第二章以FDM成型打印為例項目八玫瑰花的3D打印【項目描述】每逢節(jié)假日，人們喜歡用鮮花裝扮家里，不論新買的鮮花還是收到的鮮花我們都希望能保持艷麗的花朵，但通常鮮花的保鮮期只有5-8天。有沒有鮮花能一直保持美麗的花朵不凋謝呢？此時，通過3D打印的玫瑰花就派上用場了。如果你身邊有一臺3D打印機(jī)，就可以自己設(shè)計一朵玫瑰花，并打印出來。本項目將使用3DDP-III打印機(jī)制作一朵玫瑰花?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】知識目標(biāo)熟悉STL格式文件的基本知識；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)隊合作精神?！卷椖糠治觥棵倒寤ǖ闹谱髁鞒倘缦拢海?）設(shè)計玫瑰花的三維模型，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)一玫瑰花的三維建模1、建模思路分析觀察圖中玫瑰花模型，發(fā)現(xiàn)基本框架由花苞，花莖和葉子組成，其中花苞又由多片花瓣組成，葉片共有4片。據(jù)先整體后細(xì)節(jié)的原則，確定建模思路如下：用旋轉(zhuǎn)的方法畫出花莖；用旋轉(zhuǎn)、拉伸畫出葉片；用旋轉(zhuǎn)、拉伸的方法畫出花瓣。任務(wù)一玫瑰花的三維建模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)一玫瑰花的三維建模Step2.創(chuàng)建左圖所示的旋轉(zhuǎn)特征1。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計特征（E）→旋轉(zhuǎn)（R）命令；單擊“旋轉(zhuǎn)”對話框中的“繪制截面”按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建草圖”對話框，選取XZ基準(zhǔn)平面為草圖平面，單擊確定按鈕，繪制右圖所示的截面草圖，然后單擊完成草圖，退出草圖環(huán)境；選擇ZC基準(zhǔn)軸為旋轉(zhuǎn)軸；其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)；單擊確定按鈕，完成旋轉(zhuǎn)特征1的創(chuàng)建。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step3.創(chuàng)建左圖所示的旋轉(zhuǎn)特征2。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計特征（E）→旋轉(zhuǎn)（R）命令；單擊“旋轉(zhuǎn)”對話框中的“繪制截面”按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建草圖”對話框，選取YZ基準(zhǔn)平面為草圖平面，單擊確定按鈕。繪制右圖所示的截面草圖，然后單擊完成草圖，退出草圖環(huán)境；選擇ZC基準(zhǔn)軸為旋轉(zhuǎn)軸；在“旋轉(zhuǎn)”對話框限制區(qū)域的開始下拉列表中選擇

選項，并在其下的角度文本框中輸入值-40，在結(jié)束下拉列表中選擇

選項，并在其下的文本框中輸入值40，布爾：無，其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置；單擊確定按鈕完成旋轉(zhuǎn)特征2的創(chuàng)建。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step4.創(chuàng)建左圖所示的拉伸特征1。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計特征（E）→拉伸（E）命令；單擊“拉伸”對話框中的“繪制截面”按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建草圖”對話框，選取XZ基準(zhǔn)平面為草圖平面，單擊確定按鈕，繪制右圖所示的截面草圖，然后單擊完成草圖，退出草圖環(huán)境；拉伸距離設(shè)定成能完全貫穿旋轉(zhuǎn)特征，布爾求交，單擊確定完成拉伸特征1的創(chuàng)建。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step5.創(chuàng)建左圖所示的陣列特征1。選擇下拉菜單插入（S）→關(guān)聯(lián)復(fù)制（A）陣列特征（A）命令，選擇圖2-7的旋轉(zhuǎn)特征2和2-9的拉伸特征1為要陣列的特征，布局選擇圓形，旋轉(zhuǎn)軸選擇ZC軸，數(shù)量4，截距角90，其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，如右圖所示，單擊確定創(chuàng)建出陣列特征1。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step6.求和。選擇下拉菜單插入（S）→組合（B）→合并（U）命令，系統(tǒng)彈出合并對話框，選擇旋轉(zhuǎn)特征1為目標(biāo)體，其他的為工具體，單擊確定完成圖2-8-13求和命令的創(chuàng)建。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step7.保存文件。Step8.新建文件2。單擊新建命令，將文件命名為花瓣，保存位置與文件1一樣，單擊確定進(jìn)去建模環(huán)境。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step9.創(chuàng)建左圖所示的拉伸特征1。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計特征（E）→拉伸（E）命令；單擊“拉伸”對話框中的“繪制截面”按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建草圖”對話框，選取XY基準(zhǔn)平面為草圖平面，單擊確定按鈕，繪制右圖所示的截面草圖，然后單擊完成草圖，退出草圖環(huán)境；矢量方向單擊

