項(xiàng)目二游戲模型3D打印-任務(wù)一

3D打印熟悉UPBox3D打印機(jī)UPBox是全球首款專業(yè)級(jí)桌面機(jī)，擁有：完全自動(dòng)的平臺(tái)校準(zhǔn)；內(nèi)置空氣過(guò)濾系統(tǒng)；智能支撐生成；功能強(qiáng)大又容易使用的配套軟件。在這項(xiàng)任務(wù)中將結(jié)合其原理知識(shí)，詳細(xì)介紹UPBox3D打印機(jī)的基本參數(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)以及材料等。任務(wù)描述任務(wù)實(shí)施CONTENT目錄1UPBox3D打印機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)及原理介紹2UPBox3D打印機(jī)控制系統(tǒng)介紹3UPBox3D打印機(jī)使用材料介紹PART01UPBox3D打印機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)及原理介紹近幾年通過(guò)對(duì)桌面3D打印機(jī)機(jī)體創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究，開(kāi)放式桌面3D打印機(jī)正逐漸被封閉式桌面3D打印機(jī)所取代，在使用更為先進(jìn)的封閉式桌面3D打印機(jī)時(shí)，需先將耗材穿過(guò)機(jī)殼引入三維打印機(jī)內(nèi)部，這種機(jī)型整體外觀簡(jiǎn)潔美觀，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理。圖2-2-1即是UPBox3D打印機(jī)設(shè)備圖。一、UPBox3D打印機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)及原理介紹圖2-2-1UPBox3D打印機(jī)一、UPBox3D打印機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)及原理介紹1.UPBox3D打印機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)身全封閉式，塑料外殼加金屬骨架整機(jī)重量20KG/44LB機(jī)身尺寸485(W)x520(H)x495(D)mmUPBox3D打印機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-2-2所示，最上面是X軸、Y軸，X軸與Y軸是垂直方向的，使打印噴頭前后左右運(yùn)動(dòng)，Z軸是垂直的，可上下移動(dòng)。下面主要部件有打印平臺(tái)、噴嘴高度檢測(cè)器，LED指示燈，還包括空氣過(guò)濾器，和一些零件組成。圖2-2-3為打印機(jī)頭座及打印機(jī)頭的結(jié)構(gòu)圖，打印機(jī)頭座主要包括磁鐵、自動(dòng)調(diào)平探頭、打印頭鎖緊螺釘?shù)攘慵?。打印頭主要包括風(fēng)扇、噴嘴、通風(fēng)導(dǎo)管、風(fēng)速操作桿等零件。該打印機(jī)不僅滿足了用戶對(duì)成型空間、精度和速度等基礎(chǔ)的要求，還在UPBox上推出四項(xiàng)創(chuàng)新：①無(wú)需配件的全自動(dòng)調(diào)平和噴頭測(cè)高，校準(zhǔn)過(guò)程中無(wú)需人為干預(yù)；②內(nèi)置的空氣凈化系統(tǒng)，機(jī)身內(nèi)配有降低煙氣和打印氣味的空氣過(guò)濾器；③顯示打印狀態(tài)的呼吸指示燈，可以實(shí)時(shí)顯示UPBox初始化、打印中、暫停、出錯(cuò)等多種運(yùn)行狀態(tài)；④封閉式的成型空間保證了溫度的穩(wěn)定性，配上新的ABS打印表面，使模型更好地粘合在平臺(tái)上，雙管齊下有效解決打印大件模型時(shí)翹邊的問(wèn)題。圖2-2-2打印機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2-2-3打印機(jī)結(jié)構(gòu)一、UPBox3D打印機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)及原理介紹2.UPBox3D打印機(jī)機(jī)原理介紹UPBox3D打印機(jī)屬于FDM技術(shù)，它的成型原理利用高溫將材料融化成液態(tài)，通過(guò)打印頭擠出后固化，最后在立體空間上沉積形成立體實(shí)物。該打印機(jī)主要使用PLA或ABS耗材，操作流程大概為將三維模型保存成STL.UP3.UPP格式，然后使用切片軟件，將保存的.STL.UP3.UPP格式文件模型轉(zhuǎn)換為UPBox3D打印機(jī)可以使用的代碼，再通過(guò)USB接口或者SD卡傳遞給3D打印機(jī)，最后UPBox3D打印機(jī)通過(guò)加熱PLA液態(tài)細(xì)絲，并由噴頭噴出，一層一層的沉積成型。在原理上，輕點(diǎn)電腦屏幕上的“打印”按鈕，一份數(shù)字文件便被傳送到一臺(tái)噴墨打印機(jī)上，它將一層墨水噴到紙的表面以形成一副二維圖像。而在3D打印時(shí)，軟件通過(guò)電腦輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（CAD）完成一系列數(shù)字切片，這些切片的信息會(huì)被傳送到3D打印機(jī)上，后者會(huì)將連續(xù)的薄型層面堆疊起來(lái)，直到一個(gè)固態(tài)物體成型。3D打印機(jī)與傳統(tǒng)打印機(jī)最大的區(qū)別在于它使用的“墨水”是實(shí)實(shí)在在的原材料。PART02UPBox3D打印機(jī)控制系統(tǒng)介紹在這個(gè)強(qiáng)大的機(jī)器中，控制系統(tǒng)如同心臟可謂是舉足輕重。UPBox的主板特別優(yōu)化了之前的控制系統(tǒng)，充分考慮穩(wěn)定性、散熱性、易用性。設(shè)計(jì)之初，考慮到用戶的個(gè)人需求，以不同顏色來(lái)區(qū)分不同的接口，使用XH連接器，防止反插。5個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，支持大功率預(yù)熱。二、UPBox3D打印機(jī)控制系統(tǒng)介紹PART02UPBox3D打印機(jī)使用材料介紹三、UPBox3D打印機(jī)使用材料介紹對(duì)于材料而言最為常見(jiàn)的FDM技術(shù)中材料有ABS和PLA兩種。

