3D打印企業(yè)實例 課件 任務七 3D打印電器接插件

學習任務七印3D打電器接

延時符插件工作情境描述延時符某電器廠測試部門接到了測試一系列電器接插件的任務，該系列零件對硬度和實際使用性沒有很高的要求，但要求測試的周期短、成本低以及有較高的加工精度，經(jīng)反復對比各種制作工藝，決定利用DLP技術進行快速成型工作。目

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延時符處理電器接插件數(shù)據(jù)03閱讀任務單，表述打印電器接插件工作任務

01制定電器接插件3D打印方案

02電器接插件快速成型04電器接插件后處理05電器接插件任務評價06學習活動1獲取電器接插件3D打印任務延時符閱讀任務單，表述打印電器接插件工作任務

延時符1.組建團隊及任務分工表6-1組建團隊團隊名稱團隊成員工作任務

團隊LOGO

延時符表6-2任務單產(chǎn)品名稱電器接插件編號

時間2天序號零件名稱規(guī)格圖形數(shù)量（套）設計要求1電器接插件

見下頁附圖1無設計要求2

備注請在指定時間內(nèi)完成完成日期

生產(chǎn)數(shù)量套1生產(chǎn)部經(jīng)理意見(同意生產(chǎn))日期2.發(fā)放《任務單》延時符圖6-1電器接插件

電器接插件（如圖6-1所示）是電子產(chǎn)品中各個組成部分之間的電氣活動連接原件，廣泛用于各類電子期間、設備等中。電器接插件的優(yōu)點在于插取自如、更換方便，只經(jīng)過簡單的拔插過程即可取代搭接、焊接、螺絲連接和鉚釘連接等固定連接方式，并可采用集中連接，可一次連接多組元件。隨著印刷線路板和電子元器件的不斷更新?lián)Q代，更換方便的電器接插件應用越來越廣泛。

電器接插件的結構分為接觸件和絕緣件兩部分組成。接觸件起電氣接觸的作用，所用材料為銅及其合金等電的良導體。絕緣件的作用是將接觸件固定并保持絕緣狀態(tài)，所用材料為耐熱塑料。電器接插件用的塑料材料需要具有更高的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、具有足夠的力學性能、加工流動性要好符合電器接插件越來越小型化的要求，此外還要求要求耐清洗溶劑的侵蝕等。3.了解“電器接插件”延時符4．3D打印的作用

本例需要制作的電器接插件（如圖6-2所示），結構雖不復雜，但細小的部分較多。制作本例測試模型，意在大規(guī)模生產(chǎn)前評估產(chǎn)品的設計，驗證設計的形狀、匹配和功能，提供概念模型，改善溝通和設計。使用傳統(tǒng)制造工藝開模，時間長、成本高，只用作模型測試顯然不經(jīng)濟。使用3D打印技術，可以在前期摒棄生產(chǎn)線降低成本，也能做到較高的精度和復雜程度，無需開模直接生成零件，有效地縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，是解決模具設計與制造薄弱環(huán)節(jié)的有效途徑。

本例需制造的一系列電器接插件對硬度和實際使用等功能性沒有較高的要求，更注重高效快捷、低成本和較高的精度，因此選擇使用DLP技術成型，以期快速得到高度還原設計意圖的零件模型。圖6-2電器接插件3D數(shù)據(jù)模型學習活動2制定電器接插件3D打印方案延時符了解DLP技術的原理延時符1.DLP打印技術簡介

數(shù)字化光照加工（DigitalLightingProcessing,DLP）3D打印技術與SLA技術十分類似，甚至被認為是SLA技術的一個變種。這兩種技術都是利用感光材料在紫外光照射下快速凝固的特性來實現(xiàn)固化成型。最早是由德州儀器開發(fā)，主要是通過投影儀來逐層固化光敏聚合物液體，從而創(chuàng)建出3D打印對象。由于其具備紫外光投影快速得應用到3D打印領域，成為又一種新的快速成型技術。延時符（1）工作原理表6-3DLP工作原理DLP設備中包含一個可以容納樹脂的液槽，用于盛放可被特定波長的紫外光照射后固化的樹脂，DLP成像系統(tǒng)置于液槽下方，其成像面正好位于液槽底部，通過能量及圖形控制，每次可固化一定厚度及形狀的薄層樹脂（該層樹脂與前面切分所得的截面外形完全相同）。液槽上方設置一個提拉機構，每次截面曝光完成后向上提拉一定高度（該高度與分層厚度一致），使得當前固化完成的固態(tài)樹脂與液槽底面分離并粘接在提拉板或上一次成型的樹脂層上，這樣，通過逐層曝光并提升來生成三維實體。