，在限制區(qū)域選擇值，開始輸入0,結(jié)束輸入0.6，單擊確定完成拉伸特征1的創(chuàng)建。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step10.創(chuàng)建左圖所示的旋轉(zhuǎn)特征1。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計特征（E）→旋轉(zhuǎn)（R）命令；單擊“旋轉(zhuǎn)”對話框中的“繪制截面”按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建草圖”對話框，選取YZ基準(zhǔn)平面為草圖平面，單擊確定按鈕，繪制右圖所示的截面草圖，然后單擊完成草圖，退出草圖環(huán)境；選擇ZC基準(zhǔn)軸為旋轉(zhuǎn)軸；在“旋轉(zhuǎn)”對話框限制區(qū)域的開始下拉列表中選擇

選項，并在其下的角度文本框中輸入值0，在結(jié)束下拉列表中選擇

選項，并在其下的文本框中輸入值360，布爾：無，設(shè)置文本框選擇片體，其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置；單擊確定按鈕完成旋轉(zhuǎn)特征1的創(chuàng)建。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step11.創(chuàng)建左圖所示的拉伸特征2。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計特征（E）→拉伸（E）命令；單擊“拉伸”對話框中的“繪制截面”按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建草圖”對話框，選取YZ基準(zhǔn)平面為草圖平面，單擊確定按鈕，繪制右圖所示的截面草圖，然后單擊完成草圖，退出草圖環(huán)境；在限制區(qū)域的結(jié)束下拉列表中選擇對稱值選項，并在其下的距離文本框中輸入值20，布爾求差，體選擇旋轉(zhuǎn)特征1，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)一玫瑰花的三維建模Step12.創(chuàng)建左圖所示的旋轉(zhuǎn)特征2。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計特征（E）→旋轉(zhuǎn)（R）命令；單擊“旋轉(zhuǎn)”對話框中的“繪制截面”按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建草圖”對話框，選取XZ基準(zhǔn)平面為草圖平面，單擊確定按鈕，繪制右圖所示的截面草圖，然后單擊完成草圖，退出草圖環(huán)境；選擇ZC基準(zhǔn)軸為旋轉(zhuǎn)軸；在“旋轉(zhuǎn)”對話框限制區(qū)域的開始下拉列表中選擇

選項，并在其下的角度文本框中輸入值-75，在結(jié)束下拉列表中選擇

選項，并在其下的文本框中輸入值75，布爾：無，設(shè)置文本框選擇片體，其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置；單擊確定按鈕完成旋轉(zhuǎn)特征2的創(chuàng)建。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step13.創(chuàng)建左圖所示的旋轉(zhuǎn)特征3。選擇下拉菜單插入（S）→設(shè)計特征（E）→旋轉(zhuǎn)（R）命令；單擊“旋轉(zhuǎn)”對話框中的“繪制截面”按鈕

，系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建草圖”對話框，選取YZ基準(zhǔn)平面為草圖平面，單擊確定按鈕，繪制右圖所示的截面草圖，然后單擊完成草圖，退出草圖環(huán)境；選擇ZC基準(zhǔn)軸為旋轉(zhuǎn)軸；在“旋轉(zhuǎn)”對話框限制區(qū)域的開始下拉列表中選擇

