HastelloyX），5.钨合金，6.铜合金，7.塑料复合金属材料等上网查询资料，举例说明，SLM工艺在哪些行业领域中运用广泛？广泛应用于航天、航空、医疗器械、汽车等领域叶片金属打印任务准备三、阅读生产任务单，明确任务内容填写接收任务单，明确零件材料、数量及完成时间。领取叶片模型（图3-4），扫描二维码3-1获取手机支架STL网格模型。叶片数据处理一、数据处理软件应用。查阅关于Magics软件的相关资料：Magics用户界面支持现有的所有文件格式，包括voxels和3MF，与各种企业软件解决方案都能良好地结合起来，例如Streamics、各种类型的Build处理器、AMCP增材控制平台等。另外一些模块提供更加高效，更先进的嵌套，更灵活的作业流程。通过软件将数模文件从模态结构转换成数字结构，接下来的操作都是在数字结构下进行的，而数据处理的方法及精度也直接影响成形件的质量。请你参照图3-5，简述叶片STL格式文件导入至Magics软件中的步骤：

1文件模块-2加载-3导入零件-4选择STL文件叶片数据处理请你参照图3-6，简述对导入Magics软件中的叶片STL格式文件进行修复的步骤：1修复模块-2选择零件-3自动修复请你根据图3-7，简述叶片加工平台的设置步骤：1加工准备模块-2从设计者视图创建新平台-3选择机器-4确定叶片数据处理请你参照图3-8，简述叶片水平方向添加打印支撑的优缺点：请你参照图3-9，简述叶片倾斜方向添加打印支撑的优缺点：叶片水平放置，支撑添加在底部以及后端，支撑面积过大，支撑在后处理不易去除，在支撑后处理的过程中有损伤零件的风险。倾斜一定的角度添加支撑，减少了一定的内部支撑，但是需要添加支撑的区域变多了，去除支撑的过程中需要打磨的零件表面变多了，而零件相对较薄，支撑区域多给后处理增添了难度。叶片数据处理请你参照图3-10，简述叶片竖直方向添加打印支撑的优缺点：请你参照图3-11，简述支撑创建完成后，还需要注意哪些问题？竖直方向添加支撑，直接分离基板与零件然后拆除支撑，降低后处理的难度。选择需要添加支撑的支撑面，可自动生成支撑结构或手动添加支撑。支撑创建完成后预览，观察支撑是否合理，如不合理要删除相关支撑，重新调整零件的摆放方向及角度，然后再次生成支撑预览，直至满意。Magics还有支撑修改、增加、删除、查看等功能，使用者可以根据实际需求和经验对自动生成的支撑进行修改、删除等操作。支撑结构的类型有块类支撑、柱类支撑等多种，为用户提供更多的选择，依照实际需求和加工条件选择合适的支撑结构。支撑结构确认好后，要进行保存和输出的工作。叶片数据处理请你参考表3-3中的图，简述对叶片进行切片处理的步骤：（1）配置机器材料的参数包；（2）配置平台的参数；（3）配置加工策略；（4）打开加工对话框，设置合适的保存路径后即可提交任务完成切片处理，可打开文件夹中的.JOB格式文件查看切片，确认无误后将切片生成的文件夹拷贝至金属打印机至此整个数据处理过程完成。叶片数据处理二、数据处理请你在下方阐述STL文件的精度该如何控制？并进行填空。当保存了STL文件之后，所有设计的表面和曲线都会被取代并转换成网状。网格由一系列的三角形组成，代表着设计原型中的精确几何含义。STL文件是由许多三角面片组成的，用大量的三角形来无限逼近目标曲线曲面。既然是一种近似，则文件本身必有误差。这也就是为什么STL文件本身也是有精度的，或者说有分辨率的，使用的三角面片越多，越逼近真实值，但是文件通常也非常大，电脑和3D打印机都非常难处理；使用的三角面过少，则可能精度过低，误差大。所以STL文件需要有合适的精度，考虑到3D打印机的精度，通常STL文件的精度控制在0.05以内是比较合适的。如果STL文件太大会导致切不了片，STL文件太大的原因多是由于面数太多这种情况下，可以对文件进行减面处理。由于打印本身有物理精度，面数太高或者太低，都对打印不是很好，要调整到适当的面数。因此，在文件大小和打印质量之间找到适当的平衡是非常重要的。叶片金属打印一、各小组分析、讨论并制定叶片打印工艺。二、熟悉工作环境。了解打印区域与工作区的范围和限制，理解企业对环境、安全、卫生和事故预防的标准。个人防护装备。叶片金属打印三、领取材料、工具好量具、护具。领取材料、工具和量具并填写表3-6。叶片金属打印四、打印过程。请你简述开机准备过程。（1）做好开机前的各项常规检查工作；（2）规范启动机床；（3）带好安全防护用具；（4）金属打印机的基本操作。1）安装基板；2）安装刮刀；3）送入金属粉末进送分平台；4）安装吸粉方管；5)

