（2025年版）增材制造加工實踐指南目的增材制造，也被稱為3D打印，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。本2025年版增材制造加工實踐指南旨在為初學者提供全面、詳細且可直接照做的操作指引，幫助他們順利開展增材制造加工工作，了解增材制造的基本原理、掌握相關(guān)設(shè)備的操作方法、熟悉加工流程以及解決常見問題，從而能夠獨立完成簡單的增材制造項目。前置條件知識儲備基礎(chǔ)幾何知識：了解基本的幾何形狀（如長方體、圓柱體、球體等）及其參數(shù)（如長度、直徑、半徑等），能夠理解三維模型的空間結(jié)構(gòu)和尺寸關(guān)系。材料科學基礎(chǔ)：熟悉常見增材制造材料的特性，如塑料（PLA、ABS等）、金屬（鈦合金、鋁合金等）的物理和化學性質(zhì)，包括熔點、硬度、韌性等，以便根據(jù)不同的應(yīng)用需求選擇合適的材料。計算機輔助設(shè)計（CAD）基礎(chǔ)：掌握至少一種CAD軟件的基本操作，如SolidWorks、AutoCAD等，能夠創(chuàng)建簡單的三維模型，包括繪制草圖、拉伸、旋轉(zhuǎn)、打孔等基本操作。設(shè)備與工具增材制造設(shè)備：根據(jù)所選的增材制造技術(shù)（如熔融沉積成型FDM、光固化成型SLA等）選擇合適的3D打印機，并確保設(shè)備處于正常工作狀態(tài)，按照設(shè)備說明書進行安裝和調(diào)試。計算機：具備足夠的性能來運行CAD軟件和切片軟件，建議配備英特爾酷睿i5及以上處理器、8GB及以上內(nèi)存、獨立顯卡。輔助工具：準備必要的輔助工具，如鑷子、刮刀、砂紙、卡尺等，用于模型的后處理和測量。材料準備材料選擇：根據(jù)設(shè)計要求和應(yīng)用場景選擇合適的增材制造材料，確保材料的質(zhì)量和規(guī)格符合設(shè)備的要求。材料儲存：按照材料的儲存要求進行妥善保存，避免材料受潮、氧化等影響其性能。例如，塑料絲材應(yīng)儲存在干燥、陰涼的地方，金屬粉末應(yīng)密封保存。詳細步驟三維模型設(shè)計確定設(shè)計需求：明確要制造的物體的用途、功能和尺寸要求，與相關(guān)人員（如客戶、設(shè)計師等）進行溝通，確保設(shè)計方案滿足實際需求。創(chuàng)建三維模型：打開CAD軟件，根據(jù)設(shè)計需求創(chuàng)建三維模型?？梢詮暮唵蔚膸缀涡螤铋_始，逐步組合和修改，形成復(fù)雜的模型。在設(shè)計過程中，要注意模型的壁厚、支撐結(jié)構(gòu)等因素，以確保模型能夠順利打印。模型檢查與修復(fù)：完成模型設(shè)計后，使用CAD軟件的檢查工具對模型進行檢查，確保模型沒有錯誤或缺陷，如重疊面、非流形幾何體等。如果發(fā)現(xiàn)問題，及時進行修復(fù)。切片處理選擇切片軟件：根據(jù)所使用的3D打印機型號選擇合適的切片軟件，如Cura、Simplify3D等。不同的切片軟件可能具有不同的功能和操作界面，但基本原理相同。導入模型：打開切片軟件，將設(shè)計好的三維模型導入到軟件中。軟件會自動識別模型的格式，并進行相應(yīng)的處理。設(shè)置打印參數(shù)：根據(jù)所選的材料和打印機的性能，設(shè)置打印參數(shù)，包括打印速度、層厚、填充密度、支撐結(jié)構(gòu)等。這些參數(shù)會直接影響打印質(zhì)量和時間，需要根據(jù)實際情況進行調(diào)整。生成G代碼：完成參數(shù)設(shè)置后，點擊切片軟件的“切片”按鈕，軟件會將三維模型轉(zhuǎn)換為打印機能夠識別的G代碼文件。G代碼是一種包含打印機運動指令的文本文件，控制打印機的噴頭或激光的運動軌跡。打印準備設(shè)備預(yù)熱：打開3D打印機的電源，按照設(shè)備說明書的要求進行預(yù)熱。不同的材料和打印機需要的預(yù)熱溫度不同，一般塑料絲材的預(yù)熱溫度在180℃250℃之間，金屬粉末的預(yù)熱溫度則更高。平臺校準：在打印前，需要對打印機的打印平臺進行校準，確保平臺與噴頭之間的距離均勻，以保證打印的第一層能夠牢固地附著在平臺上。校準方法可以參考設(shè)備說明書，一般通過調(diào)節(jié)平臺的螺絲或使用自動校準功能來完成。材料安裝：將選擇好的材料安裝到打印機的進料系統(tǒng)中。對于塑料絲材，將絲材插入進料口，通過打印機的進料電機將絲材輸送到噴頭；對于金屬粉末，將粉末裝入粉倉，并按照設(shè)備要求進行填充和壓實。打印過程發(fā)送G代碼：將生成的G代碼文件通過USB線、SD卡等方式傳輸?shù)?D打印機中。打印機接收到文件后，會顯示文件信息和打印時間。