任務三葉片金屬打印BUSINESSREPORTORPLAYFORWORK葉片金屬打印任務準備01/葉片任務評價與總結05/葉片數據處理02/葉片金屬打印03/目錄葉片后處理04/葉片工作情境描述某客戶的電機輪船在長期使用情況下，推動處的螺旋槳（圖3-1）有幾片葉片損壞，于是找到貴公司并寄來一片沒有損壞的葉片（圖3-2和圖3-3），希望貴公司制造出的葉片與原來的一樣，并批量制造出多個以方便更換。公司收到寄來的葉片，利用三維掃描掃出點云數據，完成對葉片金屬打印，以便后面的批量打印，便委托3D打印中心某高級工程師負責此任務。高級工程師依據客戶要求實施。助理工程師仔細閱讀產品任務書，依據客戶要求確認使用材料為鋁合金，并根據要求制訂打印流程，通知逆向設計設備管理部門，安排掃描，完成掃描和逆向建模后，模型數據交接給金屬打印部進行打印，排班生產打印，后續處理檢測，完成后交付質檢部門質檢使用并獲得反饋。葉片金屬打印任務準備一、領取生產任務單及團隊分工表3-1葉片金屬打印生產任務單表3-2

組建團隊及任務分工葉片金屬打印任務準備二、任務分析小組討論，闡述金屬3D打印SLM工藝打印材料有哪些？1.不銹鋼（如316L、17-4PH等），2.鋁合金（如AlSi10Mg），3.鈦合金（如Ti-6Al-4V），4.鎳基合金（如Inconel625、HastelloyX），5.鎢合金，6.銅合金，7.塑料復合金屬材料等上網查詢資料，舉例說明，SLM工藝在哪些行業領域中運用廣泛？廣泛應用于航天、航空、醫療器械、汽車等領域葉片金屬打印任務準備三、閱讀生產任務單，明確任務內容填寫接收任務單，明確零件材料、數量及完成時間。領取葉片模型（圖3-4），掃描二維碼3-1獲取手機支架STL網格模型。葉片數據處理一、數據處理軟件應用。查閱關于Magics軟件的相關資料：Magics用戶界面支持現有的所有文件格式，包括voxels和3MF，與各種企業軟件解決方案都能良好地結合起來，例如Streamics、各種類型的Build處理器、AMCP增材控制平臺等。另外一些模塊提供更加高效，更先進的嵌套，更靈活的作業流程。通過軟件將數模文件從模態結構轉換成數字結構，接下來的操作都是在數字結構下進行的，而數據處理的方法及精度也直接影響成形件的質量。請你參照圖3-5，簡述葉片STL格式文件導入至Magics軟件中的步驟：