1.ABS塑料ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。英文名為acrylonitrile–butadiene–styrenecopolymer,簡(jiǎn)稱ABS，ABS通常為淺黃色或乳白色的粒料非結(jié)晶性樹脂，如圖2-2-4所示。大部分ABS是無(wú)毒的，不透水，但略透水蒸氣，吸水率低，室溫浸水一年吸水率不超過(guò)1%而物理性能不起變化。ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無(wú)毒、無(wú)味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無(wú)熔融滴落現(xiàn)象。ABS塑料樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PB，PAN，PS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。由于具有三種組成，而賦予了其很好的性能；丙烯腈賦予ABS樹脂的化學(xué)穩(wěn)定性、耐油性、一定的剛度和硬度；丁二烯使其韌性、沖擊性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介電性能，并呈現(xiàn)良好的加工性。

ABS具有優(yōu)良的綜合物理和機(jī)械性能，極好的低溫抗沖擊性能，尺寸穩(wěn)定性。而電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性、成品加工和機(jī)械加工較好。ABS樹脂制品表面可以拋光，能得到高度光澤的制品。ABS樹脂耐水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。ABS樹脂熱變形溫度低可燃，耐候性較差。熔融溫度在217~237℃，熱分解溫度在250℃以上。

ABS樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色。還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工。廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。圖2-2-4ABS樹脂三、UPBox3D打印機(jī)使用材料介紹2.PLA塑料聚乳酸（PLA）是一種新型的生物降解材料，使用可再生的植物資源（如玉米、甘薯、土豆等）所提出的淀粉原料制成。淀粉原料經(jīng)由發(fā)酵過(guò)程制成乳酸，再通過(guò)化學(xué)合成轉(zhuǎn)換成PLA。其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，這對(duì)保護(hù)環(huán)境非常有利，是公認(rèn)對(duì)環(huán)境友好的材料。圖2-2-5是PLA材料圖。PLA具有最良好的拉伸強(qiáng)度及延展度，物理性能良好。聚乳酸也可以通過(guò)各種普通加工方式生產(chǎn)，例如：熔化擠出成型，射出成型，吹膜成型，發(fā)泡成型及真空成型，與目前廣泛所使用的聚合物有類似的成形條件。PLA適用于吹塑、注塑、吸塑、壓延等多種加工方法，加工方便，應(yīng)用十分廣泛?？捎糜诩庸墓I(yè)到民用的各種塑料制品、包裝食品、快餐飯盒、無(wú)紡布、工業(yè)及民用布等。進(jìn)而加工成農(nóng)用織物、保健織物、抹布、衛(wèi)生用品、室外防紫外線織物、帳篷布、地墊面等。此外它也具有與傳統(tǒng)薄膜相同的印刷性能。如此，聚乳酸就可以應(yīng)各不同業(yè)界的需求，制成各式各樣的應(yīng)用產(chǎn)品。

聚乳酸PLA的熱穩(wěn)定性好，加工溫度170～230℃，有好的抗溶劑性。由PLA制成的產(chǎn)品除能生物降解外，生物相容性、光澤度、透明性、手感和耐熱性好，還具有一定的耐菌性、阻燃性和抗紫外性，還具有PS相似的光澤度和加工性能，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景，用途十分廣泛，可用作包裝材料、纖維和非織造物等，目前主要用于服裝(內(nèi)衣、外衣)、建筑、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、造紙等領(lǐng)域。此外，PLA的相容性與可降解性良好，在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用也非常廣泛，如可生產(chǎn)一次性輸液用具、免拆型手術(shù)縫合線等，低分子聚乳酸作藥物緩釋包裝劑等。

聚乳酸（PLA）除了有生物可降解塑料的基本的特性外，還