3D打印企業(yè)實例 課件 任務(wù)五 3D打印大象玩具擺件、任務(wù)六 3D打印洗衣機功能部件

3D打印大象玩具擺件

學(xué)習(xí)任務(wù)五

工作情境描述

廣州工貿(mào)激光技術(shù)有限公司生產(chǎn)部從市場部接到一份來自廣州時尚玩具制造有限公司的加工訂單，要求生產(chǎn)三色大象玩具擺件2件，作為該玩具公司秋季新品發(fā)布會展品。款式、尺寸、配色由客戶提供3D模型圖，交貨期為3天。

生產(chǎn)工程師接到工作任務(wù)后，通過任務(wù)單了解并分析客戶需求，根據(jù)客戶提供的3D模型圖，選擇加工方法、材料、設(shè)備等，制定打印工藝，填寫生產(chǎn)制造文檔，排包、生產(chǎn)打印、后續(xù)處理及檢測，完成后交付質(zhì)檢部驗收確認(rèn)。填寫設(shè)備使用情況和維修記錄。目錄01獲取大象玩具擺件3D打印任務(wù)大象玩具擺件快速成型0203040605處理大象玩具擺件數(shù)據(jù)制定大象玩具擺件3D打印方案大象玩具擺件后處理大象玩具擺件任務(wù)評價學(xué)習(xí)活動1獲取大象玩具擺件3D打印任務(wù)

表4-1任務(wù)分工表團(tuán)隊名稱團(tuán)隊LOGO團(tuán)隊成員工作任務(wù)

1.組建團(tuán)隊及任務(wù)分工2.發(fā)放《任務(wù)單》表4-2任務(wù)單圖

4-1大象玩具擺件3D模型圖

圖

4-2

大象玩具擺件3D模型圖

圖

4-3大象擺件數(shù)模零件圖

3.制造要求分析（1）加工產(chǎn)品名稱

，數(shù)量

，完成時間為

天。（2）此產(chǎn)品為

（A.成品B.測試件）。（3）選擇加工方法

（A.模具B.3D打印）。因為，

（A.模具B.3D打?。┥a(chǎn)過程費時費力，而且僅僅用于測試件的生產(chǎn)，顯然并不經(jīng)濟。

（A.模具B.3D打?。┫啾葌鹘y(tǒng)制造技術(shù)在樣件測試領(lǐng)域優(yōu)勢顯著，只需完整設(shè)計圖紙，即可直接制作零件，無需開模等中間過程，成型時間大大縮短。使用

（A.模具B.3D打?。┘夹g(shù)單個或小批量生產(chǎn)零部件，既能節(jié)約開發(fā)成本，也可以縮短開發(fā)周期，是產(chǎn)品開發(fā)和模型測試的好幫手。（4）大象玩具擺件的生產(chǎn)要求：根據(jù)以上制造要求分析，選擇

（A.SLSB.FDMC.SLAD.Polyjet）3D打印技術(shù)。因為，目前只有

（A.SLSB.FDMC.SLAD.Polyjet），能同時噴射多種功能材料，因此可以將各種特性甚至多種顏色融入3D打印模型和零件中，制造出顏色逼真貼近最終產(chǎn)品實物的模型。且支撐材料可以用手或者噴水的方式很容易的清除，留下表面整潔光滑的成型工件，因此能夠制作出光滑、精準(zhǔn)的原形、部件和工具。且該打印技術(shù)采用全新的三種材料噴射技術(shù)，可自動打印具有多種材料特性的復(fù)雜原型，無需進(jìn)行組裝。

學(xué)習(xí)活動2

制定大象玩具擺件3D打印方案

1.能敘述Polyjet打印技術(shù)工作原理2.知道Polyjet工藝優(yōu)缺點3.敘述Polyjet常用工藝材料4.了解Polyjet設(shè)備5.制定打印大象玩具擺件的工作方案

Polyjet打印技術(shù)簡介

Polyjet技術(shù)是一種強大的增材制造方法，能夠制作出光滑、精準(zhǔn)的原形、部件和工具。Polyjet聚合物噴射技術(shù)是以色列Objet公司（現(xiàn)在已與Stratasys公司合并）于2000年推出的專利技術(shù)，Polyjet技術(shù)也是當(dāng)前最為先進(jìn)的3D打印技術(shù)之一。

