3D打印实训指导书
2、熔融堆积成型（FDM）3D打印工艺流程及操作
熔融堆积成型（FDM）是一种技术性能较为成熟的3D打印技术，其结构及工作原理如图3-37所示，工作步骤是首先建立原型零件的计算机三维模型, 然后利用前处理软件在计算机内对该三维模型沿Z轴方向进行模拟切片分层（每层厚度约0.1～0.4mm）,并进行支撑设计和喷射轨迹设计，再把分层和轨迹数据信息传输给3D打印系统中的控制执行部件，控制系统将所用的成型材料和支撑材料加热熔融，按照预设轨迹有规律地喷射平铺于每一个分层的薄平面上, 然后层层堆积形成三维实体,最后经过去除支撑材料以及打磨、上色等后处理工艺成为产品的原型或零件。
目前，随着熔融堆积成型3D打印设备技术的不断成熟完善、耗材的价格逐渐降低，以及国内企业对于产品开发重要性的认识，熔融堆积成型3D打印设备很推广到我国大中型制造企业当中。在产品开发设计中使用熔融堆积成型3D打印技术，能迅速将设计与工程生产联系起来，通过3D打印样机的检验反馈于设计，使设计与制造过紧密结合，成为集“设计——FDM ——样机制作”于一体的现代产品设计方法，如图3-38所示，其主要内容和流程为：设计建模、数据前处理、3D打印、原型后处理、产品测试、设计反馈。
（a）系统组成（b）工作原理
图3-37 熔融堆积成型3D打印系统组成及工作原理
图3-38 “设计——FDM——样机生产”一体化快速开发流程
（1）三维模型建模
用Pro-E三维设计软件建立全车数据模型（也可以用Solidworks、Rhino等软件），如图3-39所示。选择要打印的车壳零件，将其另存为STL数据格式（可能有多个零件，则每个零件单独保存），如图3-40～图3-42所示。要打印的车壳STL文件如图3-41所示。
图3-39 产品整体三维建模（装配图）
图3-40 Pro-E软件中另存为stl格式文件
图3-41 车壳零件三维建模图3-42 车壳零件stl格式文件
（2）三维模型数据前处理
a)启动三维模型数据前处理软件Cura
在桌面上双击图标启动三维模型数据前处理软件Cura，进入软件界面，如图3-43所示。
图3-43 Cura软件界面
b)模型导入
点击工作界面中的“文件”菜单选择“打开文件”，找到车壳STL文件并打开导入到软件中，如图3-44所示。
图3-44 导入stl模型
c)模型摆放
点击工具栏上的“Rotate”按钮，在界面左侧的模型中拖动环形圆圈，如图3-45所示，将模型摆放到合适的位置（将模型置于底面的深灰色方形网格区域中，即3D打印的工作区域）。
图3-45 模型摆放
d)模型缩放
若模型超过底面的方形网格区域，可以选择工具栏上的缩放按钮，设置缩放比例，进行三轴缩放，如图3-46所示。若样件尺寸不允许缩放，则将模型进行分割打印，具体操作请咨询指导教师。
图3-46 模型缩放
e)打印参数设置
在界面中的点击“基本”面板，设置“层厚”参数为“0.15”、“壁厚”参数为“0.8”、“底层/顶层厚度”为“0.8”、“填充密度”参数为“80”、“打印速度”参数为“50”，“喷头温度”参数为“195”、“支撑类型”参数为“局部支撑”、“平台附着类型”参数为“底层网格”，其他参数保持默认值，如图3-47所示。
图3-47 打印参数设置
f)输出打印代码数据
设置好打印参数后，点击“gcode”按钮，弹出对话框中选择保存路径，点击“保存”按钮输出打印代码数据，格式为gcode，如图3-48所示。
图3-48 输出打印代码数据
g)查看gcode分层
输出打印代码数据后，可以通过界面右上角的“Layers”查看打印分层情况是否合理，如图3-49所示。
图3-49 查看gocode分层
（3）将gcode代码导入3D打印机
将gcode文件从模型文件夹中拷出至3D打印机的专用存储卡，再将存储卡插入3D打印机插槽，即可开机进行3D打印，如图3-50所示。
图3-50 3D打印机SD卡槽接口
（4） 3D打印样件后处理
3D打印样件完成后，用铲刀将其从工作台上取出，用钳子去除支撑材料，并用锉刀、水砂纸等工具进行打磨，需要上色可以采用喷漆工艺进行喷涂。
3、 创想桌面型3D 打印机使用说明 3.1 产品概述 （1） 产品介绍
（2） 产品参数