DLP技術要先對影像信號進行數(shù)字化處理，再投影出來。DLP技術加工時，經(jīng)過高分辨率的數(shù)字光處理器處理的光源，按照切片形狀，發(fā)出相應形狀的光斑，投射在光敏樹脂上，每次投射可將一層截面直接固化成型，屬于片狀固化，層層疊加后最終成型。將模型從樹脂池中取出，再經(jīng)必要后處理即可得到要求的產(chǎn)品。延時符（2）DLP工藝特點表6-4DLP工藝特點優(yōu)點成型精度高，質(zhì)量好相比市面上的其他3D打印設備，由于其投影像素塊能夠做到50μm左右的尺寸，DLP設備能夠打印細節(jié)精度要求更高的產(chǎn)品，從而確保其加工尺寸精度可以達到20~30μm表面光滑成型物體表面光滑，基本看不到臺階效應。速度快成型速度快，比同類型的SLA工藝更快。缺點設備價格貴精度較高的商業(yè)級DLP3D打印設備價格昂貴，工業(yè)級價格更高。材料價格貴DLP技術所用樹脂材料較貴，且易造成材料浪費。材料保存不易液態(tài)光敏材料需避光使用和保存。尺寸受限適用于小體積物體打印延時符（3）nDLP技術和SLA技術的異同

DLP3D打印和SLA3D打印都屬于輻射固化成型，成型過程也較為類似，在產(chǎn)品性能、在應用范圍上基本沒有差別。但兩者所用的光源不同，DLP工藝是使用高分辨率的數(shù)字光處理器(DLP)投影儀來照射液態(tài)光聚合物，逐層的進行片狀光固化。而SLA工藝則是激光束由點到線，由線到面掃描固化。因此DLP工藝的成型速度比同類型的SLA立體平版印刷技術速度更快。延時符2.典型DLP設備

（1）睿逸DLP800系列快速成型機

大族激光光源事業(yè)部自主研發(fā)制造的睿逸DLP800系列快速成型機采用DLP數(shù)字影像投影技術，利用集合DMD光陣列發(fā)光原理實現(xiàn)液面的快速固化成型，機型如圖6-3所示。

睿逸DLP800系列3D打印機的優(yōu)點：①面曝光成型方式，速度快，效率高。它利用投射原理成型，在設備有效加工尺寸內(nèi)無論工件周界大小都不會改變成型速度，與其他種類快速成型機相比，這種面成型的機型所需工作時間最短，特別是批量生產(chǎn)時，其效率更加明顯。②模型精度高，表面光潔度好。X/Y解象度達35um，最小分層厚度為25um。③性能可靠，DLP光機中沒有其他運動組件，整個系統(tǒng)也沒有噴射部分，避免了其他類型3D打印設備常出現(xiàn)的噴頭堵塞或激光掃描系統(tǒng)損壞的問題，減少了維護成本，并節(jié)省了大量的時間。④通過選用不同材料可制作不同類型及功能用途的3D模型，在工業(yè)級制造環(huán)節(jié)用途廣泛。⑤機身小巧，環(huán)境配備要求低，配套設備少，能滿足一般辦公室環(huán)境使用；⑥簡易化支撐設計界面，可以使用Magics及設備自帶軟件的快速構建支撐。圖6-3睿逸DLP800系列3D打印機延時符2.典型DLP設備

（2）普利生?銳打400機型

上海普利生機電科技有限公司推出的普利生?銳打400機型（如6-4所示）機型作為電器接插件的快速成型設備系統(tǒng)。普利生?銳打400是一款工業(yè)級的創(chuàng)新型3D打印機，采用立體光固化成型技術，是全球唯一使用LCD光學器件的3D打印機。這款3D打印機由普利生機電自主研發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權，在設備開發(fā)和配套光固化樹脂的研發(fā)上已走在國際前列。

銳打400具的四大開創(chuàng)性特色：①成型速度比國內(nèi)外同類SLA設備快5~10倍；②每小時輸出能力是國內(nèi)外同類SLA設備的10倍以上；③能夠在400毫米級別上實現(xiàn)66微米的成型精度；④具有設備及光固化樹脂的研發(fā)和生產(chǎn)能力。圖6-4普利生?銳打400學習活動3