1文件模塊-2加載-3導入零件-4選擇STL文件葉片數據處理請你參照圖3-6，簡述對導入Magics軟件中的葉片STL格式文件進行修復的步驟：1修復模塊-2選擇零件-3自動修復請你根據圖3-7，簡述葉片加工平臺的設置步驟：1加工準備模塊-2從設計者視圖創建新平臺-3選擇機器-4確定葉片數據處理請你參照圖3-8，簡述葉片水平方向添加打印支撐的優缺點：請你參照圖3-9，簡述葉片傾斜方向添加打印支撐的優缺點：葉片水平放置，支撐添加在底部以及后端，支撐面積過大，支撐在后處理不易去除，在支撐后處理的過程中有損傷零件的風險。傾斜一定的角度添加支撐，減少了一定的內部支撐，但是需要添加支撐的區域變多了，去除支撐的過程中需要打磨的零件表面變多了，而零件相對較薄，支撐區域多給后處理增添了難度。葉片數據處理請你參照圖3-10，簡述葉片豎直方向添加打印支撐的優缺點：請你參照圖3-11，簡述支撐創建完成后，還需要注意哪些問題？豎直方向添加支撐，直接分離基板與零件然后拆除支撐，降低后處理的難度。選擇需要添加支撐的支撐面，可自動生成支撐結構或手動添加支撐。支撐創建完成后預覽，觀察支撐是否合理，如不合理要刪除相關支撐，重新調整零件的擺放方向及角度，然后再次生成支撐預覽，直至滿意。Magics還有支撐修改、增加、刪除、查看等功能，使用者可以根據實際需求和經驗對自動生成的支撐進行修改、刪除等操作。支撐結構的類型有塊類支撐、柱類支撐等多種，為用戶提供更多的選擇，依照實際需求和加工條件選擇合適的支撐結構。支撐結構確認好后，要進行保存和輸出的工作。葉片數據處理請你參考表3-3中的圖，簡述對葉片進行切片處理的步驟：（1）配置機器材料的參數包；（2）配置平臺的參數；（3）配置加工策略；（4）打開加工對話框，設置合適的保存路徑后即可提交任務完成切片處理，可打開文件夾中的.JOB格式文件查看切片，確認無誤后將切片生成的文件夾拷貝至金屬打印機至此整個數據處理過程完成。葉片數據處理二、數據處理請你在下方闡述STL文件的精度該如何控制？并進行填空。當保存了STL文件之后，所有設計的表面和曲線都會被取代并轉換成網狀。網格由一系列的三角形組成，代表著設計原型中的精確幾何含義。STL文件是由許多三角面片組成的，用大量的三角形來無限逼近目標曲線曲面。既然是一種近似，則文件本身必有誤差。這也就是為什么STL文件本身也是有精度的，或者說有分辨率的，使用的三角面片越多，越逼近真實值，但是文件通常也非常大，電腦和3D打印機都非常難處理；使用的三角面過少，則可能精度過低，誤差大。所以STL文件需要有合適的精度，考慮到3D打印機的精度，通常STL文件的精度控制在0.05以內是比較合適的。如果STL文件太大會導致切不了片，STL文件太大的原因多是由于面數太多這種情況下，可以對文件進行減面處理。由于打印本身有物理精度，面數太高或者太低，都對打印不是很好，要調整到適當的面數。因此，在文件大小和打印質量之間找到適當的平衡是非常重要的。葉片金屬打印一、各小組分析、討論并制定葉片打印工藝。二、熟悉工作環境。了解打印區域與工作區的范圍和限制，理解企業對環境、安全、衛生和事故預防的標準。個人防護裝備。葉片金屬打印三、領取材料、工具好量具、護具。領取材料、工具和量具并填寫表3-6。葉片金屬打印四、打印過程。請你簡述開機準備過程。（1）做好開機前的各項常規檢查工作；（2）規范啟動機床；（3）帶好安全防護用具；（4）金屬打印機的基本操作。1）安裝基板；2）安裝刮刀；3）送入金屬粉末進送分平臺；4）安裝吸粉方管；5)

擦拭振鏡；6)

洗氣；7)

傳輸打印程序；8)開始打印。請你參考表3-7中的圖，簡述葉片打印成形過程。1葉片打印程序導入機床電腦-2打開機床軟件-3選擇葉片打印程序導入-4鋪一層粉-5單一燒結兩次-6開始打印-7設置刮刀速度和刮刀回程速度-8等待打印完成葉片金屬打印打印過程出現的故障五、機床保養，場地清理。葉片后處理一、熟悉工作環境。

佩戴好口罩及安全防護裝備，填寫防護裝備的名稱：二、領取后處理工具、量具，填寫后處理工具的名稱：葉片后處理三、后處理過程。你在開始操作前是否穿戴好防護用品？對照安全操作規程的相關要求進行檢查，并將檢查結果記錄在下列表3-11中。查閱資料，請你說說收取零件時要注意事項后進行填空？(1）打印完畢，按照規定做好防護措施，打印任務結束后，請勿觸摸工作平臺、基材或零件，防止燒傷。成形室溫度降至