表4-3Polyjet工作原理

Polyjet的工作原理示意圖

Polyjet技術(shù)的工作原理：與噴墨打印機類似，不同的是噴頭噴射的不是墨水而是光敏聚合物。當(dāng)光敏聚合材料被噴射到工作臺上后，UV紫外光燈將沿著噴頭工作的方向發(fā)射出UV紫外光對光敏聚合材料進(jìn)行固化。完成一層的噴射“打印”和固化后，設(shè)備內(nèi)置的工作臺會及其精準(zhǔn)地下降一個成型層厚，噴頭繼續(xù)噴射光敏聚合材料進(jìn)行下一層的“打印”和固化。這樣一層接一層，直到整個工件“打印”制造完畢。

表4-3Polyjet工作原理

利用Polyjet技術(shù)成型的工件

工件成型過程：將兩種不同類型的光敏樹脂材料，分別用來生成實際模型和支撐。制作出的工件原形，可以立即進(jìn)行搬運和使用，無需二次固化。支撐材料可以用手或者噴水的方式很容易的清除，留下表面整潔光滑的成型工件。Polyjet技術(shù)工藝特點優(yōu)點質(zhì)量高

Polyjet技術(shù)擁有行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的16微米分辨率（即最薄層厚能達(dá)到16微米）以超薄層的狀態(tài)將材料疊加成型，可以確保獲得流暢、精確且非常詳細(xì)的部件與模型。精度高

使用Polyjet聚合物噴射技術(shù)的精密噴射與構(gòu)建材料性能可保證細(xì)節(jié)精細(xì)與薄壁，能夠帶來很好的表面品質(zhì)和細(xì)節(jié)。多色彩打印目前先進(jìn)的Polyjet系統(tǒng)能夠同時噴射多種功能材料，因此可以將各種特性甚至多種顏色融入3D打印模型和零件中，制造出顏色逼真貼近最終產(chǎn)品實物的模型，其他打印方式則無法完成。多種材料供選用Polyjet技術(shù)的成型設(shè)備材料選擇余地大，可制作具有不同特性的模型與部件，包括靈活性、斷裂延伸率以及顏色等方面，開啟了更廣泛的應(yīng)用范圍。通過可用的最佳材料通用性將有色的不同材料特性整合于一個模型。一次成型預(yù)組裝（快捷）全寬度上的高速光柵構(gòu)建，可實現(xiàn)快速的流程，可同時構(gòu)建多個項目，并且無需事后凝固。目前先進(jìn)的Polyjet系統(tǒng)采用全新的三種材料噴射技術(shù)，可自動打印具有多種材料特性的復(fù)雜原型，無需進(jìn)行組裝。清潔快捷Polyjet系統(tǒng)設(shè)備提供封閉的成型工作環(huán)境，適合普通的辦公環(huán)境，采用非接觸樹脂載入和卸載，容易清除支撐材料，容易更換噴頭。得益于全寬度上的高速光柵構(gòu)建，系統(tǒng)可實現(xiàn)快速流程，可同時構(gòu)建多個項目，并且無需進(jìn)行二次固化等后處理。Polyjet技術(shù)工藝特點缺點需要支撐結(jié)構(gòu)需要支撐結(jié)構(gòu)耗材成本相對高與SLA一樣使用光敏樹脂作為耗材，成本相對較高。強度較低由于材料是樹脂，成型后強度、耐久度等于等于SLA一樣，都不是很高。

應(yīng)用打印表面平滑、精致的最終用途零件小批量制造工具、夾具和裝配夾具。打印復(fù)雜模型展覽與交流模型打印橡膠包裹層和覆膜旋鈕、手柄、拉手、把手、把手墊片、封條、橡皮軟管、鞋類Polyjet工藝材料

Polyjet技術(shù)的成型設(shè)備材料選擇余地大，可制作具有不同特性的模型與部件，包括靈活性、斷裂延伸率以及顏色等方面，開啟了更廣泛的應(yīng)用范圍。Polyjet系統(tǒng)可選的材料選項超過180個，包括數(shù)字ABS，可對從剛性到柔性在內(nèi)的所有類型材料進(jìn)行3D打印Polyjet工藝材料學(xué)習(xí)活動2制定大象玩具擺件3D打印方案

