FDM工藝3D打印設(shè)備操作與維護

FDM工藝3D打印設(shè)備操作與維護任務一繪制FDM工藝3D打印設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備任務四測試FDM工藝3D打印設(shè)備的性能任務五測試FDM工藝3D打印設(shè)備的加工精度任務六診斷與排除FDM工藝3D打印設(shè)備的故障任務一繪制FDM工藝3D打印設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖任務一任務一繪制FDM工藝3D打印設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖一、FDM工藝3D打印設(shè)備的基本工作原理FDM（fuseddepositionmodeling），即熔融沉積成形，是目前發(fā)展最成熟、應用最為廣泛的快速成形技術(shù)。FDM工藝3D打印設(shè)備采用的是熔融沉積成形原理，其基本工作原理如圖1-1-1所示。任務一繪制FDM工藝3D打印設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖二、FDM工藝3D打印設(shè)備的結(jié)構(gòu)類型1．箱體式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備箱體式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備又稱為X-Y-Z式FDM工藝3D打印設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1-1-2所示。任務一繪制FDM工藝3D打印設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖2．龍門式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備龍門式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1-1-3所示，框架相對簡單，采用龍門架結(jié)構(gòu)，噴頭運動方向定義為X方向，工作臺運動方向定義為Y方向，Z方向配置雙電動機或單電動機雙軸聯(lián)動，通過絲杠帶動噴頭模組實現(xiàn)上下移動。任務一繪制FDM工藝3D打印設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖3．三角洲結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備三角洲結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備又稱為并聯(lián)臂結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1-1-4所示，通過一系列互相連接的平行四邊形機構(gòu)控制噴頭模組在X、Y、Z軸上的運動。在相同成本下，三軸聯(lián)動結(jié)構(gòu)的傳動效率更高，速度更快。任務一繪制FDM工藝3D打印設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖三、FDM工藝3D打印設(shè)備的控制系統(tǒng)1．電路系統(tǒng)電路系統(tǒng)包括電源、主控板、操作面板、步進電動機、限位開關(guān)、散熱風扇、加熱棒、熱電偶、熱床等，其組成與說明見表1-1-1。任務一繪制FDM工藝3D打印設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖2．機械系統(tǒng)機械系統(tǒng)一般包括直線導軌、螺紋緊固件、框架、外殼、同步帶、絲杠螺母、工作臺、噴頭模組等，其組成與說明見表1-1-2。任務一繪制FDM工藝3D打印設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖3．軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)主要包括固件和PC端的數(shù)據(jù)處理軟件、分層切片軟件，其組成與作用見表1-1-3。思考與練習1．簡述FDM工藝3D打印設(shè)備的基本原理。2．簡述FDM工藝3D打印設(shè)備的結(jié)構(gòu)類型。3．簡要說明FDM工藝3D打印設(shè)備控制系統(tǒng)的組成與作用。