50℃以下，才能拆下帶燒結件的基材；（2）吸入的金屬粉塵會導致長期的肺損傷或對健康有其他不利影響，接觸金屬粉末時必須佩戴防護罩；（3）收取零件時，操作人員必須穿戴防護手套、帶顆粒過濾器的防護面罩、三防安全鞋和防靜電環；（4）零件打印完成后，成形室內堆積較多打印過程中未被清理金屬粉末，必須先對成形室內的金屬粉末進行清理，之后才可打開成形室門進行零件收取工作；（5）必須等待成形室氧含量警報解除后再進行收取零件操作；（6）搬運帶燒結件的基材時必須穿三防安全鞋，防止基材滑落砸傷手腳。葉片后處理四、機床保養，場地清理。掌握葉片去除支撐的操作方法，完成表3-12的填寫。掌握葉片表面處理的操作方法，完成表3-13的填寫。葉片任務評價與總結一、領取量具檢測零件，填寫評分標準表。按表3-14檢驗你的葉片是否合格。表3-14

葉片的評分標準葉片任務評價與總結二、檢測性能要求。三、清理現場四、請你在下方空白處寫下葉片工作小結思政園地一、觀看《大國工匠》系列視頻——第三集大巧破難，感悟從事該專業必須具備精益求精、一絲不茍的工匠精神。葉片任務評價與總結知識拓展一、增材制造技術類別：1.光聚合成形技術增材制造SLA：Stereolithography(立體印刷術)是最早實用化的快速成形技術。具體原理是選擇性地用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料(例如液態光敏樹脂)表面，使之發生聚合反應，再由點到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面。這樣層層疊加構成一個三維實體。2.以燒結和熔化為基本原理SLS：SelectiveLaserSintering，(選擇性激光燒結)工藝是利用粉末狀材料成形的。將材料粉末鋪灑在已成形零件的上表面，并刮平；用高強度的CO2激光器在剛鋪的新層上掃描出零件截面；材料粉末在高強度的激光照射下被燒結在一起，得到零件的截面，并與下面已成形的部分粘接；當一層截面燒結完后，鋪上新的一層材料粉末，選擇地燒結下層截面。SLS工藝最大的優點在于選材較為廣泛。3.以粉末-粘合劑為基本原理3DP：三維打印技術(ThreeDimensionalPrinting)和平面打印非常相似，連打印頭都是直接用平面打印機的。和SLS類似，這個技術的原料也是粉末狀的。與SLS不同的是材料粉末不是通過燒結連接起來，而是通過噴頭用粘接劑將零件的截面“印刷”在材料粉末上面。4.FDM：熔融沉積造型FDM(FusedDepositionModeling)工藝熔融沉積制造(FDM)工藝具體原理是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭在計算機的控制下，根據截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面。一層成形完成后，機器工作臺下降一個高度(即分層厚度)再成形下一層，直至形成整個實體造型。FMD是一種成本較低的增材制造方式，所用材料比較廉價，不會產生毒氣和化學污染的危險。