處理電器接插件數(shù)據(jù)延時符應用Magics軟件，處理數(shù)據(jù)延時符導入數(shù)據(jù)本例的數(shù)據(jù)處理采用專業(yè)STL文件處理軟件Magics，在SLA實例中也使用該軟件進行數(shù)據(jù)處理。表6-5導入數(shù)據(jù)步驟點擊“導入零件”命令打開Mgaics，點擊“文件”-“導入零件”窗口

選擇需要處理的STL文件選擇需要處理的電器接插件STL文件，點擊“打開”

導入Magics的電器接插件模型零件模型導入完成。延時符診斷修復

由于數(shù)模在轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的時候，難免會出現(xiàn)一些錯誤，導致模型出現(xiàn)各種缺陷。利用Magics提供的智能化修復工具——修復向?qū)В瑢δＰ瓦M行自動分析并根據(jù)錯誤分析結果決定使用哪個功能進行修復，以免對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。修復十分簡單，操作者只需要根據(jù)提示點擊按鈕進行智能化修復即可，相對于手動修復，大大減少了操作時間和修復的效率。表6-6修復步驟使用“顯示零件尺寸”命令帶參數(shù)查看零件導入模型后，點擊“視圖”-“顯示零件尺寸”命令，可帶參數(shù)查看待處理零件的結構。選中零件，調(diào)整角度，仔細觀察和了解零件的結構特征。

“修復向?qū)А贝翱谠诠ぞ邫邳c擊打開“修復向?qū)А贝翱?，所有已導入的模型均可進行診斷修復。選中當前零件，若想直接修復，點擊“自動修復”軟件會后臺直接修復模型。也可以點擊左上角的“診斷”命令，觀察判斷模型的大體情況。選擇診斷項目開始診斷點擊“診斷”，跳轉(zhuǎn)到診斷界面，點擊“更新”按鈕可查看模型的所有問題。為了避免分析不必要的項目，可以有選擇地分析一些重點項目，以節(jié)約處理時間。例如，本例零件選擇檢測法向錯誤、壞邊、錯誤輪廓、縫隙、孔和殼體等項目。重疊三角面片和交叉三角面片，這兩項由于不會對快速成型加工的模型質(zhì)量構成影響，一般不推薦對這兩項進行修復。

檢測和修復結果本例模型數(shù)據(jù)的相關項目未檢測到錯誤，若檢測到相關錯誤，可點擊“轉(zhuǎn)到推薦步驟”，會出現(xiàn)推薦的解決方案，點擊“自動修復”即可修復基本所有問題。再次點擊“診斷”-“更新”即可看到大部分問題都已修復。延時符診斷修復

除了上述的自動修復功能以外，針對一些包含復雜錯誤的零件，Magics還提供了豐富的修復工具，包括平面孔修復、定向孔修復、不規(guī)則孔修復等多種孔修復工具，三角面片的刪除、創(chuàng)建及分離等操作。以及針對多殼體復雜零件的殼體轉(zhuǎn)零件工具、干擾殼體過濾、殼體合并等工具。通過使用這些修復工具，工程師可以方便、快鍵的對各種錯誤進行修復。表6-7其他修復方法手動修復若選擇手動修復，可以點擊左邊欄的“殼體”，跳轉(zhuǎn)至殼體界面。在“手動”區(qū)，選中相應的三角面片，點擊下方的功能按鈕即可進行相應的修復操作，但這個過程漫長耗費時間。

綜合修復為節(jié)約時間，跳轉(zhuǎn)至“綜合修復”界面，點擊“自動修復”，Magics會自動對多種錯誤進行綜合修復。根據(jù)建議一步步操作，完成上一步修復后再次進行“診斷”，不斷檢查修復效果，直至修復完成。相對于手動修復，大大減少了操作時間提高了修復效率。模型診斷和修復完成，關閉“修復向?qū)А贝翱?。點擊“文件”-“零件另存為”將修復的模型重新保存，等待下一步操作。延時符零件擺放表6-8零件擺放步驟設置平臺擺放零件前，先設置加工平臺，將零件導入到平臺上。在工具欄點擊“機器平臺”，打開“選擇機器”窗口，設置平臺參數(shù)。