任務一組裝FDM工藝3D打印設(shè)備任務二任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備任務引入箱體式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備最常見且結(jié)構(gòu)簡單，本任務以3DP-240型3D打印設(shè)備為例，完成箱體式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備機械結(jié)構(gòu)和電路系統(tǒng)的組裝，如圖1-2-1所示。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備一、任務準備1．根據(jù)任務要求，準備相應的工具、材料及防護用品等，見表1-2-1。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備2．根據(jù)表1-2-2列出的箱體式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備的零件清單，檢查零件及其數(shù)量、規(guī)格等是否符合要求。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備二、箱體式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備機械結(jié)構(gòu)組裝箱體式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)可分為機架模塊、Z軸系統(tǒng)模塊、XY軸系統(tǒng)模塊、噴頭模組和外殼模塊等。零部件之間均由緊固件進行安裝固定，設(shè)備所用緊固件均使用內(nèi)六角扳手和十字旋具緊固，如圖1-2-2所示。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備1．機架模塊的組裝（1）將底板放置在穩(wěn)固的工作臺上，注意底板的方向；如圖1-2-3所示，使用螺釘1將電源安裝到左側(cè)對應的孔位上，使用螺釘2穿過底板對應孔位固定8個雙通六角隔離柱，然后再用螺釘2分別將主控板、驅(qū)動板固定到相應的雙通六角隔離柱上。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（2）如圖1-2-4所示，使用螺釘3將四根鋁型材支架（即立柱）分別安裝到底板的四個角。底部應安裝橡膠底腳，對整個設(shè)備起到減震的作用，使用螺釘4穿過平墊圈1、四個橡膠底腳和底板、鋁型材支架上的光孔，再依次使用平墊圈1、彈簧墊圈1、六角螺母1將橡膠底腳固定到底板上。安裝橡膠底腳時應注意不能擰得太緊，以免橡膠底腳開裂。機架模塊組裝完成。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備2．Z軸系統(tǒng)模塊的組裝（1）如圖1-2-5所示，將兩個光軸固定塊安裝到Z軸固定架上，光軸固定塊是支撐Z軸光軸的主要部件，使用螺釘2、彈簧墊圈2、平墊圈2配合擰緊。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（2）如圖1-2-6所示，將Z軸絲杠步進電動機安裝到Z軸固定架中間的孔中，使用4個螺釘2固定；再將Z軸固定架安裝到底板上，配合平墊圈1、彈簧墊圈1，使用4個螺釘5和六角螺母1擰緊；最后將兩根Z軸8mm光軸插入Z軸固定架的光軸固定塊。（3）如圖1-2-7所示，將電路保護蓋板安裝到底板上。注意：為方便后期連接線路，可以先不上緊螺釘，待線路連接完成后再上緊。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（4）如圖1-2-8所示，將梯形螺母旋入絲杠中，等工作臺組件套入Z軸系統(tǒng)光軸和絲杠后，再將兩個直線運動球軸承分別套入Z軸8mm光軸中，直線運動球軸承安裝時動作應輕緩，以免把軸承內(nèi)的滾珠頂出。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（5）如圖1-2-9所示，將螺釘6穿過工作臺的四個孔，依次使用平墊圈3、彈簧墊圈3和六角螺母2擰緊，再分別套入壓縮彈簧并穿過工作臺支架，使彈簧有一定的壓縮量（彈簧壓縮量約4mm），最后將滾花高螺母旋到螺釘6上。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（6）如圖1-2-10所示，將工作臺組件套入Z軸系統(tǒng)中，使用螺釘2穿過直線運動球軸承兩側(cè)的沉孔，將工作臺支架兩側(cè)固定到直線運動球軸承上，再使用螺釘2、彈簧墊圈2、平墊圈2將梯形螺母固定到工作臺支架中間的孔中。