表4-

5

常用的Polyjet工藝材料材料種類特性FullCure?模型及支撐材料

Vero系列剛性不透明Tango系列透明橡膠狀，獨特的樹脂技術(shù)提供各種級別的彈性。TangoBlack–柔軟的橡膠狀柔性材料，用于需要很高柔韌性與彈性的領(lǐng)域；TangoGray–更堅硬的橡膠狀柔性材料，用于需要一些彈性的領(lǐng)域FullCure720Transparent堅固的丙烯酸樹脂，平滑的透的琥珀色，可以給客戶提供功能測試和顯著的分析，工程設(shè)計模型，可以著色、染色、澆鑄、機械加工、鉆孔、真空成型及電鍍。FullCure?750Support無毒凝膠類光敏聚合物支持性材料，具有復(fù)雜幾何形狀，例如懸掛和底切的模型的支持性材料。DigitalMaterials由兩種FullCure模型材料組成的復(fù)合型材料，具有特殊的濃度和結(jié)構(gòu)成分，可以滿足用戶所需的機械特性，適用于前期測試的接近目標(biāo)產(chǎn)品材料的模型材料。Endur是一種高級模擬光敏樹脂材料，能夠經(jīng)受高強度沖擊，并能經(jīng)受高溫,且它的柔韌度也很好，打印表面質(zhì)量佳，尺寸穩(wěn)定性好，不易收縮?？纱蛴∪萜鳌⑦\動部件、咬合嚙合部件等對強度要求很高的零部。

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PolyJe技術(shù)應(yīng)用舉例產(chǎn)品類型舉例橡膠包覆和柔軟防滑表面原型

使用橡膠包覆ABS材料成型的防毒面具模型透明、透明/不透明組合、半透明顏色模型

外部透明內(nèi)部不透明的人腦模型剛性和柔性材料混用制作模型

剛性和柔性材料混用的心臟模型

Polyjet設(shè)備

根據(jù)Polyjet技術(shù)及打印任務(wù)的要求，選擇美國Stratasys公司推出的Objet500Connex3TM（如圖4-4所示）機型作為大象擺件的Polyjet成型設(shè)備。Objet500可提供全面建模解決方案，具有16微米的高分辨率，采用三種材料噴射技術(shù)，可自動“打印”具有多種材料特性的復(fù)雜原型，制造具有光滑細(xì)致表面的精密模型。Objet500屬于CONNEX家族系列產(chǎn)品，能夠同時“打印”多種模型材料，使其能“打印”零部件并在單個托盤中構(gòu)建不同材料零件，其創(chuàng)建的復(fù)合型數(shù)字材料仿真度比以往任何時候都更接近各種最終產(chǎn)品。圖

4-4

Objet500三維打印成型系統(tǒng)

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（1）功能Objet500Connex3是唯一能夠使用一系列多材料組件（包括剛性、柔性、透明和耐用組件）創(chuàng)建顏色鮮亮原型的3D打印機。是彩色多材料3D打印機，允許將多達(dá)46種顏色整合入單個原型，從真正的墨黑到日光黃、鮮艷的品紅以及數(shù)百種漂亮的混合色調(diào)。從十個調(diào)色板中選取，其中包括濃艷不透明和彩色玻璃般半透明的顏色，呈現(xiàn)明亮、可重復(fù)的顏色。Objet500Connex3采用獨特的三重噴射技術(shù)，結(jié)合三種基本材料，并有數(shù)百種色彩可選，制造的部件可謂色彩斑斕、軟硬由心，這些都可一次打印完成，極大地擴展了3D打印的制造范圍。用戶可以無需組裝及上色處理，大大節(jié)省了時間。它可以幫助產(chǎn)品制造商進(jìn)行設(shè)計驗證和在投產(chǎn)之前做出正確的決定，并把產(chǎn)品更快地推向市場。

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（2）應(yīng)用Objet500Connex3打印產(chǎn)品主要用于汽車、消費品和運動用品與時尚等行業(yè)。圖4-5Objet500Connex3打印產(chǎn)品樣件展示

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制定大象玩具擺件3D打印方案產(chǎn)品名稱大象玩具擺件產(chǎn)品編號2016060120160602數(shù)量（件）2創(chuàng)建時間