运行环境使用温度： 5℃～ 35℃，相对湿度： 30%～90% 电气参数电源输入： 100～240VAC, 1.5A,50/60Hz ； 电源输出： 19V/DC,4.74A 最大功率： 120W
打印参数打印尺寸： 200(L)×210(W)×210(H)mm 打印层厚： 0.05-0.4mm (建议使用 0.1-0.20mm 之间 ) 打印速度： 30-300mm/S,推荐范围 40-100mm/S 挤出温度： 0-260℃ 打印耗材： PLA 耗材直径： 1.75mm 推荐温度： PLA ：190-220℃
打印软件： Cura 打印方式：脱机打印 /连机打印文件格式： STL 操作系统： Windows XP/7/8，Mac OS机器尺寸： 370x 400x 390mm 包装尺寸： 467x457x470mm 产品净重：12kg 产品毛重：15kg
1、喷嘴
2、打印平台
3、操作按键
4、SD 卡插口
5、显示屏
6、电源开关
7、导料管
8、料架
9、电源插口
10、USB 插口
3.2 设备安装
（1）开包装箱附件清单
A.打开包装箱
B.取出亚克力
C.取出平台玻璃
1、喷嘴
2、打印平台
3、操作按键
4、SD卡插口
5、显示屏
6、电源开关
7、导料管
D.取出 X轴固定件，沿箭头方向前移动并向上取出。
E.取出配件
（2）安装料盘与平台：取出配件包中的料架，将料架固定在机器背面的安装孔位处，如下图所示。
取出平台玻璃板、美纹纸、剪刀，美纹纸铺满玻璃板，如下图：玻璃板四个角孔对准螺丝，全部按到最底部并保持平台平整。
（3）安装打印头：
以上机器安装成功。
3.3 软件安装
安装前说明：Cura 15.04版本见 SD卡，请拷贝到本地电脑进行安装，安装完成后切忌更新版本。
（1）点击 Cura安装程序（本说明书以 windows操作系统界面为准， OS用户请参照相应操作）
（2）在预安装窗口设置自己需要的路径 :注意最好安装在英文目录下，文件名禁止使用中文命名
（3）选择需要支持的格式（常用格式为 STL）
（4）安装完成后请点击 Finish,并启动 Cura软件(安装过程可能会出现安装驱动窗口，请点击继续 )
（5）选择语言英文版，选择机型 Other,点击 Next下一步
（6）选择 Customer,并输入如图参数，点击下一步进入主界面
3.4 软件设置
（1）进入主界面后，请按照图中所示设置参数，未标明的部分请保持默认 (图示中为本机的默认设置，熟练掌握打印的用户可以自行修改 )
（2）关于支撑的高级设置点击“ Expert”,进入专家菜单，点击“ Open expert settings” ,打开高级设置菜单，修改支撑设置。
至此，全部设置已完成，可以联机进入下一阶段
3.5 软件操作
（1）将已准备好的模型文件拖入平台窗口，会自动生成 G代码。
（2）如果需要脱机打印，可以将 G代码文件保存到 SD卡中，将 SD卡插入控制面板，由控制面板直接进行打印操作。
3.6 控制面板
3.7 设备操作
（1）材料装载
取出辅助进料管和进料管支架，如下图装配在机壳，打开材料包装，将线丝开始弯曲部分剪掉，并将前端约10cm长度用手按直，并把材料传入辅助进料管中，直到传到打印头上方的入孔内，如下图所示：
（2）打印丝测试——以 PLA为例
接通电源，开机后，通过控制面板，将打印丝插入白色导料管，直到打印丝进入打印头。
①操作显示屏按下旋钮进入主菜单，旋转旋钮使“>”移动到“Prepare”处选择按下，
如下图所示。
②“Prepare”菜单后，旋转旋钮使“>”移动到“Auto Home”处选择按下，机器运
动机构将会自动复位，如下图所示。
③当机器复位后观察喷嘴与平台间的距离如果刚好软接触【约一张 A4白纸厚度】，则
关闭电源，用手推动挤出机在 X/Y方向上自由移动，如果整个打印平台与喷嘴间的距离都相同，可以进行下面的步骤，否则需要对平台进行校准。注！设备出厂前已进行校准，但由于运输原因可能导致平台歪斜或高度发生变化，需要对平台进行调整 ,具体调平方法请参照说明书中“关于保养”部分。
④按下旋钮进入主菜单，旋转旋钮使“>”移动到“Prepare”处选择按下，旋转旋钮
