第四章3D打印設(shè)備及維護1PARTONE第一節(jié)熔融沉積制造設(shè)備及維護2熔融沉積制造(FusedDepositionModeling,FDM)也稱熔融擠出成型。FDM是將各種絲材加熱融化使其堆積成型的一種加工工藝。所使用的材料一般是熱塑性材料，如PLA、ABS、尼龍等，以絲狀供料。（a）為FDM工藝制作的模型，（b）為FDM工藝制作的模型。a)花籃b)齒輪34熔融沉積制造工藝具有與傳統(tǒng)制作工藝不同的特點：1）可以制造出采用傳統(tǒng)方法制造不出來的、非常復雜的制件，不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具、機床或任何模具，就能直接把計算機的任何形狀的三維CAD圖形生成實物產(chǎn)品；2）它可以自動、快速、直接和比較精確地將計算機中的三維設(shè)計轉(zhuǎn)化為實物模型，從而有效地縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期；3）成本高、工時長；4）需要設(shè)計和制作支撐結(jié)構(gòu)；5）打印材料受到限制；6）精度和質(zhì)量問題；5一、FDM設(shè)備結(jié)構(gòu)本小節(jié)以F3CL型打印機為例介紹桌面3D打印機1.打印平臺打印平臺是模型的成型空間，打印過程中絲狀材料將在打印平臺上逐層堆積成型。2.SD卡接口SD卡接口用于傳遞打印數(shù)據(jù)，打印機通過讀取SD卡中的模型數(shù)據(jù)文件進行打印。SD卡與USB接口位于打印機的側(cè)面。63.USB接口打印機通過USB數(shù)據(jù)線與電腦連接，用于升級打印機固件。4.絲料盤軸架安裝在打印機后面，用于掛住PLA絲盤。絲料盤軸架位于打印機的后側(cè)面。5.打印托盤打印托盤是打印平臺的支撐，托盤上安裝有調(diào)節(jié)水平螺絲。76.進料導管進料導管是一段引導打印絲材從送絲機進入打印機頭噴嘴的塑料管。7.送絲機送絲機是材料的進給機構(gòu)，用于將熔融的絲狀材料經(jīng)過噴頭擠出。88.打印噴頭打印噴頭是材料的輸出機構(gòu)，用于將絲狀材料加熱至融化，在送絲機的作用下擠出熔融狀的材料。9.控制界面控制界面用于操作打印機的使用，控制界面包括LCD液晶面板和控制旋鈕。控制旋鈕可以進行兩種方式的操作：一種是左右旋轉(zhuǎn)進行選擇操作；另一種是按壓點擊進行確認操作。93.打印機開機打印機連接220V交流電源，開啟設(shè)備背面電源開關(guān)。開機后打印機LED液晶面板顯示待機狀態(tài)界面。

4.安裝SD卡取出隨機攜帶的SD卡，將其插入打印機左側(cè)的SD卡接口中，確保SD卡中已經(jīng)導入完成切片的需要打印的模型數(shù)據(jù)文件。

105.預(yù)熱打印噴頭和平臺按壓打印機控制旋鈕，打開系統(tǒng)菜單，LCD液晶顯示面板顯示如圖。

6.自動送絲當打印機噴頭溫度高于180度時，可進行自動送絲操作。點擊控制旋鈕，打開系統(tǒng)菜單，選擇MotionAutoEAutoFeed選項，打印機將進行自動送絲操作。

11送絲過程中在LCD液晶面板上將會顯如圖所示信息，表示自動送絲正在進行，自動送絲過程大約需要1分鐘，需要耐心等待。

待送絲機自動將絲料送至打印噴頭，并且從噴頭擠出一小段融化的材料，說明自動送絲過程結(jié)束。送絲完成以后，需要用工具箱中所備鑷子將打印噴嘴處多余的絲狀材料清理干凈。在整個自動送絲過程中禁止用手觸碰打印噴頭或者熔融未冷卻的絲料。127.打印模型文件點擊控制旋鈕，打開系統(tǒng)菜單，選擇CardMenuSD_Card_Holder.pcode，啟動示例模型打印。LCD液晶顯示操作如下圖。

138.打印完成模型打印完成后，將打印平臺兩側(cè)的四個玻璃鎖緊螺絲擰下，取下打印平臺玻璃。待模型完全冷卻后，用鏟刀將模型從平臺玻璃上取下即可。9.其他操作1）自動退絲①預(yù)熱打印噴頭和平臺②啟動自動退絲③取出耗材2）手動擠絲①預(yù)熱打印噴頭②手動控制擠出143）調(diào)節(jié)打印平臺步驟1：平臺歸零打開系統(tǒng)菜單，點擊Motion，選擇AutoHome選項，系統(tǒng)即可完成歸零操作。

