快速成型实验指导书 (1)

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1、虚拟设计实验—快速成型技术实验指导书济南大学机械工程学院二0一五年九月实验一熔融挤压原型制造一、实验目的：通过实验使学生能够了解熔融挤出快速成型技术的基本原理、基本方法和应用，了解DIMENSIONSST1200ES快速成型系统的基本结构，掌握熔融挤出快速成型系统的简单操作，加深对快速原型制造方法的了解。二、实验内容:了解快速原型制造的基本工艺及后续处理工艺，并学会用DIMENSIONSST1200ES熔融挤出快速成型机制作规定零件。三、实验原理：该工艺以ABS和蜡等热熔融性材料为原材料，在其熔融温度下靠自身的粘接性逐

2、层堆积成形。在该工艺中，材料连续地从喷嘴挤出，零件是由丝状材料的受控积聚逐步堆积成形。该工艺示意图如下：。喷头丝材喷头原型图1－1FDM工艺原理四、实验设备：DIMENSIONSST1200ES系统组成：系统主框架XYZ扫描运动系统喷头及送丝机构加热及温控系统数控系统主要参数：系统配置主机操作系统Windows98、2K、XP工艺FDM(熔融堆积成型)材料ABS扫描速度200cm3/h成形空间254mm(长)×254mm(宽)×305mm(高)吐丝直径/最小层厚0.089mm/0.254mm重量约300公斤机

3、械结构DIMENSIONSST1200ESZ向结构DIMENSIONSST1200ESXY扫描系统控制原理：DIMENSIONSST1200ES控制系统由两部分组成：运动控制系统和温度控制系统。在系统中，计算机（PC）通过数控卡控制XYZ扫描运动系统，喷头及送丝机构也通过数控卡进行控制。控制系统原理图如下：USB或串口连接线计算机（PC）位控转接板模块I/O接口板测温元件驱动器电机X驱动成型材料温控器驱动器电机Y器加热元件驱动器电机Z送丝电机测温元件成型室温控器驱动器压力控制系统检测系统加热元件五、实验方法及步骤：（一

4、）数据准备1、零件三维CAD造型，生成STL文件（使用Pro/E、UG、SolidWorks、Solidedge等三维软件）2、选择成型方向，添加支撑结构（使用数据处理软件）3、参数设置4、对STL文件进行分层处理，生成CLI文件5、退出数据处理软件系统（二）、制造原型打开电源、计算机启动控制软件Cark打开要成形的CLI文件成形准备初始化系统启动温度控制系统工作台清理对高检查系统造型成形原型件原型保温后处理原型后处理1、成形准备工作（1）打开电源、计算机。（2）材料及成形室预热，将成型材料逐步升温至熔化温度，将成型室

5、温度逐步升温至75℃。（3）运行控制软件，读出CLI文件。对数控系统初始化。注意事项：A)尽量少开关数控按钮。关闭数控按钮后，应至少间隔1分钟后才能再次打开数控按钮。B)一定要先启动计算机，再按下数控按钮。C）开关数控按钮后一定要进行数控系统初始化。（4）挤丝材料温度到达后，至ABS丝光滑。（5工作台水平校准用控制面板上的软按钮移动喷头至工作台的支承处，用调平量块通过调平螺母调节高度校准水平升降工作台时一定要小心，低速，微调，注意喷头不能与量块相撞，如果相撞会损坏喷头。（6）工作台高度校准将喷头移动到工作台中部，上升工

6、作台，使之上表面接近喷嘴，微调工作台，使之间隙大约为0.1毫米，完成高度校准。调高时严禁喷头与台面距离过小，或喷嘴扎进底板的情况发生，这样可能会使喷头堵死。2、造型（1）设定参数成形参数参考表一薄壁零件普通零件大型零件运动单位喷头无单位运动单位喷头无单位运动单位喷头无单位速度mm/s参数速度mm/参数速度mm/s参数s轮廓轮廓轮廓轮廓轮廓轮廓填充填充填充填充填充填充支撑支撑支撑支撑支撑支撑跳转200跳转200跳转200（2）造型输入起始层和结束层的层数。单击“Start”，系统开始估算造型时间。接着系统开始扫描成型原型

7、。（估算造型时间应放在底板对高前，以免喷头烤到底板）3、后处理后处理包括设备降温、零件保温、去除支撑、表面处理等步骤。（1）设备降温原型制作完毕后，如不继续造型。即可将系统关闭，为使系统充分冷却，至少于10分钟后再关闭散热按钮和总开关按钮。（2）零件保温零件加工完毕，下降工作台，将原型留在成形室内，薄壁零件保温15~20分钟大型零件20～30分钟，过早取出零件会出现应力变形。（3）模型后处理用小铲子小心取出原型。去除支撑，避免破坏零件。用砂纸打磨台阶效应比较明显处。用小刀处理多余部分。用填补液处理台阶效应造成的缺陷。如

8、需要可用少量丙酮溶液把原型表面上光。六、实验报告完成思考题：1．写出几种快速成型的工艺方法；并阐述所使用的快速成型工艺的优缺点。2．实验中制造原型的步骤？3．简述模型后处理的过程？