添加零件到平臺選好機器導入零件。在工具欄點擊“添加零件到平臺”，打開命令窗口，選擇要載入的零件

載入平臺的零件點擊“確定”載入剛才修復好的零件模型。需要注意的是，零件加載后，用戶仍然可以改變設備的設置，重新打開“選擇機器”窗口設置即可。

延時符零件擺放

機器平臺載入零件后，需要設置零件的加工方向。加工方向決定著支撐的生成，而支撐會對表面質(zhì)量帶來影響，這一點在立體光固化中尤為明顯。

在具體實施中，可以通過平移、旋轉(zhuǎn)等功能調(diào)整零件的位置，選擇最佳的擺放位置和角度。選擇擺放位置和角度時，需要從節(jié)約成型樹脂材料、便于后處理等方面綜合考慮。表6-9零件擺放方式水平方向、垂直方向、側向電器接插件的三種擺放方式在機器平臺中仔細觀察電器接插件的結構特點，選擇加工方向。單個零件的放置通常有三個方向：水平方向、垂直方向和側面放置。電器接插件成型制造是多個零部件同時成型，也需要考慮多個零件在機器平臺上的擺放，這個零件布局可人工擺放，也可以由Magics的零件自動擺放功能來實現(xiàn)。

“高級平移”功能在“工具”欄的下拉菜單中點擊“高級平移”彈出設置窗口“旋轉(zhuǎn)”功能可以通過設置參數(shù)精確移動零件。點擊“旋轉(zhuǎn)”彈出設置窗口，也可以通過設置參數(shù)在三維空間內(nèi)精確旋轉(zhuǎn)零件，也可自行選擇旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)零件。

本例電器接插件示例

本例電器接插件的類似幾個零部件均選擇垂直方向放置，因為采用這個加工方向產(chǎn)生的支撐比較少，有利于節(jié)省樹脂材料，而無論采用水平方向還是垂直方向都會在零件內(nèi)部產(chǎn)生支撐，在后處理的難度上相差不大，因此選擇垂直方向。另外兩個較大的零件由于本身屬于扁平形狀的零件，根據(jù)其結構特點，采用水平方向加工是優(yōu)選方案。需要注意的是，應選擇較為平坦的零件底面作為加工底面。因為較平坦的底面是需要后續(xù)打磨處理的，內(nèi)部細節(jié)較多不易打磨，綜上，選擇外部平坦底面作為加工底面水平方向擺放。延時符生成支撐表6-10生成支撐步驟

點擊自動生成支撐按鈕擺放好零件，點擊“生成支撐”選項卡，點擊紅框中的圖標進行自動生成支撐支撐自動生成中并進入“生成支撐”功能界面

支撐的選取自動生成支撐后，也可對支撐進行修改、增加和刪除等操作。在“生成支撐”選項卡下選擇任意一個紅框內(nèi)的支撐選取工具，點擊想選取的支撐，選中的支撐就會顯示為如黑色圈中的綠色或黃色。

支撐的類型及變換、修改和刪除功能在Magics軟件界面的右側功能欄中的“支撐頁”可看到當前支撐的相關參數(shù)信息，在下方的“支撐參數(shù)頁”可以對當前的支撐參數(shù)進行修改，例如可以根據(jù)實際需求對支撐進行類型變換，如想刪除支撐點擊“無”。延時符生成支撐表6-10生成支撐步驟

支撐是SLA類加工技術的必要條件，它能夠幫助產(chǎn)品順利完成制作。Magics軟件提供的自動生成支撐功能，能夠快速、高效的生成支撐，大大減少用戶的準備時間并幫助操作人員在符合支撐強度的條件下盡可能節(jié)省支撐的材料使用。線框模式顯示零件多角度查看支撐，可根據(jù)經(jīng)驗把部分多余支撐刪除，以節(jié)省樹脂材料的損耗。切換成線框模式顯示零件，可以清晰看到零件內(nèi)部的支撐，以便進行支撐檢查。

實體模式顯示零件也可以切換回實體模式顯示零件，整體檢查。例如將零件上柱類部件，自動生成的支撐一般為線支撐，需修改為塊支撐以保證柱類在制作時不易壞掉。

修改點支撐的支撐參數(shù)除了刪除，也可以對支撐不足的位置進行加強或者增加支撐。例如最先加工的位置一般是非常受力，但自動生成的支撐不夠，通常都需要增加一條點支撐，并根據(jù)實際需要對點支撐的相關參數(shù)進行修正。