步驟2：打印噴頭位于圖中所示平臺頂角的位置。

15步驟3：按照頂視逆時針方向旋轉(zhuǎn)打印平臺調(diào)整旋鈕1，直至打印噴頭與平臺不再接觸。

圖4.20打印平臺調(diào)整旋鈕操作步驟4：按照頂視順時針方向微動旋轉(zhuǎn)平臺調(diào)節(jié)旋鈕1，同時觀察平臺的運動，當平臺剛好接觸到打印噴頭的瞬間，停止調(diào)整。步驟5：釋放電機，打開系統(tǒng)菜單，點擊點擊Motion，選擇DisableSteppers選項，釋放電機。步驟6：此時可以手動拖動十字軸中心滑塊，依次將噴頭移動至平臺的頂角位置2,3,4處。16步驟7：在每個頂角位置，重復步驟【3】~步驟【4】，直至噴頭的每個位置都剛好與平臺接觸但又不壓緊。步驟8：以上為靜態(tài)調(diào)整過程。如果在打印第一層時，平臺距離仍然存在誤差，可以根據(jù)實際誤差情況微調(diào)4個旋鈕，直至使模型第一層達到較理想的成型狀態(tài)。4）暫停打印在打印機正常打印過程中需要暫停打印時，點擊“PausePrint”，可暫停打印，打印機將在完成緩沖的命令后，快速回抽材料并將噴頭移動至零點附近。

175）恢復打印在打印機暫停打印的狀態(tài)下，點擊“ResumePrint”可恢復打印。當打印機由于溫度、機械等故障自動暫停時，在排除相應(yīng)的故障后再進行恢復打印操作。6）停止打印打印過程中點擊“StopPrint”可停止打印，打印機將自動歸零，釋放電機。1810.Pango軟件中關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置19打開Pango軟件操作主界面，點擊“參數(shù)”，選擇“設(shè)置”選項（或快捷鍵Ctrl+F），對打印模型過程中所涉及到的關(guān)鍵參數(shù)逐一進行設(shè)置操作。

1）層高層高影響模型產(chǎn)品縱向的細膩程度，層厚越小模型表面就越光滑，但是模型的打印時間也會越長。2）打印速度打印速度影響模型的成型時間，隨著打印速度的增加，模型表面質(zhì)量將隨之降低，一般根據(jù)實際需要，在成型時間與模型打印質(zhì)量之間取舍。203）打印線寬打印線寬由打印機的噴嘴尺寸所決定，打印線寬影響模型表面的細膩程度，線寬越小，模型表面越平滑，但是魔性的打印時間就越長。4）材料直徑材料的實際直徑與切片時的設(shè)置參數(shù)越接近，模型的成型量也就越準確，所成型的模型的形狀精度和尺寸精度也就越高。如果材料的實際直徑偏大，在打印模型時會造成擠出過多；而實際直徑如果偏小，打印時會造成擠出偏少。215）表皮圈數(shù)表皮圈數(shù)以及上下表面層數(shù)影響模型的外表面堅硬程度。6）填充率填充率影響模型的內(nèi)部強度，填充率越高，模型的打印時間就越長。7）噴頭溫度噴頭溫度，也是打印溫度，影響材料熔融的程度，噴頭溫度越高，材料融化的也就越充分，但是容易造成冷卻過緩，造成模型塌陷；8）平臺溫度為避免模型在打印的過程中，出現(xiàn)翹邊、脫離現(xiàn)象，保證模型順利完成打印，應(yīng)設(shè)置合適的打印平臺溫度以使打印模型與打印平臺良好附著。2211、FDM成型的后處理1）移除模型2）去除支撐3）砂紙打磨4）珠光處理5）蒸汽平滑23三、FDM設(shè)備的維護1.熔融沉積制造技術(shù)的桌面式3D打印機應(yīng)在應(yīng)用說明建議的工作環(huán)境下運行。2.在干燥環(huán)境下使用打印機。3.打印時，打印噴頭溫度可高達200℃以上，操作人員應(yīng)注意高溫，避免燙傷。4.打印機在使用過程中應(yīng)使用設(shè)備說明建議的ABS或PLA專業(yè)耗材。5.3D打印機打印較大平面的制件時，專業(yè)調(diào)平打印機平臺的方法是同時調(diào)節(jié)平臺下的四顆調(diào)平螺釘，并注意看打印機出絲是否均勻。6.3D打印機處于待機狀態(tài)時，不能手動沿光軸移動打印噴頭。7.3D打印機經(jīng)過長時間的工作后，光軸可能會發(fā)出比較刺耳的聲音，這是因為光軸上的潤滑慢慢減少所致，所以需要定時定量的給光軸添加潤滑油。248.3D打印機在工作時如果不能正常出絲，首先需要檢查打印噴頭的加熱溫度是否正常，如果正常，說明打印噴頭堵住，需要將噴頭拆下，清理干凈噴頭內(nèi)部。9.3D打印機在打印大尺寸的平面工件時，有可能會出現(xiàn)因為打印平臺溫度過高，打印速度過快，以及風扇的運轉(zhuǎn)問題而導致打印件成型過快，塑件冷卻過快引起收縮，成型件的底板不能很好的與打印平臺粘結(jié)，出現(xiàn)翹邊問題，此時應(yīng)降低打印平臺溫度，降低打印速度，以及關(guān)閉噴頭風扇。10.假如打印機長時間不工作，應(yīng)將打印機耗材從打印噴頭內(nèi)取出。可先加熱打印噴頭，再使用自動退絲功能即可。PARTTWO第二節(jié)光固化成型設(shè)備及維護2526光固化成型也稱為立體光刻成型、立體印刷成型。該工藝由CharlesHull在1984年獲得美國專利，是最早出現(xiàn)的一種快速成型技術(shù)。SLA制作的鐵塔原型27光固化工藝的成型過程如圖所示。28光固化成型有其獨特的特點，包括:①尺寸精度高。②表面質(zhì)量好。③可以成型結(jié)構(gòu)復雜、尺寸比較精細的原型。④可以直接制作面向熔模精密鑄造的具有中空結(jié)構(gòu)的消失模。與其他快速成型技術(shù)和傳統(tǒng)的減材制造技術(shù)相比，光固化成型工藝還存在很多缺點：①尺寸穩(wěn)定性差。②需要對工件設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)。③設(shè)備運轉(zhuǎn)和維護費用較高。④可使用的材料種類較少。⑤需要二次固化。29一、光固化快速成型設(shè)備結(jié)構(gòu)

