第二章以FDM成型打印為例項(xiàng)目六支架的3D打印【項(xiàng)目描述】支架是起支撐作用的構(gòu)架，承受較大的力，也具有定位作用，使零件之間保持正確的位置。本項(xiàng)目使用UG軟件設(shè)計(jì)一款支架，并打印出來，如圖所示?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)熟悉STL格式文件的基本知識(shí)；熟悉常見的3D打印材料；熟悉3DDP-III打印機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)組成。技能目標(biāo)掌握UG軟件的零件建模工具；掌握Cura軟件的切片處理流程；掌握3DDP-III打印機(jī)打印的操作。情感目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生分析、解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生的職業(yè)技能和專業(yè)素質(zhì)；提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維和學(xué)習(xí)習(xí)慣；激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神?！卷?xiàng)目分析】支架的制作流程如下：（1）設(shè)計(jì)支架的三維模型，并將其轉(zhuǎn)換為STL格式；（2）導(dǎo)入Cura切片軟件，切片處理后，保存為3D打印機(jī)能夠識(shí)別的Gcode文件；（3）將文件導(dǎo)入3D打印機(jī)中，完成打印。任務(wù)一支架的三維建?！救蝿?wù)實(shí)施】1.建模思路分析觀察圖中支架的模型，據(jù)先整體后細(xì)節(jié)的原則，確定建模思路如下：創(chuàng)建支架的底座模型；

創(chuàng)建支架中間徑的部分；創(chuàng)建頂部圓環(huán)部分；對(duì)頂部圓環(huán)部分進(jìn)行倒角。任務(wù)一支架的三維建模2.操作步驟Step1.新建文件雙擊圖標(biāo)，打開NX軟件，單擊新建進(jìn)入如圖所示界面，輸入文件名并選擇文件存放位置，單機(jī)確定進(jìn)入建模環(huán)境。任務(wù)一支架的三維建模Step2.創(chuàng)建左圖所示的拉伸特征1。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計(jì)特征（E）→拉伸（E）命令，系統(tǒng)彈出拉伸對(duì)話框，單擊截面區(qū)域的

按鈕，選擇XY平面為草繪平面，繪制右圖所示的草圖，單擊完成草圖退出草圖環(huán)境；在限制區(qū)域的開始位置選擇值，輸入值0，在結(jié)束位置選擇值，輸入值8；其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，單擊確定完成拉伸特征1的創(chuàng)建。任務(wù)一支架的三維建模Step3.創(chuàng)建圖2-6-7所示的拉伸特征2。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計(jì)特征（E）→拉伸（E）命令，系統(tǒng)彈出拉伸對(duì)話框，單擊截面區(qū)域的

按鈕，選擇XY平面為草繪平面，繪制圖2-6-8所示的草圖，單擊完成草圖退出草圖環(huán)境；在限制區(qū)域的開始位置選擇值，輸入值5，結(jié)束選擇貫通，布爾（求差），其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，單擊確定完成拉伸特征2的創(chuàng)建。任務(wù)一支架的三維建模Step4.繪制如圖所示的草圖1。選擇下拉菜單插入（S）→在任務(wù)環(huán)境中繪制草圖(V)；系統(tǒng)彈出創(chuàng)建草圖對(duì)話框，選擇拉伸特征1的上表面為草繪平面，單擊確定進(jìn)入繪制草圖界面，單擊完成草圖退出草圖環(huán)境完成草圖1的繪制。任務(wù)一支架的三維建模Step5.繪制左圖所示的草圖2。選擇下拉菜單插入（S）→在任務(wù)環(huán)境中繪制草圖(V)；系統(tǒng)彈出創(chuàng)建草圖對(duì)話框，在草圖平面區(qū)域的平面方法復(fù)選項(xiàng)框中選擇創(chuàng)建平面，指定平面選擇XZ平面，輸入距離-45，單擊確定進(jìn)入繪制草圖界面，繪制右圖所示的草圖，單擊完成草圖退出草圖環(huán)境完成草圖2的繪制。任務(wù)一支架的三維建模Step6.繪制如圖所示的草圖3。選擇下拉菜單插入（S）→在任務(wù)環(huán)境中繪制草圖(V)；系統(tǒng)彈出創(chuàng)建草圖對(duì)話框，選擇YZ平面為草繪平面，單擊確定進(jìn)入繪制草圖界面，繪制如圖所示的草圖，單擊完成草圖退出草圖環(huán)境完成草圖3的繪制。任務(wù)一支架的三維建模Step8.創(chuàng)建左圖所示的網(wǎng)格曲面特征1。選擇下拉菜單插入（S）→網(wǎng)格曲面（M）→通過曲線網(wǎng)格（M）命令，系統(tǒng)彈出通過曲線網(wǎng)格對(duì)話框，在主曲線位置選擇草圖1，單擊

按鈕添加新集并選中草圖2；在交叉曲線位置選擇草圖3中的其中一條曲線，單擊

按鈕添加新集并選中草圖3中的另外一條曲線，單擊

按鈕添加新集并選中選擇交叉曲線時(shí)第一次選擇的那條曲線；雙擊圖上的箭頭調(diào)整方向使圖形的形狀變成右圖所示的樣子，其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，單擊確定完成網(wǎng)格曲面特征1的創(chuàng)建。任務(wù)一支架的三維建模Step9.求和。選擇下拉菜單插入（S）→組合（B）→合并（U）命令，系統(tǒng)彈出合并對(duì)話框；選擇拉伸特征1為目標(biāo)體，網(wǎng)格曲面特征1為共具體，單擊確定完成求和命令。任務(wù)一支架的三維建模Step10.創(chuàng)建左圖所示的拉伸特征3。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計(jì)特征（E）→拉伸（E）命令，系統(tǒng)彈出拉伸對(duì)話框，單擊截面區(qū)域的