開始打印：在打印機的操作界面上選擇要打印的文件，點擊“開始打印”按鈕，打印機開始按照G代碼的指令進行打印。在打印過程中，要密切觀察打印機的運行情況，確保打印正常進行。監(jiān)控與調(diào)整：在打印過程中，要定期檢查打印質(zhì)量，如是否有拉絲、層間剝離等問題。如果發(fā)現(xiàn)問題，可以及時調(diào)整打印參數(shù)或暫停打印進行處理。同時，要注意打印機的溫度、材料剩余量等情況，確保打印過程的順利進行。后處理去除支撐結(jié)構(gòu)：打印完成后，等待模型冷卻至室溫，然后使用鑷子、刮刀等工具小心地去除模型上的支撐結(jié)構(gòu)。在去除過程中，要注意不要損壞模型的表面。表面處理：根據(jù)需要，對模型進行表面處理，如打磨、拋光、噴漆等，以提高模型的表面質(zhì)量和外觀效果?？梢允褂蒙凹垺伖鈾C、噴槍等工具進行處理。尺寸測量與檢驗：使用卡尺、千分尺等測量工具對模型的關(guān)鍵尺寸進行測量，檢查模型是否符合設(shè)計要求。如果發(fā)現(xiàn)尺寸偏差較大，可以對模型進行修正或重新打印。常見問題與排錯提示模型無法導入切片軟件問題原因：模型文件格式不兼容、文件損壞或切片軟件版本過低。解決方法：檢查模型文件的格式，確保其為切片軟件支持的格式，如STL、OBJ等。如果文件損壞，可以嘗試重新導出模型文件。如果切片軟件版本過低，及時更新到最新版本。打印過程中出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象問題原因：打印溫度過高、打印速度過快或回抽距離設(shè)置不當。解決方法：降低打印溫度，一般降低5℃10℃進行嘗試。適當降低打印速度，提高回抽距離，以減少絲材在噴頭處的殘留。模型第一層無法附著在平臺上問題原因：平臺不平整、平臺溫度過低或平臺表面不干凈。解決方法：重新校準打印平臺，確保平臺與噴頭之間的距離均勻。提高平臺溫度，一般塑料絲材的平臺溫度在50℃70℃之間。清潔平臺表面，去除油污、灰塵等雜質(zhì)，可以使用酒精擦拭平臺。打印過程中出現(xiàn)層間剝離現(xiàn)象問題原因：打印溫度過低、層厚過大或填充密度過低。解決方法：提高打印溫度，確保每層之間能夠充分融合。減小層厚，增加填充密度，以提高模型的強度和穩(wěn)定性。打印時間過長問題原因：打印速度設(shè)置過低、層厚過小或填充密度過高。解決方法：適當提高打印速度，但要注意不要影響打印質(zhì)量。增加層厚，降低填充密度，以縮短打印時間。安全注意事項設(shè)備操作安全：在操作3D打印機時，要嚴格按照設(shè)備說明書的要求進行操作，避免因操作不當導致設(shè)備損壞或發(fā)生安全事故。在設(shè)備運行過程中，不要觸摸噴頭、激光等高溫部件，以免燙傷。材料使用安全：增材制造材料可能具有一定的危險性，如塑料絲材在加熱過程中會釋放出有害氣體，金屬粉末可能會引起粉塵爆炸等。在使用材料時，要注意通風換氣，佩戴防護口罩和手套，避免直接接觸材料。電氣安全：確保3D打印機的電源插頭和電線連接牢固，避免發(fā)生漏電事故。在清潔設(shè)備時，要先關(guān)閉電源，避免觸電。質(zhì)量控制首件檢驗：在批量打印前，先打印一個樣品進行檢驗，檢查模型的尺寸精度、表面質(zhì)量等是否符合要求。如果發(fā)現(xiàn)問題，及時調(diào)整打印參數(shù)或設(shè)計方案。過程監(jiān)控：在打印過程中，定期檢查打印質(zhì)量，如觀察打印層的平整度、層間結(jié)合情況等。如果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，及時采取措施進行處理。成品檢驗：打印完成后，對成品進行全面的檢驗，包括尺寸測量、外觀檢查、性能測試等。只有檢驗合格的產(chǎn)品才能進入下一工序或交付使用。維護與保養(yǎng)設(shè)備清潔：定期清潔3D打印機的噴頭、打印平臺、導軌等部件，去除殘留的材料和灰塵，保持設(shè)備的清潔和正常運行。部件更換：根據(jù)設(shè)備的使用情況，定期更換易損部件，如噴頭、皮帶、軸承等，以保證設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。軟件更新：及時更新3D打印機的固件和切片軟件，以獲取最新的功能和性能優(yōu)化。拓展應(yīng)用多材料打?。簢L試使用不同的材料進行打印，如雙色打印、復(fù)合材料打印等，以實現(xiàn)更多的功能和效果。復(fù)雜結(jié)構(gòu)打?。禾魬?zhàn)打印一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如鏤空結(jié)構(gòu)、嵌套結(jié)構(gòu)等，提高自己的設(shè)計和打印能力。與其他工藝結(jié)合：將增材制造與傳統(tǒng)