3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)1：任務(wù)描述3D打印機(jī)的裝配與仿真3D打印機(jī)（3DPrinters）簡(jiǎn)稱（3DP）是一位名為恩里科·迪尼（EnricoDini）的發(fā)明家設(shè)計(jì)的一種神奇的打印機(jī)，它不僅可以“打印”一幢完整的建筑，甚至可以在航天飛船中給宇航員打印任何所需的物品的形狀。房子、器官、汽車、衣服、機(jī)器人等等，你能想象這些東西都可以打印出來(lái)嗎？此前，部件設(shè)計(jì)完全依賴于生產(chǎn)工藝能否實(shí)現(xiàn)，而3D打印機(jī)的出現(xiàn)，將顛覆這一生產(chǎn)思路，任何復(fù)雜形狀的設(shè)計(jì)均可以通過(guò)3D打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。學(xué)習(xí)活動(dòng)1：任務(wù)描述3D打印機(jī)的裝配與仿真3D打印機(jī)本質(zhì)上是一類多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控設(shè)備，主要包括控制模塊、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、機(jī)架、打印平臺(tái)、料盤(pán)、進(jìn)料裝置、打印噴頭、冷卻裝置等功能模塊。它是快速成型的一種工藝，采用層層堆積的方式分層制作出三維模型，其基本原理是通過(guò)改變材料的狀態(tài)和噴頭的三維運(yùn)動(dòng)合成，將“1D”絲材堆積成“3D”物體。

本項(xiàng)目在熟悉3D打印機(jī)相關(guān)知識(shí)后，學(xué)習(xí)對(duì)3D打印機(jī)的三維模型進(jìn)行仿真裝配和運(yùn)動(dòng)仿真測(cè)試，完成如下三項(xiàng)任務(wù)：任務(wù)一、3D打印機(jī)裝配；任務(wù)二、裝配爆炸圖創(chuàng)建；任務(wù)三、運(yùn)動(dòng)仿真。任務(wù)一3D打印機(jī)裝配學(xué)習(xí)活動(dòng)2：任務(wù)目標(biāo)學(xué)習(xí)活動(dòng)3：任務(wù)內(nèi)容學(xué)習(xí)活動(dòng)4：任務(wù)實(shí)施3D打印機(jī)的裝配與仿真

學(xué)習(xí)活動(dòng)2：任務(wù)目標(biāo)（1）觀察生活中常見(jiàn)的3D打印機(jī)，思考其應(yīng)具備的功能及其裝配特點(diǎn)；（2）利用所學(xué)的UG裝配知識(shí)進(jìn)行3D打印機(jī)的裝配設(shè)計(jì)，供參考的3D打印機(jī)設(shè)計(jì)案例，如圖12-1所示；（3）在完成上述3D打印機(jī)裝配設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)裝配一款新的產(chǎn)品。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)3：任務(wù)內(nèi)容與要求學(xué)習(xí)活動(dòng)4：任務(wù)實(shí)施1.搭建裝配環(huán)境。2.研究裝配規(guī)則。3.學(xué)習(xí)零件添加。3D打印機(jī)的裝配與仿真任務(wù)二裝配爆炸圖創(chuàng)建學(xué)習(xí)活動(dòng)5：任務(wù)目標(biāo)學(xué)習(xí)活動(dòng)6：任務(wù)內(nèi)容學(xué)習(xí)活動(dòng)7：任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)5：任務(wù)目標(biāo)1.掌握創(chuàng)建爆炸視圖的方法。2.掌握裝配體中解除爆炸的方法。3.了解SolidWorks中配置的概念。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)6：任務(wù)內(nèi)容爆炸圖是裝配結(jié)構(gòu)的一種圖示說(shuō)明，可以在裝配環(huán)境下把組成裝配的組件拆分開(kāi)來(lái)，清晰地展示整個(gè)裝配的組成狀況。本次任務(wù)要求在任務(wù)1生成裝配體的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建如上圖所示的裝配爆炸視圖。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)7：任務(wù)實(shí)施1.創(chuàng)建爆炸圖；2.爆炸拆分組件；3.編輯爆炸圖；4.取消爆炸圖；5.刪除爆炸圖；6.隱藏和顯示爆炸圖。3D打印機(jī)的裝配與仿真任務(wù)三運(yùn)動(dòng)仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)8：必備知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)9：任務(wù)環(huán)境學(xué)習(xí)活動(dòng)10：任務(wù)實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)11：任務(wù)效果學(xué)習(xí)活動(dòng)12：任務(wù)拓展學(xué)習(xí)活動(dòng)8：必備知識(shí)1、構(gòu)件

機(jī)器中每一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元體稱為一個(gè)構(gòu)件。2、運(yùn)動(dòng)副

由兩個(gè)構(gòu)件組成的可動(dòng)聯(lián)接稱之為運(yùn)動(dòng)副，通過(guò)點(diǎn)或線接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副統(tǒng)稱高副，通過(guò)面接觸的稱為低副。兩個(gè)構(gòu)件上能夠參加接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副表面稱為運(yùn)動(dòng)副元素。3、自由度