選項，并在其下的角度文本框中輸入值-75，在結(jié)束下拉列表中選擇

選項，并在其下的文本框中輸入值75，布爾：無，設(shè)置文本框選擇片體，其他參數(shù)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置；單擊確定按鈕完成旋轉(zhuǎn)特征3的創(chuàng)建。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step14.根據(jù)草圖左圖所示以及Step13.所示的方法創(chuàng)建如右圖所示的旋轉(zhuǎn)特征4。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step15.根據(jù)草圖左圖以及Step13.所示的方法創(chuàng)建右圖所示的旋轉(zhuǎn)特征5。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step16.根據(jù)草圖2-8-28以及Step13.所示的方法創(chuàng)建2-8-29所示的旋轉(zhuǎn)特征6。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step16.根據(jù)草圖以及Step13.所示的方法創(chuàng)建右圖所示的旋轉(zhuǎn)特征7。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step17.根據(jù)草圖進(jìn)行拉伸，完成與旋轉(zhuǎn)特征2、3、4、5、6、7的求交，任務(wù)一玫瑰花的三維建模創(chuàng)建出如圖所示的特征。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step18.創(chuàng)建左圖所示的加厚特征1；選擇下拉菜單插入（S）→偏置/縮放（0）→加厚（T）。選擇其中一個片體進(jìn)行加厚，厚度偏置1輸入0，偏置2輸入0.6，單擊確定完成加厚特征1的創(chuàng)建；用此方法把剩余的片體進(jìn)行加厚，全部片體完成加厚以后如右圖所示。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step18.創(chuàng)建左圖所示的替換面特征；單擊同步建模中的替換面命令，選擇加厚特征1加厚出來的實體的其中一個與拉伸特征1接觸的面為要替換的面，選擇拉伸特征1的上表面為替換面，單擊確定完成替換面1的創(chuàng)建；用同樣的方法替換除了旋轉(zhuǎn)特征1之外的所有加厚特征創(chuàng)建出來的面，如右圖所示。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step19.創(chuàng)建圖所示的鏡像幾何體1,2。選擇下拉菜單插入（S）→關(guān)聯(lián)復(fù)制（A）鏡像幾何體（G）命令，選擇旋轉(zhuǎn)特征2,4,6為要鏡像的幾何體，YZ基準(zhǔn)平面為鏡像平面，單擊應(yīng)用完成鏡像幾何體1的創(chuàng)建；選擇3,5,7為要鏡像的幾何體，XZ基準(zhǔn)平面為鏡像平面，單擊確定完成鏡像幾何體2的創(chuàng)建。任務(wù)一玫瑰花的三維建模Step20.求和。選擇下拉菜單插入（S）→組合（B）→合并（U）命令，系統(tǒng)彈出合并對話框，選擇拉伸特征1為目標(biāo)體，其他的為工具體，單擊確定完成求和命令的創(chuàng)建。Step21.保存文件。Step22.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)彈出類選擇對話款，框選整個產(chǎn)品單擊確定，完成STL文件的導(dǎo)出。Step23.導(dǎo)出花莖和葉片部分的STL文件。任務(wù)二玫瑰花的切片處理【任務(wù)實施】玫瑰花模型設(shè)計完成之后，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)能夠識別文件，然后按照每一層的文件進(jìn)行逐層打印。現(xiàn)在將設(shè)計好的STL玫瑰花模型進(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)二玫瑰花的切片處理操作步驟（1）讀取模型文件。如圖2-8-45所示，單擊“文件”菜單下“讀取模型文件”，將“Rose.stl”文件導(dǎo)入軟件中。任務(wù)二

玫瑰花的切片處理（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

玫瑰花的切片處理（3）打印數(shù)據(jù)生成。打印參數(shù)設(shè)置完成后，切片軟件開始對模型進(jìn)行切片處理，并估算打印時間和消耗的耗材長度，如圖所示。這時，就可以開始正式打印了。任務(wù)三玫瑰花的3D打印【任務(wù)實施】1.實訓(xùn)設(shè)備及配件實訓(xùn)中會使用到的設(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)三玫瑰花的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。通過控制旋鈕選擇“Rose.gcode”后，噴頭開始升溫。任務(wù)三玫瑰花的3D打?。?）模型打印當(dāng)噴頭溫度達(dá)到打印溫度210℃時，打印機(jī)的噴嘴和平臺自動歸位，在層片模型的驅(qū)動下，將耗材逐層疊加成實體，打印過程如圖2-8-49示。任務(wù)三玫瑰花的3D打?。?）移除及支撐剝離如圖所示，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，并通過手動剝離或美工刀等工具剝離的方式剝離玫瑰花底部。任務(wù)三玫瑰花的3D打印此時，玫瑰花的制作就完成了。接下來，請以同樣的方式打印花梗。任務(wù)三玫瑰花的3D打印（4）粘貼花朵和花梗如圖所示，打印完成后，使用萬能膠將花朵和花梗站好，一朵完整的玫瑰花就制作完成了。任務(wù)四技能訓(xùn)練一一、購物袋把手的3D打印設(shè)計一款購物袋把手，并將其打印出來，如圖2-8-52所示。任務(wù)四技能訓(xùn)練二、手機(jī)支架的3D打印給自己設(shè)計一個手機(jī)支架（如下圖的簡易手機(jī)支架），并將其打印出來，如圖所示。【項目評價】—玫瑰花的3D打印評價模塊序號評價標(biāo)準(zhǔn)配分評分得分自評小組老師理論知識30分1了解3D