实验名称：

    基于3D打印技术的机构创新设计

项目研究的意义：

3D打印即快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。所谓3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料。打印机与电脑连接后，打印机通过读取文件中的横截面信息，用实实在在的打印材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体，把计算机上的蓝图变成实物。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。

3D打印技术是典型机电一体化设备，集机械设计、伺服控制、电子信息、控制方法、软件开发、传感器等技术于一体，同时3D打印技术动作复杂，模块化、可重构，可组线，运用灵活，通过对3D打印的实践教学达到了解3D打印机的功能，目前3D打印的发展状况，以及增材制造的方式方法。同时通过组装3D打印机锻炼动手操作能力，激发创新创造能力。

实验室所提供的桌面式3D打印设备不仅丰富学生的专业知识，提供学生的专业技能，使学生掌握3D打印在工业企业的应用和集成技术，同时大幅度提升学校的核心竞争力，对锻炼和建设教学科研人才，培养学生创新能力和动手实践能力都具有重要的意义。

项目研究的内容：

1、利用计算机完成机构的创新设计，包括二维设计和三维设计。

2、完成设计机构上所有非标零件的3d打印，标准件自行购买。

3、并且完成机构的装配、调试。

4、整理实验报告。

实验原理及方法：

基本原理：熔融成型FDM（Fused Deposition Modeling）是目前桌面级3D打印机最常使用的技术。

熔融挤出成型(FDM)工艺的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、PC、尼龙等，以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。每层厚度在0.025-0.762mm，一层一层慢慢叠加，最后形成零件。

FDM工艺之关键是保持半流动成形材料刚好在凝固点之上，也就是对温度的控制较为重要。FDM喷头受水平分层数据控制，当它沿着XY方向移动，半流动融丝材料从FDM喷头挤压出来，很快凝固，形成精确的层。

方法：首先对目前增材制造技术学习和认识；其次了解实验室提供的打印机的结构，并进行简单的组装；学习打印过程，包括切片处理，参数设置，打印操作等。

实验设备：

实验室现有的STD-1型3D打印机，台式电脑，PLA材料

面向对象：

该实验面向机械学院各专业大三、大四学生

实验成果展示：