按鈕，選擇YZ平面為草繪平面，繪制右圖所示的草圖，單擊完成草圖退出草圖環(huán)境；在限制區(qū)域的結(jié)束位置選擇對(duì)稱值，輸入值17.5，布爾（求和），其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，單擊確定完成拉伸特征3的創(chuàng)建。任務(wù)一支架的三維建模Step11.創(chuàng)建左圖所示的拉伸特征4。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計(jì)特征（E）→拉伸（E）命令，系統(tǒng)彈出拉伸對(duì)話框，單擊截面區(qū)域的

按鈕，選擇YZ平面為草繪平面，繪制右圖所示的草圖，單擊完成草圖退出草圖環(huán)境；在限制區(qū)域的結(jié)束位置選擇對(duì)稱值，輸入值17.5，布爾（求差），其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，單擊確定完成拉伸特征4的創(chuàng)建。任務(wù)一支架的三維建模Step12.創(chuàng)建左圖的倒斜角特征1。選擇下拉菜單（S）→細(xì)節(jié)特征(L)→倒斜角（M）命令；系統(tǒng)彈出倒斜角對(duì)話框，在邊區(qū)域選擇右圖所示的邊為要倒角的邊，在距離文本框中輸入值1，其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，單擊確定完成倒角特征1的創(chuàng)建。任務(wù)一支架的三維建模Step13.保存文件。Step14.導(dǎo)出STL文件，選擇下拉菜單文件（F）→導(dǎo)出（E）→STL，系統(tǒng)彈出快速成型對(duì)話框，單擊確定，選擇保存位置，單擊確定，系統(tǒng)彈出類選擇對(duì)話框，框選整個(gè)產(chǎn)品單擊確定，完成STL文件的導(dǎo)出。任務(wù)二支架的切片處理【任務(wù)實(shí)施】支架模型設(shè)計(jì)完成之后，要將導(dǎo)出的STL模型導(dǎo)入切片軟件進(jìn)行切片處理，使得3D打印機(jī)能夠識(shí)別文件，然后按照每一層的文件進(jìn)行逐層打印?，F(xiàn)在將設(shè)計(jì)好的STL支架模型進(jìn)行切片和參數(shù)設(shè)置，使打印機(jī)最終按照打印要求進(jìn)行打印。任務(wù)二支架的切片處理1.操作步驟（1）讀取模型文件。如圖所示，單擊“文件”菜單下“讀取模型文件”，將“zhijia.stl”文件導(dǎo)入軟件中。任務(wù)二支架的切片處理（2）基本參數(shù)設(shè)置。在左側(cè)“基本”欄中上設(shè)置如圖所示的參數(shù)：層厚：0.2mm；填充密度：20%；打印速度：60mm/s；打印溫度：210℃，并添加支撐。任務(wù)二支架的切片處理（3）打印數(shù)據(jù)生成。打印參數(shù)設(shè)置完成后，切片軟件開始對(duì)模型進(jìn)行切片處理，并估算打印時(shí)間和消耗的耗材長度，如圖所示。這時(shí)，就可以開始正式打印了。任務(wù)三支架的3D打印【任務(wù)實(shí)施】1.實(shí)訓(xùn)設(shè)備及配件實(shí)訓(xùn)中會(huì)使用到的設(shè)備和配件包括3DDP-III打印機(jī)、PLA耗材、SD卡及鏟子等后處理工具，具體如圖所示。任務(wù)三支架的3D打印2.操作步驟（1）讀取模型文件開啟3D打印機(jī)的電源，通過SD卡將切片文件拷貝導(dǎo)入設(shè)備中。如圖所示，通過控制旋鈕選擇“zhijia.gcode”后，噴頭開始升溫。任務(wù)三支架的3D打?。?）模型打印當(dāng)噴頭溫度達(dá)到打印溫度210℃時(shí)，打印機(jī)的噴嘴和平臺(tái)自動(dòng)歸位，在層片模型的驅(qū)動(dòng)下，將耗材逐層疊加成實(shí)體，打印過程如圖所示。任務(wù)三支架的3D打?。?）移除及支撐剝離打印完成后，在模型完全冷卻前使用鏟子等工具將其從成型板上移出，模型底面粘在打印平臺(tái)上，十分牢固。這時(shí)需要把模型從平臺(tái)上安全的扯下來，還要防止被噴頭燙傷。如圖所示。任務(wù)三支架的3D打?。?）模型的修整模型上面存在支撐、拉絲和毛邊，需要用小刀和砂紙等工具對(duì)模型進(jìn)行修整，如左圖所示。這時(shí)，支架模型就打印完成了，如右圖所示。任務(wù)四技能訓(xùn)練一、簡單筆記本支架的3D打印設(shè)計(jì)一款簡單的筆記本支架，并將其打印出來，如圖所示。任務(wù)四技能訓(xùn)練二、小零件收集盒的3D打印設(shè)計(jì)一款小零件收集盒，并將其打印出來，如圖所示。【項(xiàng)目評(píng)價(jià)】—支架的3D打印評(píng)價(jià)模塊序號(hào)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)配分評(píng)分得分自評(píng)小組老師理論知識(shí)30分1了解3D打印的概念、分類、應(yīng)用領(lǐng)域及工作流程52熟悉UG建模軟件基本知識(shí)103熟悉Cura切片軟件基本應(yīng)用104初步認(rèn)識(shí)3DDP-III打印機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)組