SLA設(shè)備硬件介紹

SLA設(shè)備30以SLA550型光固化快速成型設(shè)備為例介紹光固化快速成型設(shè)備的構(gòu)造以及操作。1、成型室成型室是SLA設(shè)備的打印工作空間，其中包括工作平臺、刮平器以及樹脂槽等部分。

31樹脂槽，用來盛放光敏樹脂。樹脂槽側(cè)面靠近地面的閥用來排放樹脂。

322、急停按鈕設(shè)備在打印過程中出現(xiàn)緊急情況時，按壓急停按鈕可停止運作設(shè)備的運動系統(tǒng)，可以避免因緊急故障而損壞設(shè)備。待排除設(shè)備問題后，再順時針旋轉(zhuǎn)急停按鈕設(shè)備即可正常工作。

333、溫控器溫控器，監(jiān)控當前工作條件下成型室內(nèi)的環(huán)境溫度與所設(shè)置的設(shè)備溫度。

344、顯示器SLA550打印機顯示器為電阻觸摸顯示器。5、按鍵與蜂鳴器

356、激光控制柜激光電源控制器安裝在設(shè)備右下角柜中。激光系統(tǒng)為機器的重要組成部分，除去開、關(guān)激光器外，其他操作應(yīng)在專業(yè)技術(shù)人員的指導下進行。36二、SLA設(shè)備基本操作1、SLA工藝工作過程SLA工藝工作過程中主要經(jīng)過三個步驟：模型預(yù)處理、打印、后處理。

372）關(guān)停機器①依次關(guān)閉加熱按鍵（HeaterOn）、燈光按鍵（LightOn）②關(guān)閉計算機③關(guān)閉激光器④關(guān)閉激光按鍵（LaserOn），機關(guān)系統(tǒng)斷電⑤關(guān)閉控制按鍵（ControlOn）,機器控制系統(tǒng)斷電⑥旋轉(zhuǎn)機器背面的電源開關(guān)，關(guān)閉機器電源

如果長時間停用設(shè)備，還需要排空樹脂槽中的樹脂。383、SLA設(shè)備的操作流程39為保證SLA設(shè)備在日常的生產(chǎn)中能夠正常運作，要定期對其進行保養(yǎng)維護。具體的維護工作包括：1）取零件時，樹脂容易滴到機器上，導致臟污，每日擦拭一次成型室內(nèi)的機器表面。2）保持設(shè)備外觀清潔，每日擦拭一次