（7）如圖1-2-11所示，將兩個光軸固定塊分別套入兩根Z軸8mm光軸的頂端。Z軸系統(tǒng)模塊組裝完成。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備3．XY軸系統(tǒng)模塊的組裝（1）如圖1-2-12所示，將電動機固定塊安裝到Y(jié)軸步進電動機上，并將同步帶輪套入Y軸步進電動機軸上，使用螺釘7擰緊；再將整個Y軸步進電動機插入鋁型材支架中，使用螺釘1穿過鋁型材支架上的對應孔位將其固定。（2）如圖1-2-13所示，將同步帶輪套入X軸步進電動機軸上，使用螺釘7擰緊，并將X軸步進電動機安裝到X軸電動機滑塊上；將一根8mm光軸插入X軸電動機滑塊上部的孔中，在8mm光軸兩端套入光軸固定塊。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（3）如圖1-2-14所示，將兩根8mm光軸插入X軸電動機滑塊下部的兩個孔中，將四個直線運動球軸承裝入噴頭滑塊后一并套入8mm光軸。注意：安裝時動作要輕緩，以免把噴頭滑塊中直線運動球軸承的滾珠頂出。最后用孔用彈性擋圈固定直線運動球軸承。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（4）如圖1-2-15所示，將限位開關(guān)支架放入鋁型材支架導槽中，到達導槽預留孔位后，使用螺釘2將其固定。將X軸滑塊插入8mm光軸另一端，并用螺釘7擰緊；將另外一根8mm光軸插入X軸滑塊上端的孔中，并在8mm光軸兩端套入光軸固定塊；再把光軸固定塊裝入鋁型材支架中，并用螺釘6將光軸固定塊固定到鋁型材支架上。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（5）如圖1-2-16所示，將四個同步帶輪套入兩根6mm光軸，使用螺釘7將同步帶輪和光軸預壓緊（后期還需調(diào)整）；在6mm光軸的兩端依次套入軸套、滾動軸承，并將Y軸固定片套在滾動軸承上；再將Y軸固定片裝入鋁型材支架上，并用螺釘2緊固。注意：緊固前，同步帶輪與Y軸步進電動機之間的同步帶應提前裝入。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（6）如圖1-2-17所示，將Z軸限位板安裝到鋁型材支架上，并用螺釘2將其與光軸固定塊連接固定。安裝同步帶，并使用扭轉(zhuǎn)彈簧使同步帶保持張緊狀態(tài)；手動移動各運動部件，調(diào)整各部件的配合使其可以順暢運動。XY軸系統(tǒng)模塊組裝完成。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備4．噴頭模組的組裝3DP-240型3D打印設(shè)備噴頭模組的結(jié)構(gòu)組成如圖1-2-18所示。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（1）如圖1-2-19所示，將送絲輪套入送絲步進電動機軸中，使用螺釘2將壓絲輪連接桿固定到送絲步進電動機一角，再將壓絲輪安裝到壓絲輪連接桿上，使用螺釘7緊固，安裝完成后檢查壓絲輪轉(zhuǎn)動是否流暢。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（2）如圖1-2-20所示，使用螺釘8依次穿過散熱風扇、散熱片、噴頭模組安裝塊左側(cè)圓孔，與送絲步進電動機左下角螺紋孔連接；抬起壓絲輪連接桿裝入壓縮彈簧，再使用螺釘8依次穿過上述零件，與送絲步進電動機右下角螺紋孔連接；然后擰緊兩個螺釘，完成固定。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（3）如圖1-2-21所示，將由加熱塊、加熱棒、熱敏電阻、噴頭、喉管等組成的噴頭組件安裝到噴頭模組安裝塊底部，并用螺釘9緊固；然后將整個噴頭模組安裝到噴頭滑塊上，并用螺釘2固定。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（4）如圖1-2-22所示，整個噴頭模組安裝到噴頭滑塊后，使用同步帶連接到噴頭滑塊底部，檢查噴頭模組能否順暢滑動。噴頭模組組裝完成。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備5．外殼模塊的組裝（1）如圖1-2-23所示，將上蓋安裝到設(shè)備的頂部，使用螺釘10緊固。由于上蓋在整個設(shè)備的上端起固定作用，此時XY軸系統(tǒng)模塊的同步帶可能松緊程度有所變化，因此還要再次檢查、調(diào)整同步帶，使其保持一定的張緊程度。