把支撐轉(zhuǎn)換為STL完成所有支撐編輯工作后，點擊圖標，把支撐轉(zhuǎn)換為STL，退出編輯并保存文件。延時符切片表6-11切片方法

切片參數(shù)框內(nèi)的切片厚度即激光成型每掃描一層固化的厚度，對于如本例的小型工件，一般采用0.1mm，若是大型工件可采用0.15mm的厚度。切片文件格式選擇默認的CLI即可。設置切片參數(shù)一定要勾選下方的“包含支撐”激活設置支撐參數(shù)，支撐的切片厚度要與零件的切片厚度保持一致。然后設置保存文件的位置點擊確定，進行自動切片，切片完成后將在保存文件的位置生成*.cli及*_s.cli兩個文件。

最后，將切片生成的文件拷貝至相應的文件夾，數(shù)據(jù)處理完畢，存入相應的成型設備準備進入快速成型階段。“切片屬性”窗口支撐添加完畢，打開“切片”選項卡，彈出切片窗口。在“切片屬性”窗口設置切片的相關參數(shù)。修復參數(shù)框內(nèi)的參數(shù)一般采用默認值，可以不用修改。學習活動4

電器接插件快速成型延時符利用DLP技術打印電器接插件延時符

本例選擇上海普利生機電科技有限公司推出的普利生?銳打400機型機型作為電器接插件的快速成型設備系統(tǒng)。延時符表6-12電器插件快速成型步驟

1.數(shù)據(jù)載入Prism工作界面將切片數(shù)據(jù)存入DLP成型設備銳打400的控制電腦中，打開工作軟件Prism。在工作界面的“平臺”處可以看到成型設備的基本參數(shù)。

載入模型數(shù)據(jù)文件點擊右側“模型”-“文件”圖標，將模型數(shù)據(jù)文件載入。

載入模型的基本參數(shù)載入“模型”窗口后，將顯示該零件的基本參數(shù)，也可以通過設置縮放模型的大小，增加模型數(shù)量以批量加工多個相同零件。

全部待成型零件載入并排列完畢將所有需要“打印”的數(shù)據(jù)模型依次導入，根據(jù)生產(chǎn)要求設置相關參數(shù)，所有零件模型按已設定好的擺放姿態(tài)和排列方式有序地陳列在機器平臺上。

啟動“打印”此時，點擊“打印”-“啟動”，成型設備即開始工作。在“打印”窗口可實時查看“打印”進度，以安排生產(chǎn)計劃。延時符表6-12電器插件快速成型步驟

2.快速成型模型成型進行中數(shù)據(jù)載入，啟動打印。成型全程無需人工值守，成型設備將切片數(shù)據(jù)投影至液態(tài)光敏樹脂聚合物，逐層進行光固化，每層固化時通過類似幻燈片似的片狀固化。

電器接插件模型成型層層疊加，快速高精度地完成模型成型。學習活動5

電器接插件后處理延時符DLP產(chǎn)品后處理及注意事項延時符表6-13電器插件后處理步驟

1.清潔刮下工作臺上的多余樹脂并取下模型模型成型完畢，工作臺上升。取模型時要戴手套操作，避免皮膚直接接觸樹脂造成傷害。先將工作臺上多余的樹脂材料刮去，再使用小刮鏟等工具配合手動操作取下已成型的各個零件模型。取模型時動作要輕柔，以免對以零件造成損傷。

使用酒精清洗模型取下的零件，與使用SLA工藝制造的模型一樣，需要使用不同清潔度的酒精進行清洗，洗去模型表面附著的多余樹脂材料。

第三次清洗時用未使用過的酒精清洗模型一般使用酒精清洗三次，酒精的清潔度依次提高，第三次清洗時要用未使用過的酒精進行清洗。

氣槍沖洗零件模型酒精清洗完畢，再用高壓氣槍沖洗零件模型不易清洗的部分。用的酒精可以循環(huán)使用，但一般也不超過3次，清洗過程中也要注意相關的防護措施，比如佩戴口罩和橡膠手套避免受到不必要的傷害。延時符表6-13電器插件后處理步驟

2.去除支撐用手剝?nèi)ツＰ土慵系闹谓Y構模型零件清洗完畢，用手剝?nèi)コＰ蜕系闹谓Y構。本例模型零件結構較復雜，剝除時需小心操作。

使用鉗子去除支撐結構模型零件清洗完畢，用鉗子去除模型上的支撐結構。本例模型零件結構較復雜，剝除時需小心操作。延時符表6-13電器插件后處理步驟

3.二次固化二次固化后的電器