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《逆向工程与快速成型技术应用》实验报告苏州市职业大学机电工程学院1实验名称扫描件的快速制作姓名：黄佳伟班级：12模具设计与制造3班日期：2014.10.8小组成员：黄佳伟解翔宇蒋程飞李长江李臻刘凯2目录一．实验目的…………………………………………………………………3二．实验要求…………………………………………………………………3三．所需的设备、仪器、工具或材料………………………………………3四．实验步骤及方法…………………………………………………………3五．思考题……………………………………………………………………7六．小结……………………………………………………………………73一、实验目的1.掌握FDM快速成型的原理和快速成型的过程。2.熟悉UPPlus2快速成型设备的操作。二、实验要求将实验二模型的*.STL数据文件导入快速成型数据处理软件，进行相关的处理，用快速成型设备完成原型的制作，实验结果以原型的照片表示。三、所需的设备、仪器、工具或材料1）UPPlus2快速成型机及相应的快速成型软件；2）UP中文说明书3）电脑；4）ABS丝材；5）铲子、尖嘴钳等。四、实验步骤及说明（根据模型的具体情况选择成型步骤）Step1开机，系统初始化。启动UP快速成型设备和电脑，点击电脑桌面上的软件，打开快速成型软件，如图1所示，点击菜单“三维打印机→初始化”（如图2），设备将首先清空系统内部缓存，为数控系统上电，然后将三个轴回到“零点”。在三个轴回零点的过程中，请勿点击其他操作。如果刚开机，则需要对系统进行初始化。图1UP！快速成型软件主操作界面图2Step2成型平台预热在打印大尺寸模型时，有时会出现边缘翘起的情况，这是由于平台表面预热不均造成的。在进行大尺寸模型打印之前，预热是必不可少的。点击菜单“三维打印机→平台预热15分钟”，打印机开始对平台加热。提示：这一步先做，可节省在打印时再做平台预热的等待时间。Step3载入模型点击菜单“文件”→“打开”或者工具栏中按钮，选择要打印的模型。注意：UP！仅支持STL格式（为标准的43D打印输入文件）和UP3格式（为UP！三维打印机专用的压缩文件）的文件,以及UPP格式（UP！工程文件）。将鼠标移到模型上，点击鼠标左键，模型的详细资料介绍会悬浮显示出来。用户可以打开多个模型并同时打印它们。只要依次添加您需要的模型，并把所有的模型排列在打印平台上，就会看到关于模型的更多信息。如果模型载入错了，将鼠标移至模型上，点击鼠标左键选择模型，然后在工具栏中选择卸载；或者在模型上点击鼠标右键，会出现一个下拉菜单，选择卸载模型或者卸载所有模型。Step4模型的检验与修复为了准确打印模型，模型的所有面都要朝外。UP！软件会用不同颜色来标明一个模型是否正确。当打开一个模型时，模型的默认颜色通常是灰色或粉色。如模型有法向的错误，则模型错误的部分会显示成红色。UP！软件具有修复模型坏表面的功能。在修改菜单项下有一个修复选项，选择模型的错误表面，点击修复选项即可。Step5确定模型成型的方向、摆放位置点击菜单“文件→自动布局”或工具条的自动布局按钮，软件根据原来模型的坐标方位呈现在成型空间中间，离工作台面一个高度（在系统参数集里设定）。如果成型方向、摆放位置、成型件的大小不合理，则执行编辑菜单下移动、旋转、缩放选项或工具条的缩放、平移、旋转等命令，对模型调整。请尽量将模型放置在平台的中央。当平台上不止一个模型时，建议使用自动布局功能。当多个模型处于开放状态时，每个模型之间的距离至少要保持在12mm以上。Step6确定分层参数分层参数的确定就是对模型的打印路径的规划的过程。分层参数包括层厚参数、路径参数及支撑参数等，不同的快速成型设备，分层参数设置方法不相同。在UPPlus2成型软件中，点击菜单“三维打印→设置”，弹出如图3所示的分层参数对话框，设置层片厚度、填充间隔、支撑参数等。