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（2）如圖1-2-24所示，將Z軸限位開關(guān)安裝到背板上，使用螺釘11配合六角螺母3擰緊；使用螺釘10將電源插座固定到背板對應的安裝孔位；使用螺釘2將雙通六角隔離柱和快速拆卸接頭接插座固定到背板對應的安裝孔位；再將背板安裝到鋁型材支架上。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（3）如圖1-2-25所示，將X軸限位開關(guān)安裝到X軸電動機滑塊上方的孔中，使用螺釘12擰緊，將Y軸限位開關(guān)安裝到鋁型材支架上，然后整理線路，連接顯示屏。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（4）如圖1-2-26所示，將前面板安裝到鋁型材支架上，將顯示屏固定到前面板上，裝入按鈕，使用螺釘13擰緊顯示屏。（5）如圖1-2-27所示，再次檢查設(shè)備各運動部件運動是否流暢并進行調(diào)整，然后安裝左端蓋和右端蓋。至此箱體式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)組裝完成。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備三、箱體式結(jié)構(gòu)FDM工藝3D打印設(shè)備電路系統(tǒng)組裝1．認識3DP-240型3D打印設(shè)備的電路系統(tǒng)3DP-240型3D打印設(shè)備底板上組裝完成的電路系統(tǒng)如圖1-2-28所示。其中主控板、驅(qū)動板上各接口位置如圖1-2-29所示。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備2．3DP-240型3D打印設(shè)備電路部件連接（1）限位開關(guān)接線：X軸限位開關(guān)接“X+”接口，Y軸限位開關(guān)接“Y+”接口，Z軸限位開關(guān)接“Z+”接口。限位開關(guān)及其接頭如圖1-2-30所示。（2）熱敏電阻接線：噴頭上的熱敏電阻通過快速拆卸接頭接主控板熱敏電阻接口。熱敏電阻及其安裝位置如圖1-2-31所示。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（3）電動機接線：X、Y、Z軸步進電動機分別接驅(qū)動板相應步進電動機接口，送絲步進電動機通過快速拆卸接頭接驅(qū)動板送絲步進電動機接口，如圖1-2-32所示。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（4）加熱棒接線：噴頭上的加熱棒引線接驅(qū)動板加熱棒接口，不分正負。加熱棒及其安裝位置如圖1-2-33所示。（5）散熱風扇接線：噴頭上的散熱風扇通過快速拆卸接頭接電源24V輸出接口，紅正黑負，如圖1-2-34所示。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備（6）顯示屏接線：顯示屏安裝在前面板上，其數(shù)據(jù)線接主控板上對應接口，如圖1-2-35所示。（7）220V交流電源接入：為便于電源線插拔和搬運，交流電源通過帶熔斷器的開關(guān)插座接入，如圖1-2-36所示，其中火線通過插座上的開關(guān)再接入底板上的電源輸入端，零線和地線直接接入電源輸入端。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備3．3DP-240型3D打印設(shè)備內(nèi)部線路整理電路連接完成，且檢查無誤后，對線纜進行分類和整理，220V交流強電、加熱線路可以整理在一起，步進驅(qū)動、熱電偶等控制弱電線路整理在一起，使用粘塊和扎帶將線纜固定在底板上，要求美觀、實用。任務二組裝FDM工藝3D打印設(shè)備四、調(diào)試驗證組裝完成后，對3D打印設(shè)備進行通電測試，根據(jù)指示燈是否常亮判斷設(shè)備電路是否接通，若出現(xiàn)問題，記錄下來，再次檢查，直至電路接通。思考與練習闡述在實施裝配前列出零件清單的意義。任務一操作FDM工藝3D打印設(shè)備任務三任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備一、FDM工藝3D打印的工藝流程FDM工藝3D打印的工藝流程一般分為三維模型創(chuàng)建、三維模型數(shù)據(jù)導出、數(shù)據(jù)文件處理、熔融沉積成形和產(chǎn)品后處理5個步驟，如圖1-3-2所示。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備1．