浅谈3D打印电子创新实训室的建设
时间：2025-03-29 23:42:41 点击次数：
中人教仪厂 浅谈3D打印电子创新实验室的建造设计
1.1 浅谈3D打印技术
3D打印是由CAD模型直接驱动的快速制造随意复杂形状三维（3D）物理实体的技术，其基础过程是：首先设计出所需零件的计算机数值数值三维（3D）模型（数字模型、CAD模型），然后按照工序技艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度实行离散（习惯称为分层），把原来的三维（3D）CAD模型变成一系列的层片；再按照每个层片的轮廓信息，写入加工功能数值，自动生成数控代码；最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维（3D）物理实体。
1.2 快速成型技术的特别点
与传统材料加工技术相比,快速成型设定有鲜明的特别点：
1．数字化制造。
2．高度柔性和适应性。可以制造随意复杂形状的零件。
3．直接CAD模型驱动。如同使用打印机一样便利快捷。
4．快速。从CAD设计到原型(或零件)加工完毕，只需几十分钟至几十小时。
5．材料类型丰富多样，含有概括ABS、PLA等，可以在航空，机械，家电，建筑，医疗等各个领域应用。
1.3 熔融挤出成型(FDM)工序技艺简介
熔融挤出成型(FDM)工序技艺的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PLA等，以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹动作，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片全部是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。随着高度的多加，层片轮廓的面积和形状全部会发生改变，当形状发生较大的改变时，上层轮廓就不能给当前层提供充分的定位和支撑作用，这就需要设计一些辅助构造－"支撑"，对后续层提供定位和支撑，以保证成形过程的顺利完成。
这种工序技艺设定有一些显著优点，该工序技艺发展极为迅速，目前FDM系统在全球已装配快速成形系统中的份额大约为30％。
1.4 FDM工序技艺的特别点
不使用激光，维护简便，成本低：价格是成型工序技艺是否适于三维（3D）打印的一个重要因素。多用来概念设计的三维（3D）打印机对原型精确度和物理化学特性要求不高，便宜的价格是其能否推广开来的决定性因素。
塑料丝材，清洁，更换容易：与其他使用粉末和液态材料的工序技艺相比，丝材更加清洁，易于更换、存档，不会在设备中或附近形成粉末或液体污染。
后处置整理简便：仅需要几分钟到一刻钟的时间剥离支撑后，原型即可使用。
2.5 实验系统特别点
本实验系统可以拆卸装配，由零散件组装而成，可以锻炼学生动手能力，并而且提供提供研发程序，可以实训学生的电机控制，X、Y、Z轴个电机如何协调控制，构成闭环系统的一个小型机床，可涉及一个负反馈闭环控制电子回路。
涉及实训知识：电机控制、自动控制原理、传感器控制、热床控制、单片机、C语言编程、CAD系统制图等知识
平台特别点：1、FDM 熔融挤压工序技艺；2、模型块化设计；3、支持脱机打印；4、应用K型挤出机，步进电机直接驱动挤出轮，控制更精确。
本系统组织成品后，并写好程序即可经过上位机CAD系统制图，涉及三维（3D）立体图形，链接电脑，将设计的物品打印出来，精确度很高，可达到工业级水平。
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