使“>”移动到“Preheat PLA”处选择按下，喷头进行加热。
⑤当温度升至 170度时，再次按下旋钮进入主菜单，依次操作：“Prepare”-->“Move
axis”-->“Move 1MM”-->“Extruder”此处按下，顺时针旋转旋钮，使数值显示“60”，等会会发现挤出机喷嘴在出料。注：为防止测试以及运输过程中，堵塞进料口，挤出机中残留一部分材料，此操作旨在挤出残余的耗材，方便装载新耗材。
⑥重复此上操作，若一直未有材料挤出时，用手把接近打印头处的进料管处耗材插入
进料口，直至靠近齿轮处，此时能够感受到进料后，松开手，使其自动进料，直到新材料从喷嘴处慢慢挤出，直到挤出顺畅，材料测试完毕，下一步可进行脱机打印工作。
（3）脱机打印
由于联机打印和脱机打印性能一致，并且联机打印存在诸多不方便因素，推荐使用脱机打印。按下按钮进入主菜单，旋转旋钮使“>”移动到“Print from SD”选择按下进入文件选择菜单，旋转旋钮使“>”移动到要打印的文件名上，选择按下进入打印界面。
3.8 注意事项
在打印过程中，请勿切断电源、 USB数据线及拔出 SD卡，否则打印过程会中断。 2、挤出机在未挤丝的情况下，请勿长时间加热，避免喷嘴堵塞。在进行打印机调试时，喷头会挤出打印材料，因此请保证此期间喷嘴与打印平台之间至少保持 50毫米以上的距离，否则可能会导致喷嘴阻塞。
请勿采用第三方软件对机器固件进行更新，如果进行了更新，则
不能继续使用我公司提供的软件进行打印。
请勿修改机器参数设置，否则可能导致机器不能正常工作。
请勿在挤出机加热或使用过程中，将手伸入机台内，避免因打印移动产生碰撞或烫
伤。请勿将打印机放置于多尘、高湿度或日光强烈的环境下使用。
请勿将打印机放置于倾斜台面上使用，会影响打印效果，机台有可能因掉落而产生
损毁或触伤其它物品。
请勿在没有配带防护手套的情况下，随意分离平台上的模型，避免烫伤或刮伤。
3.9 设备保养
正确的使用习惯与保养可以减少机器故障与延长使用寿命，下面对打印机关键部分的维护与保养进行介绍。
（1）打印平台的维护保养
①模型打印完成后，在取下模型时，请勿直接在平台上进行操作，无论模型的大小都
应将平台上面板从机器中取下来，再将模型与面板分离，因为长期在平台上分离模型容易产生平台不平或变形，影响打印效果，严重的还会打印失败。
②模型取下后，将平台板面板上的材料残渣清理干净，避免面板表面不平整，影响下
次打印。
（2）挤出头的维护保养
①若长时间不打印请对打印机降温并断电，因为线材在高温溶解下会对挤出头内部的
金属部分产生腐蚀作用，如果进行长时间加温但没有将材料融化部分挤出来，材料
碳化后很容易堵塞挤出头，情况严重的将会使挤出头部件损坏。
②挤出嘴在打印过程中会有少许打印材料残留在上面，如果长时间不进行清理，会出
现整个挤出嘴上面都是残留的材料，通过高温长时间加热后，会看到黑色的污垢，严重的会影响打印质量，因此，建议每打印完成一个模型后进行一次清理，保持挤出嘴的清洁，避免堵塞挤出嘴。
方法如下：当模型打印完成后，在挤出嘴温度还是比较高的时候，采用镊子或斜口钳夹住一块干净棉布或软纸巾，反复擦拭有残料的地方，直到干净为止。如果挤出
头的温度下降后，可重新加热到 200℃再进行。注意！此处的温度很高，应戴上防护手套并特别小心，避免烫伤！
③堵料处理方法。非专业人士，不要擅自处理，请联系本公司客服进行咨询。
（3）平台校准
①点击机器控制界面里的“Autohome”按键，机器运动系统自动复位，点击“Disable
steppers”按键，将电机解锁，用手逆时针转动Ｚ轴，使平台与喷嘴离开约 5mm，如下图所示。
②再顺时针缓慢转动Ｚ轴，使平台刚好碰到 Z轴限位开关（在平台左上边），听到“喀”
响声时即停止，如下图所示。
③观察喷嘴与平台的距离，如果过高于或低于平台，则需要调整平台下面的螺丝，使
平台与喷嘴软接触（大约一张 A4白纸的厚度）如下图所示。
④调整好一个点后，用手缓慢移动挤出机，分别用相同方法调整其它 3个点，如果在
调整过程中，螺丝已经调到极限了，说明平台整个高度需要调，就调整平台与限位开关的高度，调好后再调整 4个点，如下图所示。
注意！平台调整好后，每次应按相同方向放置，如果反方向放置，会导致平台不平。