三維模型創(chuàng)建三維模型的創(chuàng)建通常有正向和逆向兩種途徑。正向設(shè)計是利用計算機輔助設(shè)計軟件設(shè)計三維模型，常用的正向設(shè)計軟件有UG、CERO和SolidWorks等；逆向設(shè)計是根據(jù)已有實物的三維掃描數(shù)據(jù)進行重構(gòu)來獲取三維模型，常用的逆向設(shè)計軟件有GeomagicWrap、DesignX等。2．三維模型數(shù)據(jù)導出創(chuàng)建好的模型一般是不能直接輸入到3D打印設(shè)備中打印的，需要通過一種特定的文件轉(zhuǎn)換才能實現(xiàn)。因此，在創(chuàng)建完模型后都要進行模型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，導出數(shù)據(jù)處理所需要的文件格式，這種格式的文件后綴為stl。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備3．數(shù)據(jù)文件處理由于FDM工藝是將模型按照一層層截面堆積成形，因此，需要將導出的模型“切成薄片”，類似紙張堆疊在一起的效果。經(jīng)過分層切片軟件對“薄片”的處理，轉(zhuǎn)換為FDM工藝3D打印設(shè)備能夠識別的G代碼文件。G代碼文件就是控制噴頭移動的一系列坐標點的集合。根據(jù)打印精度、打印速度的需求，分層厚度一般控制在0.1～0.3mm范圍內(nèi)。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備4．熔融沉積成形將G代碼文件通過U盤、存儲卡、數(shù)據(jù)線等導入FDM工藝3D打印設(shè)備，設(shè)備根據(jù)導入的G代碼文件控制噴頭運動進行熔融沉積成形。5．產(chǎn)品后處理主要是去除實體的支撐，對打印產(chǎn)品進行表面處理，如拼接、補土、打磨、上色等，使成形精度、表面粗糙度和外觀顏色等達到要求。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備二、FDM工藝3D打印設(shè)備的操作步驟1．預熱進料FDM工藝3D打印設(shè)備使用的打印材料具有熱塑性，當材料達到一定溫度后，材料呈熔融狀態(tài)，發(fā)生塑性變形，這樣材料才能以熔融狀態(tài)進入噴頭。因此，在進料前應先對噴頭進行預加熱，達到預定的溫度后再進行進料操作。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備2．工作臺回零FDM工藝3D打印設(shè)備每次斷電或調(diào)試后，重新開啟設(shè)備，都需要對設(shè)備進行工作臺“回零”操作，其主要作用是使X、Y、Z三個方向坐標軸的“零點”回到設(shè)備出廠時設(shè)定的位置，建立打印的“起點”。設(shè)備的“零點”由限位開關(guān)在導軌上的位置決定，各軸在回零過程中，導軌上的擋塊觸碰到限位開關(guān)，相應軸配對的步進電動機停止轉(zhuǎn)動，該軸的零點就確定了。當三個軸都到達限位開關(guān)所限定的位置時，“回零”操作結(jié)束。使坐標軸回零的方法通常有兩種：一是使用設(shè)備操作面板使坐標軸回零；二是使用計算機發(fā)送指令“G28X0Y0Z0”，使坐標軸回零。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備3．工作臺調(diào)平在FDM工藝3D打印設(shè)備的打印操作中，第一層材料能否均勻穩(wěn)固地附著在工作臺上，決定了整體打印的成敗。噴頭與工作臺的間隙通常為0.2mm。若噴頭與工作臺的間隙太小，會導致材料擠出困難或第一層凹凸不平，甚至會導致噴頭剮蹭工作臺；若噴頭與工作臺的間隙太大，會導致產(chǎn)品與工作臺黏結(jié)不牢，出現(xiàn)翹邊甚至脫落。因此，F(xiàn)DM工藝3D打印設(shè)備初次使用或搬運移動后再次使用時，由于放置的位置發(fā)生變化，需要對工作臺進行調(diào)平，其目的是保證打印過程中噴頭與工作臺始終保持相同的距離。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備對工作臺進行調(diào)平的方法主要有以下兩種：（1）使用工作臺調(diào)平螺釘進行調(diào)平，如圖1-3-3所示。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備（2）使用設(shè)備自帶的自動調(diào)平功能進行調(diào)平。