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【图文】关于3D打印金元宝的那些事...

2013-8-23 18:33| 查看: 34735| 评论: 0|原作者: iCAx开思网|来自: 开思网

摘要: 有了设计好的3D文件,导出一个STL的文件(所有3D打印机都支持读取STL格式文件)。我这里的3D打印软件使用的是 ReplicatorG 软件,这个软件非常简单,只需几个简单的操作便可开始打印。首先我们来认识一下 Replicator ...
金元宝由贵重的黄金或白银制成,一般白银居多,黄金稀见。在中国货币史上,正式把金银称作“元宝”,始于元代。不过,早在唐初开元通宝行世时,民间就有取其硕大、贵重之意,旋读为“开通元宝”的。

今天要与大家分享的是一个塑胶元宝,这个元宝我是通过3D打印机制造出来的。在介绍元宝制造过程之前,先简单地介绍一下3D打印机,目前市场上将3D打印机分成两类。一种是工业级,另一种是桌面级,也叫家用3D打印机。两种打印机的在价格上有较大的差距,工业级3D打印机从十几万到几百万不等,而桌面级的3D打印机只需几千到几万元便可拥有。除了价格上的差距外,在加工范围上,工业级3D打印机所制造的零件也明显优于桌面3D打印机。

从成型技术和成型材料上讲,工业级3D打印机目前有多种加工工艺,其中主要包括:选择性激光烧结(SLS),立体平版印刷(SLA)、熔融沉积成型(FDM)、直接金属激光烧结(DMLS)等。材料方面也有上百种,甚至包括金属粉末3D打印。而桌面级3D打印机主要是FDM(熔融沉积)技术,成型材料也比较单一,目前主要是PLA和ABS料。

3D打印(3D printing),即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层堆积的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型首自版,现正逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。

关于3D打印技术和3D打印机这里不去做太多的解释,大家可以去3D打印论坛了解更多信息://24maker.com/

刚才前介绍提到3D打印是以数字模型文件为基础,在进行3D打印前,必须要有相应的数字模型,也就我们常见的CAD文件。这个元宝采用了SOLIDWORKS软件进行设计,设计过程这里不做详细述说,有兴趣的网友可以参考这个视频教程//v.icax.org/thread-1882-1-1.html

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软件界面介绍
有了设计好的3D文件,导出一个STL的文件(所有3D打印机都支持读取STL格式文件)。我这里的3D打印软件使用的是 ReplicatorG 软件,这个软件非常简单,只需几个简单的操作便可开始打印。首先我们来认识一下 ReplicatorG 的界面。

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导入3D数字模型
现在我们将STL格式的金元宝在 ReplicatorG 软件里面打开,如下图:

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打开元宝的CAD文件后,可以选择你的视图方式,也可以对模型进行移动、旋转、镜像、比例缩放以及生成G代码。如下图:

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生成G代码
将模型调整后便可生成G代码,3D打印机需要读取G代码来驱动机器运行。点击“生成G代码”命令开始执行生成G代码。如下图:

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在生成G代码前,系统会弹窗询问相关参数的设定。比如是否需要打印基板和支撑、填充的百分比、打印层高、外壳数、进给速度等。设定好后点击生成代码即可。如下图:

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这里稍微解释一下这几项功能的含意。基板就是在正式打印前,打印机会先在工作台面上生成一层平板,就好比建房子我们需要先打桩建基础一样,当然,这不是所有模型都需要的,如果底部接触面积大,可以不用基板。关于支撑在这个模里面我没有设定,如果有机会大家可以试一下。

填充百分比是模型内部的填充物,我设定的是10%,也就是说这个模型打印出来里面有90%的空间是没有填充的,这是考虑到节约材料和打印时间,可根据实际情况进行设定。

打印层高是指每一层堆积的高度,这个参数设得越大,打印出来就越粗糙,一般不超过0.4mm,参数设定得太小,打印的时间就相对会延长,通常设定在0.15-0.3的范围,这个模型我设定在0.27mm。

外壳数一般设定在1-5个,这个我设定为3,这个参数没太明是什么意思。

进给速度很好理解,这里指的是工作台XY平移的时速度,我设定为30mm/秒。

喷嘴、工作平台加热
模型生成代码需要一些时间,具体要看模型的复杂度和前面设定的一些参数,在生成G代码的过程时,我们可以开始加热3D打印机的喷嘴。点击软件界面上的“操作面板”命令,弹出下图的对话框,设定喷嘴温度220度,工作台温度为110度。这些要说明一下工作台为什么也要加温,如果不加温的话,当喷嘴吐出的塑胶冷却后就不容易吸附在工作台上,打印过程极易脱落。
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执行3D打印
待G代码生成和喷嘴温度加热到指定的温度,便可执行3D打印。点击软件左上角的“构建”命令,弹出对话框,使用已存在的G代码,如下图:

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查看G代码

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开始打印
上一步点击构建后,机器接收到G代码指令后首先进行一次重回零操作,这个步骤机器是自动的。重回零后便开始打印,手机拍图有点模糊哈,有人赞助数码相机那就更好了。如下图:
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画个圈圈把你圈起来....如下图:

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这就是前面提到的基板,后面要成型的零件将在基板上完成。如下图:

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下图这种蜂窝状的结构就是前面设定的填充比,我设定的是10%,系统自动生成这些结构。

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金元宝的轮廓渐现,如下图:

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为了保证结构强度,这种蜂巢加工到一定的高度就会全部填充几层,然后现生成蜂巢。如下图:

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金元宝侧壁上的条纹已开始呈现了。如下图:

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在打印过程中,软件界面上可以看到构建进程,以及监控到喷嘴和工作台的温度。如下图:

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再次全部填充,如下图:

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越来越像了,这里还能看到内部的情况。如下图:

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打印完成,一个完整的金元宝呈现在你眼前,如下图:

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现在你可以将元宝从3D打印机上取下来了,取下来的零件有些粗糙,所有3D打印出来的零件都是需要做一个后处理打磨。如下图:

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这里就一开始生成的基板,这个需要手工去除。如下图:

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去除基板来个合影,有条件的可以做一个后处理打磨,由于我这里没有这些工具就只能这样了。

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大家对3D打印感兴趣的话,可以报名参加9月7日东莞3D打印现场体验会-零距离接触并亲手操作3D打印机,报名连接://www.icax.org/thread-903746-1-1.html


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