但是FDM打印成形后表面粗糙，需后續拋光處理。最高精度只能為0.1mm。由于噴頭做機械運動，速度緩慢，而且同樣需要支撐臺。很多人認為FMD價格低廉，因此在工業應用不高，并且相對初級，但是隨著技術的不斷提高，現在FDM技術同樣能夠制造金屬零件。葉片任務評價與總結知識拓展一、增材制造技術類別：5.氣溶膠打印技術氣溶膠打印技術（AerosolJetPrinting，簡稱AJP）是一種先進的制造技術，它通過噴射氣溶膠（包含固體顆粒的氣體）來進行精細的打印。這種技術常用于電子設備、傳感器、微機電系統（MEMS）等高精度應用。。6.細胞3D打印(cellbioprinting)是快速成形技術和生物制造技術的有機結合，可以解決傳統組織工程難以解決的問題。在生物醫學的基礎和應用研究中有著廣闊的發展前景。主要以細胞為原材料，復制一些簡單的生命體組織，例如皮膚、肌肉以及血管等，甚至在未來可以制造人體組織如腎臟、肝臟甚至心臟，用于進行器官移植。謝謝觀看BUSINESSREPORTORPLAYFORWORK任務四活動扳手金屬打印BUSINESSREPORTORPLAYFORWORK活動扳手金屬打印任務準備01/活動扳手任務評價與總結05/活動扳手數據處理02/活動扳手金屬打印03/目錄活動扳手后處理04/活動扳手工作情境描述接到某汽車維修公司的一個訂單，因維修汽車時扳手身被壓彎。現客戶提供STL點云數據文件，要求利用SLM金屬3D打印進行，偏差正負值為0.1，生成實體進行金屬打印。現將決定逆向建模模塊交給逆向工程及設計部進行產品逆向工程，符合客戶所需要求后，將文件拷貝發至審核部校正。如校正審核通過后，送至我們金屬3D打印部進行產品實體化SLM打印。活動扳手金屬打印任務準備一、領取生產任務單及團隊分工表4-1活動扳手打印生產任務單表4-2組建團隊及任務分工活動扳手金屬打印任務準備二、獲取任務信息請你描述一下活動扳手：活動扳手簡稱活扳手，其開口寬度可在一定范圍內調節，是用來緊固和起松不同規格的螺母和螺栓的一種工具。活動扳手由頭部和柄部構成，頭部有活動板唇、呆板唇、板口、渦輪和軸銷構成，旋轉渦輪可調節板口的大小。活動扳手是機械行業的常用工具。三、閱讀生產任務單，明確任務內容請你填寫接收任務單，明確零件材料、數量及完成時間。領取活動扳手模型（圖4-1），掃描二維碼4-1獲取活動扳手STL模型。活動扳手金屬打印任務準備請你簡述增材制造的發展，在以下空白進行填空。增材制造的出現最早可以追溯到20世紀80年代。最初，增材制造被用來制作產品的外觀模型，材料僅限于塑料。研究者在1996年至1998年期間對增材制造的出現和發展做了初步的歸納和分類，有關增材制造技術的專利也逐漸增多，其中PaulLDirnatteo在其專利中明確地提出了增材制造的基本思路，先用輪廓跟蹤器將三維物體轉化成許多二維輪廓薄片，然后用激光切割成型這些薄片，再用螺釘、銷釘等將一系列薄片連接成三維物體。活動扳手數據處理一、數據處理軟件應用。請你使用Magics軟件完成對活動扳手的支撐添加，使用PPT截圖完成表4-3并寫出步驟內容。活動扳手數據處理