實現(xiàn)的方式大致分為以下兩種：1）采用限位開關(guān)接觸式探測的方法，如圖1-3-4所示，調(diào)平時舵機帶動限位開關(guān)旋轉(zhuǎn)，將微動開關(guān)觸頭朝下，通過噴頭模組向下移動，限位開關(guān)觸頭接觸到工作臺來觸發(fā)限位開關(guān)，以此獲取工作臺上該點高度數(shù)值。2）采用光電開關(guān)非接觸式探測的方法，如圖1-3-5所示，其原理是利用光的反射原理測量距離。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備4．產(chǎn)品打印將處理好的模型數(shù)據(jù)文件存儲到存儲卡等存儲介質(zhì)，然后將存儲卡等存儲介質(zhì)插入FDM工藝3D打印設(shè)備的讀卡器；在操作面板上選擇“由存儲卡”選項，再選擇需要打印的模型，F(xiàn)DM工藝3D打印設(shè)備開始加熱噴頭，當溫度達到預定值后，設(shè)備自動開始打印。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備三、FDM工藝3D打印設(shè)備的日常維護1．噴頭模組的日常維護噴頭模組是FDM工藝3D打印設(shè)備維護的重點，其結(jié)構(gòu)和原理如圖1-3-6所示。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備由噴頭模組的結(jié)構(gòu)和原理可知，操作中常見的噴頭堵料問題，具體分為四種情況，其原因和處理方法見表1-3-1。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備2．傳動系統(tǒng)的日常維護（1）嚴格檢測傳動軸的平穩(wěn)程度和同步帶輪中心線的平行度。（2）及時了解設(shè)備的潤滑狀況，適時添加潤滑油。（3）檢查同步帶的易磨損部分，適時更換新的同步帶。（4）檢查設(shè)備所有緊固螺釘，防止松動。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備1．根據(jù)任務要求，準備相應的設(shè)備、工具、材料及防護用品等，見表1-3-2。2．將已經(jīng)處理好的塔樓樣品G代碼文件提前拷入SD卡中。任務實施一、任務準備任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備二、樣品制作1．安裝絲材打開絲材包裝盒，將真空包裝的絲材取出，然后將真空保護膜剪開，取出絲材。將絲材按照左側(cè)順時針、右側(cè)逆時針的方向，掛在3D打印設(shè)備背部的絲材掛軸上。將絲材端部拉出，從設(shè)備上方的長圓形進絲孔穿入設(shè)備內(nèi)部，然后一只手按下噴頭中部的壓絲輪連接桿，另一只手將絲材送入噴頭進絲孔中，直至不能送入為止。2．開機將電源線接口插入3D打印設(shè)備后方的電源插座上，電源線插頭插入供電電源插座，確認連接可靠后，打開設(shè)備電源插座旁邊的開關(guān)，設(shè)備通電后自動開啟。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備3．預熱進料如圖1-3-7所示，3D打印設(shè)備顯示屏右側(cè)有三個按鈕，從上到下分別是：向上、菜單/確定、向下。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備按下“菜單/確定”按鈕，然后選擇顯示屏上的“準備”選項，再按“菜單/確定”按鈕進入準備選項，然后選擇“預熱PLA”選項，再按“菜單/確定”按鈕進行預熱，如圖1-3-8所示。噴頭開始升溫，達到預定溫度后進行下一步操作。按下“菜單/確定”按鈕，然后選擇“準備”選項，再按“菜單/確定”按鈕，然后選擇“移動軸”選項，再按“菜單/確定”按鈕，然后選擇“Move1mm”選項，按“向下”按鈕進絲，按“向上”按鈕退絲，如圖1-3-9所示。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備4．工作臺回零按下“菜單/確定”按鈕，然后選擇“準備”選項，再按“菜單/確定”按鈕，然后選擇“自動回原點”選項，再按“菜單/確定”按鈕，如圖1-3-10所示，3D打印設(shè)備的各個軸開始自動回零。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備5．工作臺調(diào)平調(diào)平前應先檢查噴頭噴嘴上是否有殘余絲材并清理干凈。使用A4紙作為間隙測量工具，在工作臺回零后，依次在工作臺四個角向內(nèi)3厘米處，移動噴頭，將A4紙放到噴頭和工作臺之間，然后調(diào)節(jié)調(diào)平螺釘，使得A4紙稍微用力能從噴頭和工作臺之間抽出為止。