擦拭振镜；6)

洗气；7)

传输打印程序；8)开始打印。请你参考表3-7中的图，简述叶片打印成形过程。1叶片打印程序导入机床电脑-2打开机床软件-3选择叶片打印程序导入-4铺一层粉-5单一烧结两次-6开始打印-7设置刮刀速度和刮刀回程速度-8等待打印完成叶片金属打印打印过程出现的故障五、机床保养，场地清理。叶片后处理一、熟悉工作环境。

佩戴好口罩及安全防护装备，填写防护装备的名称：二、领取后处理工具、量具，填写后处理工具的名称：叶片后处理三、后处理过程。你在开始操作前是否穿戴好防护用品？对照安全操作规程的相关要求进行检查，并将检查结果记录在下列表3-11中。查阅资料，请你说说收取零件时要注意事项后进行填空？(1）打印完毕，按照规定做好防护措施，打印任务结束后，请勿触摸工作平台、基材或零件，防止烧伤。成形室温度降至

50℃以下，才能拆下带烧结件的基材；（2）吸入的金属粉尘会导致长期的肺损伤或对健康有其他不利影响，接触金属粉末时必须佩戴防护罩；（3）收取零件时，操作人员必须穿戴防护手套、带颗粒过滤器的防护面罩、三防安全鞋和防静电环；（4）零件打印完成后，成形室内堆积较多打印过程中未被清理金属粉末，必须先对成形室内的金属粉末进行清理，之后才可打开成形室门进行零件收取工作；（5）必须等待成形室氧含量警报解除后再进行收取零件操作；（6）搬运带烧结件的基材时必须穿三防安全鞋，防止基材滑落砸伤手脚。叶片后处理四、机床保养，场地清理。掌握叶片去除支撑的操作方法，完成表3-12的填写。掌握叶片表面处理的操作方法，完成表3-13的填写。叶片任务评价与总结一、领取量具检测零件，填写评分标准表。按表3-14检验你的叶片是否合格。表3-14

叶片的评分标准叶片任务评价与总结二、检测性能要求。三、清理现场四、请你在下方空白处写下叶片工作小结思政园地一、观看《大国工匠》系列视频——第三集大巧破难，感悟从事该专业必须具备精益求精、一丝不苟的工匠精神。叶片任务评价与总结知识拓展一、增材制造技术类别：1.光聚合成形技术增材制造SLA：Stereolithography(立体印刷术)是最早实用化的快速成形技术。具体原理是选择性地用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料(例如液态光敏树脂)表面，使之发生聚合反应，再由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。2.以烧结和熔化为基本原理SLS：SelectiveLaserSintering，(选择性激光烧结)工艺是利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平；用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面；材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成形的部分粘接；当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面。SLS工艺最大的优点在于选材较为广泛。3.以粉末-粘合剂为基本原理3DP：三维打印技术(ThreeDimensionalPrinting)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。与SLS不同的是材料粉末不是通过烧结连接起来，而是通过喷头用粘接剂将零件的截面“印刷”在材料粉末上面。4.FDM：熔融沉积造型FDM(FusedDepositionModeling)工艺熔融沉积制造(FDM)工艺具体原理是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成形完成后，机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成形下一层，直至形成整个实体造型。FMD是一种成本较低的增材制造方式，所用材料比较廉价，不会产生毒气和化学污染的危险。但是FDM打印成形后表面粗糙，需后续抛光处理。最高精度只能为0.1mm。由于喷头做机械运动，速度缓慢，而且同样需要支撑台。很多人认为FMD价格低廉，因此在工业应用不高，并且相对初级，但是随着技术的不断提高，现在FDM技术同样能够制造金属零件。叶片任务评价与总结知识拓展一、增材制造技术类别：5.气溶胶打印技术气溶胶打印技术（AerosolJetPrinting，简称AJP）是一种先进的制造技术，它通过喷射气溶胶（包含固体颗粒