請你簡述對活動扳手進行切片處理的步驟：請通過PPT截圖粘貼的方式完成表4-4。活動扳手數據處理

看圖4-2所示，請你說出SLM的原理。SLM的原理是指在高激光能量密度作用下，金屬粉末完全熔化，經冷卻凝固層層累積成型出三維實體。小組討論，請你回答增材制造技術根據技術路線不同，可分為五個類別，請回答五個類別是什么？（1）光固化立體造型（SLA）（2）疊層實體制造（LOM）（3）三維打印快速成型（3DP）（4）熔融層積技術（FDM）（5）選擇性激光燒結成型（SLS）活動扳手數據處理

二、數據處理請你描述增材制造工藝鏈的內容：完成以下填空。增材制造工藝鏈是指利用數字化設計和三維打印技術，通過逐層堆疊材料的方式制造物體的過程。它包括以下幾個主要步驟：（1）

數字化設計：首先通過計算機輔助設計（CAD）軟件創建3D模型，確定物體的形狀、尺寸和結構。（2）切片處理：將設計好的3D模型在計算機中切割成薄層，為后續的打印過程做準備。（3）

選材準備：選擇合適的增材制造材料，通常包括塑料、金屬粉末、陶瓷等，保證材料質量和性能符合要求。（4）

打印控制：根據切片數據，利用3D打印機逐層堆疊材料，按照設計要求逐漸建造出實體物體。（5）后處理處理：打印完成后進行去除支撐結構、表面光潔處理、熱處理等后續工藝，確保物體質量和表面光潔度。（6）質量檢驗：對打印完成的物體進行質量檢驗，包括尺寸、外觀、結構完整性等方面的檢測，確保物體符合設計要求和質量標準。活動扳手數據處理

二、數據處理請你描述增材制造工藝鏈的內容：完成以下填空。增材制造工藝鏈是指利用數字化設計和三維打印技術，通過逐層堆疊材料的方式制造物體的過程。它包括以下幾個主要步驟：（7）數據管理：對增材制造過程中產生的各種數據進行管理和記錄，包括設計數據、打印參數、質量檢驗結果等，以便追溯和優化制造過程。（8）資源循環利用：在增材制造過程中可能會產生廢料和廢水等副產品，需要進行妥善處理和回收利用，減少資源浪費和環境污染。（9）

持續改進：根據質量檢驗結果和生產經驗，不斷優化增材制造工藝的各個環節，提升生產效率和產品質量。增材制造工藝鏈是一個涵蓋設計、材料選擇、生產、質量控制等多個環節的系統工程，需要各個環節緊密合作和協同，才能實現高效、精準的3D打印制造過程。活動扳手數據處理

二、數據處理下列是工藝流程圖，請你回答圖4-3序號1~8包含的六個工藝步驟？①3D建模、②③數據處理、④設備準備、⑤⑥加工、⑦后處理、⑧應用活動扳手金屬打印一、各小組分析、討論并制定活動扳手打印工藝。二、熟悉工作環境。了解打印區域與工作區的范圍和限制，理解企業對環境、安全、衛生和事故預防的標準。請你完成以下操作與維護的安全知識學習，圖4-4。活動扳手金屬打印三、領取材料、工具好量具、護具。領取材料、工具和量具并填寫表4-6。活動扳手金屬打印四、打印過程。開機準備。（1）做好開機前的各項常規檢查工作；（2）規范啟動機床；（3）帶好安全防護用具；（4）金屬打印機的基本操作。1）安裝基板；2）安裝刮刀；3）送入金屬粉末進送分平臺；4）洗氣；5）傳輸打印程序；6）開始打印。請你簡述SLM工藝的優缺點。優點：零件成型精度高，零件致密性好。缺點：加工制造工藝相對復雜，需要用高功率密度的激光，SLM工藝成本高。1.下降打印平臺高度1MM-2.把刮刀移到最右邊-3.上升粉倉-3.上升打印平臺高度0.97MM-4.把刮刀移至左邊-5.觀察粉是否攤鋪均勻若不均勻重復操作請你簡述鋪粉的步驟。活動扳手金屬打印請你參考表4-7中的圖，簡述活動扳手的打印成形過程。(1）活動扳手打印程序導入機床電腦（2）打開機床軟件（3）選擇活動扳手打印程序導入（4）鋪一層粉（5）單一燒結兩次（6）開始打印（7）設置刮刀速度和刮刀回程速度（8）等待打印完成活動扳手金屬打印請你說出3D打印用金屬材料的主要用途，請完成表4-8的填寫。活動扳手金屬打印打印過程出現的故障五、機床保養，場地清理。活動扳手后處理一、熟悉工作環境。

佩戴好口罩及安全防護裝備，填寫防護裝備的名稱：活動扳手后處理二、領取后處理工具、量具，填寫后處理工具的名稱：活動扳手后處理三、后處理過程。你在開始操作前是否穿戴好防護用品？對照安全操作規程的相關要求進行檢查，并將檢查結果記錄在下列表4-12中。活動扳手后處理掌握活動扳手去除支撐的操作方法，完成表4-13的填寫。四、機