6．產(chǎn)品打印將存有處理好的G代碼文件的SD卡插入FDM工藝3D打印設(shè)備的讀卡器接口。任務三操作FDM工藝3D打印設(shè)備7．取出產(chǎn)品產(chǎn)品打印完畢，設(shè)備自動歸位。此時可以用平鏟從邊角處鏟起產(chǎn)品并取出。取出產(chǎn)品后，戴上防護手套和眼鏡，利用斜口鉗去除支撐，還可根據(jù)表面質(zhì)量要求，利用砂紙或銼刀對產(chǎn)品表面進行打磨處理，處理前、后的效果如圖1-3-11和圖1-3-12所示。思考與練習1．簡述FDM工藝3D打印的工藝流程。2．簡述FDM工藝3D打印設(shè)備的操作步驟。3．PLA材料的打印溫度是多少？任務一測試FDM工藝3D打印設(shè)備的性能任務四任務四測試FDM工藝3D打印設(shè)備的性能一、最小特征最小特征測試項目用于測試設(shè)備能打印的最小壁厚及最小尺寸參數(shù)，常以小圓柱體、長方體作為測試對象。噴頭噴嘴直徑?jīng)Q定了FDM工藝3D打印設(shè)備可以加工的最小特征。在設(shè)計模型時，最小尺寸應大于噴頭噴嘴直徑。測試模型參考圖1-4-1所示。任務四測試FDM工藝3D打印設(shè)備的性能二、擺放角度模型的擺放影響打印效率與打印質(zhì)量，最佳擺放角度是指模型與工作臺之間的最小無支撐傾斜角度。通常選擇90°、70°、60°、45°、30°等進行測試，測試模型參考圖1-4-2所示。任務四測試FDM工藝3D打印設(shè)備的性能三、跨距懸空距離對模型變形程度存在一定影響，最大跨距是指模型的最大無支撐懸空距離。通常選擇20mm、16mm、10mm、8m、6mm等進行測試，測試模型參考圖1-4-3所示，以模型凹陷平面無下沉變形時的最大懸空距離為最大跨距。任務四測試FDM工藝3D打印設(shè)備的性能四、分層厚度分層厚度對打印時間、模型表面質(zhì)量存在一定影響。分層厚度越大，打印時間越短，產(chǎn)品表面越粗糙；分層厚度越小，打印時間越長，產(chǎn)品表面越光滑。通常選擇0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm等進行測試，測試模型參考圖1-4-4所示單層圓環(huán)和壁厚2mm圓環(huán)。任務四測試FDM工藝3D打印設(shè)備的性能五、懸臂長度懸臂伸長對模型變形程度存在一定影響。最大懸臂長度是指模型的最大無支撐邊緣懸空長度。通常選擇1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等進行測試，測試模型參考圖1-4-5所示。任務四測試FDM工藝3D打印設(shè)備的性能運用控制變量法（即將測試模型中的一個參數(shù)作為變量，而其他參數(shù)作為常量），通過分別調(diào)整最小特征、擺放角度、跨距、分層厚度和懸臂長度等參數(shù)，測試打印參數(shù)對FDM工藝3D打印設(shè)備打印質(zhì)量的影響。性能測試實施過程中，先創(chuàng)建測試模型，然后打印并記錄測試結(jié)果（見表1-4-1至表1-4-5），最后進行對比分析，總結(jié)找出最佳打印參數(shù)。任務實施任務四測試FDM工藝3D打印設(shè)備的性能思考與練習模型與工作臺之間的擺放角度是否越大越好？為什么？任務一測試FDM工藝3D打印設(shè)備的加工精度任務五任務五測試FDM工藝3D打印設(shè)備的加工精度一、試件的結(jié)構(gòu)和尺寸試件精度測試參照采用國際上通用的USER-PART精度測試件的評估方法，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖1-5-1和表1-5-1所示。使用三維建模軟件創(chuàng)建試件的三維模型。任務五測試FDM工藝3D打印設(shè)備的加工精度任務五測試FDM工藝3D打印設(shè)備的加工精度二、試件制作FDM工藝3D打印設(shè)備經(jīng)過調(diào)試檢查后，將處理好的試件模型數(shù)據(jù)文件導入設(shè)備，在工作臺中心位置和四個角中任意一個角的位置各打印一個如圖1-5-1所示的試件。任務五測試FDM工藝3D打印設(shè)備的加工精度三、試件精度測量打印后的試件經(jīng)簡單去毛刺，用測量工具按照圖1-5-1所示位置對試件進行測量，并將測量數(shù)據(jù)填入表1-5-1中。注意：圓的測量需要測量互相垂直的兩個方向的數(shù)據(jù)。任務五測試FDM工藝3D打印設(shè)備的加工精度四、測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析1．統(tǒng)計偏差頻次