（1）层片厚度设定打印层厚，根据模型的不同，每层厚度设定在0.15mm～0.4mm。（2）填充设置填充方式：为了缩短成形时间、减少成型材料，当模型为实心或壁厚较大时，内部一般用网格状的填充。根据壁厚不同，对填充网格空隙（填充间隔）进行设置。在UPPlus2成型软件中，有四种方式：分别是坚固、松散、中空、大洞，有的快速成型软件中填充间隔用分层参数的倍数来表示。壳：该模式有助于提升中空模型的打率。如仅需打印模型作为概览，请选择该模式。模型在打印过程中将不会产生内部填充。表面：如仅需打印模型轮廓且不封口，请选择该模式。该模式仅打印模型的一层表面层，且模型上部与下部将不会封口。该模式一定程度上可以提高模型表面质量。5（3）密封表面为了使原型表面质量较高，避免表面的材料陷入填充网格的空隙内，当表面与水平面的夹角小于一定角度时（如45°），表面层需采用标准填充，该参数设定进行标准填充的层数，一般为2～4层。如图5所示。（4）支撑支撑角度：设定需要支撑的表面的最大角度（表面与水平面的角度）。当表面与水平面的角度小于该值时，必须添加支撑。支撑角度越大，形成的表面支撑越多；支撑角度越小，形成的表面支撑越少。但如果支撑角度过小，则会造成支撑不稳定。该模型选择45度角的支撑。图3分层参数设置支撑间隔：距离原型较远的支撑部分，可采用孔隙填充的方式，减少支撑材料的使用，提高造型速度。该参数和填充间隔的意义类似。最小面积：需要填充的表面的最小面积，小于该面积的支撑表面可以不进行支撑。密封层：为避免模型主材料凹陷入支撑网格内，在贴近模型被支撑的部分要做数层密封层，而具体层数可在支撑密封层选项内进行选择（可选范围为2至6层，系统默认为3层），支撑间隔取值越大，密封层数取值相应越大。靠近原型的支撑部分，为使原型表面质量较高，需采用标准填充，该参数设定进行标准填充的层数，一般为2～4层。Step7模型分层、打印点击菜单“三维打印→打印”按钮，弹出打印设置对话框如图4，6设置打印参数选项，各选项含义如下：（1）质量:分为普通、快速、精细三个选项。此选项同时也决定了打印机的成型速度。通常情况下，打印速度越慢，成型质量越好。对于模型高的部分，以最快的速度打印会因为打印时的颤动影响模型的成型质量。对于表面积大的模型，由于表面有多个部分，打印的速度设置成“精细”也容易出现问题，打印时间越长，模型的角落部分更容易卷曲。所以应根据模型的具体情况设置质量选项。（2）非实体模型：当您所要打印的模型为非完全实体，如存在不完全面时，请选择此项。（3）无基底：如选择此项，在打印模型前将不会产生基底。该模式可以提升模型底部平面的打印质量。当您选择此项后，将不能进行自动水平校准。（4）平台继续加热：如选择此项，则平台将在开始打印模型后继续加热。（5）暂停：当在方框内输入想要暂停打印的高度，当打印机打印至该高度时，将会自动暂停打印，直至您点击“恢复打印位置”。在暂停打印期间，喷嘴将会保持高温。点击，软件按照设定的分层参数自动进行分层计算、分层结束后得到一个由层片累加起来的模型文件，检查材料余量、传送数据、计算并显示材料用量及打印时间，然后开始打印。开始打印后，您可以将计算机与打印机断开。图4打印设置材料用量及打印时间，也可以通过菜单“三维打印→打印预览”来获得。Step8移除模型71）将扣在打印平台周围的弹性别针从平台上松开，将打印平台轻轻撤出。2）在模型下面慢慢滑动铲刀，来回撬松模型，移除模型。图5，6为移除前后对比。图5图6Step9模型的后处理主要是去除支撑，打磨表面，形成符合要求的原型件。五、思考题：1.在选择成型方向时应考虑哪些因素？2.层片数据文件包括了哪三部分？分析分层参数中层厚、支撑角度对成型质量和成型时间影响。3.基于FDM快速成型时，如何防止模型两边翘曲？8答：1.STL模型的定向，即成型时每层的叠加方向。垂直面与水平面、零件中的孔的轴线、曲线边界的截面、斜面、悬臂结构等的数量。2.3.对平台进行预热，或者添加支撑。