先进制造技术
实验报告
班级：
学号：
姓名：
成绩：
机械工程综合实验中心
实验一、 3D 打印实验
一、实验目的
通过实验理解3D 打印技术的基本概念，了解3D打印机的系统组成，掌握3D打印机
的基本操作，加深对熔融沉积制造的理解，培养实践能力和创新能力。
二、实验原理
3D 打印 (英语： 3D printing) ，又称增材制造(Additive Manufacturing，AM)，属于快速
成型技术的一种。它是一种以数字模型文件为基础的直接制造技术，几乎可以制造任意形状
三维实体。 3D 打印运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造
物体，即“积层制造”。3D 打印与传统的机械加工技术不同，后者通常采用切削或钻
孔技术 (即减材工艺 )实现。在模具制造、工业设计等领域，3D 打印技术常常被用于制造模
型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值产品(比如髋关节或牙齿，或一
些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件，意味着“3D 打印”这项技术的普
及。 3D 打印目前已有十余种不同工艺，如光固化立体造型(SLA) 、层片叠加制造(LOM) 、
选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM) 、掩模固化法 (SGC)、三维印刷法 (3DP) 、喷粒
法 (BPM) 等。
MakerBot Replicator 2X桌面3D打印机，采用FDM( 熔融沉积 ) 成型技术。工艺流程如
下： CAD 模型被分为一层层极薄的截面，生成控制FDM 喷嘴移动路径的二维几何信息；
FDM 加热头把热熔性材料（ABS、PLA、尼龙、蜡等）加热到临界状态，呈现半流体性质，在计算机控制下，沿上位机软件确定的二维几何信息运动轨迹，喷头将半流动状态的材料
挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层。当一层完毕后，成型工作台下降一个分层厚度，继
续成型下一层，这样层层堆积粘结，自下而上形成一个零件的三维实体。
三、实验内容
1、应用计算机三维软件对成型零件进行建模并以“STL”格式保存，学习应用MakerBot Makerware 软件对模型进行转换制作保存；
3、完成成型零件模型打印。
四、实验设备
1、 MakerBot Replicator 2X桌面3D打印机；
2、电脑、专用工具及辅助工具等。
五、实验步骤
1、成型零件三维模型数据格式转换
(1) 打开 MakerWare 软件，点击“ Add ”按钮找到待成型零件三维模型数据(**.stl 格式 )文件，选择该文件；
(2)选中“ Look ”按钮通过拖拽旋转打印平台，也可以选择子菜单从 Top，Side 或 Front 方向查看模型；
(3)选中“ Move ”按钮通过拖拽移动打印平台上的模型，也可以选择子菜单精确移动模型，确定模型摆放位置；
(4)选中“ Tum”按钮通过拖拽旋转模型，也可以用子菜单精确旋转模型，确定模型成型方向；
(5)选中“ Scale”按钮通过拖曳缩放模型，也可以用子菜单精确控制缩放大小；
(6)点击“ Make”设定模型成型工艺参数；
(7)成型零件三维模型生成并保存为加工文件。
2、零件成型加工
(1)装载成型零件加工文件 SD 卡；(2) 打开 MakerBot Replicator 2X 桌面 3D 打印机电源开关；
(3)调平打印平台；
根据LCD 屏幕的指示，在每个位置启动程序的要求下，分别调节打印平台下方的后
方、右面和左面三个旋钮，并用支持卡在打印托盘和喷嘴间滑过，支持卡通过时候会有一
些轻微摩擦，但不会将卡片划破，就达到喷头在打印托盘调平要求。
(4)装载材料；
1)从喷头顶端取下导料管；2)从料盘引出一段PLA 丝线，从机箱后导料管顺时针穿入
直到从另一端伸出；3) 按下 LCD 面板上的M 键， LCD 屏幕指示选择加热喷头开始加热；4)当喷头温度达到 230℃后 LCD 屏幕提示进料，将 PLA 丝线用力推入喷头顶部的孔，保
持压力直至喷嘴有PLA 丝线吐出； 5)按下 LCD 面板上的M 键，停止吐丝； 6)放回导料管，清理、移除吐出的PLA 丝。
(5)打印目标文件；
进入主界面，选择“Build from SD ”按“ M ”键；选择预打印文件名称，按“M ”键底板加热，达到230℃，开始打印从底座开始直到打印模型完成。
(5)用专用工具取出模型；
(6)成型模型进行打磨、清理后处理；
3、加工成型模型拍照；
4、完成实验报告。
实验一、 3D 打印实验报告
实验时间：年月实验名称所用软件
实
验
步
骤
实
验
成
果
实
验
体
会
指导教师意见