自由度是指一個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)或變形時(shí)所能夠獨(dú)立改變的參數(shù)的個(gè)數(shù)，常利用自由度描述系統(tǒng)的狀態(tài)和行為。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)8：必備知識(shí)4、約束

約束是指對(duì)物體運(yùn)動(dòng)所加的限制或限定，可以防止物體進(jìn)行不必要的運(yùn)動(dòng)。例如，兩個(gè)構(gòu)件沒(méi)有形成運(yùn)動(dòng)副前有6個(gè)自由度，當(dāng)兩者聯(lián)接形成運(yùn)動(dòng)副時(shí)，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)受到一定的限制。5、機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算

機(jī)構(gòu)自由度總數(shù)=活動(dòng)構(gòu)件數(shù)X6-約束總數(shù)-原動(dòng)件獨(dú)立輸入運(yùn)動(dòng)數(shù)。常用運(yùn)動(dòng)副約束數(shù)需要查表獲取。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)9：任務(wù)環(huán)境1.點(diǎn)擊“應(yīng)用模塊”功能區(qū)“仿真”組中的“運(yùn)動(dòng)按鈕”；2.彈出右側(cè)的“運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器”面板；3.右擊“運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器”面板中模型，新建仿真；4.設(shè)置“機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副向?qū)А睂?duì)話框；5.對(duì)仿真模型進(jìn)行自定義操作。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)10：任務(wù)實(shí)施1、解算方案

整個(gè)過(guò)程包括定義分析類型、解算方案類型及特定傳動(dòng)副驅(qū)動(dòng)類型等，可根據(jù)實(shí)際需求對(duì)同一物體進(jìn)行不同的解算。步驟如下：（1）點(diǎn)擊“菜單”；（2）在“插入”欄中點(diǎn)擊“解算方案”按鈕；（3）打開(kāi)的界面如右圖所示。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)10：任務(wù)實(shí)施2、求解完成解算方案設(shè)置后即可進(jìn)行求解階段。步驟如下：（1）點(diǎn)擊“主頁(yè)”功能區(qū)；（2）點(diǎn)擊“解算方案”組中的“求解”按鈕。其中，鉸鏈運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)和電子表格驅(qū)動(dòng)方案，需要用戶設(shè)置傳動(dòng)副，定義步長(zhǎng)和輸入電子表格完成仿真分析。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)11：任務(wù)效果運(yùn)動(dòng)分析模塊可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)、XY結(jié)果視圖、仿真動(dòng)畫(huà)等多種手段輸出結(jié)果。1、動(dòng)畫(huà)動(dòng)畫(huà)是基于時(shí)間的機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真，包括靜力平衡分析和靜力/動(dòng)力分析兩類仿真分析。動(dòng)畫(huà)仿真包括以下兩種方式：（1）點(diǎn)擊狀態(tài)欄中“動(dòng)畫(huà)”命令；（2）單擊“分析”功能區(qū)“運(yùn)動(dòng)”組中的“動(dòng)畫(huà)按鈕。”3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)11：任務(wù)效果2、XY結(jié)果視圖可以通過(guò)生成圖表方式輸出機(jī)構(gòu)分析結(jié)果。包括以下兩種方式：（1）點(diǎn)擊“菜單”進(jìn)入“分析”功能區(qū)，再進(jìn)入“運(yùn)動(dòng)”界面點(diǎn)擊“XY結(jié)果”命令。（2）單擊“分析”功能區(qū)“運(yùn)動(dòng)”組中的“XY結(jié)果”按鈕。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)11：任務(wù)效果3、仿真動(dòng)畫(huà)可以掃描下面的二維碼觀看3D打印機(jī)裝配與仿真動(dòng)畫(huà)。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)12：任務(wù)拓展1.任務(wù)場(chǎng)景先前打印機(jī)存在不美觀、打印不安全、不保溫等諸多問(wèn)題，需重新設(shè)計(jì)，要滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）簡(jiǎn)潔的外觀造型；（2）增加一個(gè)外保護(hù)罩；（3）進(jìn)一步降低成本；（4）易于維護(hù)；（5）具有一定的宣傳效應(yīng)；（6）具有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性。3D打印機(jī)的裝配與仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)12：任務(wù)拓展2.任務(wù)要求（1）設(shè)計(jì)打印機(jī)外觀造型草圖；（2）繪制打印機(jī)裝配仿真圖；（3）對(duì)機(jī)構(gòu)造型的基本工作要求和安裝原理作簡(jiǎn)要說(shuō)明。3.勞動(dòng)工具與輔助工具允許借助常用的輔助工具，如：書(shū)籍、計(jì)算機(jī)等。3D打印機(jī)的裝配與仿真

項(xiàng)目重點(diǎn)：學(xué)習(xí)3D打印機(jī)的裝配及運(yùn)動(dòng)仿真。

學(xué)生了解：3D打印機(jī)的工作原理。

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