創(chuàng)建人

打印技術(shù)選擇：

A.SLAB.FDMC.SLSD.Polyjet打印設(shè)備

選擇：

A.TPMB.Objet500Connex3TMC.上海聯(lián)泰RS6000D.ELITEP3200打印材料選擇：

A.Vero系列B.FullCureC.ABSD.PLA前端處理軟件選擇：

A.Slic3r

B.Repetier-HostC.ObjetStudioTMD.CustomProprietary學(xué)習(xí)活動3

處理大象玩具擺件數(shù)據(jù)

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1.應(yīng)用SolidView/ProRP2015.0x64軟件，處理數(shù)據(jù)

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1.Ob-jetStudioTM前端處理軟件簡介

ObjetStudioTM是專為ObjetConnex系列3D成型設(shè)備開發(fā)的，因此打印大象玩具擺件由Objet500配套的ObjetStudioTM前端處理軟件來管理整個模型數(shù)據(jù)處理流程。圖4-6可使用ObjetStudioTM系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)模型

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1.Ob-jetStudioTM前端處理軟件簡介

ObjetStudioTM支持將來自任何三維CAD應(yīng)用程序的3D模型轉(zhuǎn)換成“打印”設(shè)備使用的STL和WRL文件，包括顏色、材料和支撐布局等信息。這款軟件提供簡單的“點擊并構(gòu)建”的準(zhǔn)備與打印托盤編輯功能，提供便捷的生產(chǎn)預(yù)估和完全的生產(chǎn)控制，包括隊列管理。這款軟件還具有強大的向?qū)У奶攸c，方便并加快系統(tǒng)維護(hù)。ObjetStudioTM提供強大的多用戶網(wǎng)絡(luò)功能，將客戶的整個設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力極高而且用途多元化的三維模型運營。

ObjetStudioTM可以輕松地選擇模型和材料，能夠自動布置托盤確保精確一致的定位，并自動實時生成支撐結(jié)構(gòu)，即時切片打印，能夠提供強大的多用戶網(wǎng)絡(luò)功能。

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2．導(dǎo)入模型ObjetStudioTM系統(tǒng)導(dǎo)入數(shù)據(jù)模型方便快捷。表4-8導(dǎo)入模型步棸步驟步驟圖解（1）打開ObjetStudioTM系統(tǒng)

Objet

StudioTM系統(tǒng)界面（2）點擊“InsertModel”選擇需要“打印”的工件3D數(shù)據(jù)模型

導(dǎo)入工件3D數(shù)據(jù)模型操作（3）可以在ObjetStudio的系統(tǒng)界面中看到各個零部件的數(shù)據(jù)模型。

工件3D數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入托盤

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2．導(dǎo)入模型ObjetStudioTM系統(tǒng)導(dǎo)入數(shù)據(jù)模型方便快捷。表4-8導(dǎo)入模型步棸（4）在ObjetStudio中重新打開數(shù)據(jù)模型所在的文件夾，選中所有的零部件，并在“Insert”功能框中，勾選“Assembly”選項。

勾選“組裝”選項導(dǎo)入組裝模型小提示：由于任務(wù)要求是直接“打印”一個組裝好的，腿部可靈活運動的一體化大象模型，因此不能在ObjetStudio中導(dǎo)入“大象”的各個零部件，應(yīng)先做虛擬組裝后再導(dǎo)入。（5）系統(tǒng)對大象模型的零部件進(jìn)行虛擬組裝后導(dǎo)入系統(tǒng)托盤。

虛擬組裝模型導(dǎo)入系統(tǒng)小提示：導(dǎo)入的模型擺放在工作區(qū)內(nèi)，一般先確定一批零件中大零件的位置，再調(diào)整小零件的位置，如果有薄壁零件，擺放時應(yīng)靠近成型桶中心及整體的上部。零件與零件之間的距離必須大于3mm。

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3．模型參數(shù)設(shè)置為配合個性化生產(chǎn)，可以對模型的參數(shù)進(jìn)行必要的設(shè)置和修正。

（1）導(dǎo)入工件后，點擊“Estimate”功能，打開生產(chǎn)預(yù)估“ProductionEstimate”窗口，查看當(dāng)前設(shè)置下工件的生產(chǎn)預(yù)估情況，包括打印模式及其材料消耗和成型時間工件生產(chǎn)情況預(yù)估功能窗口（2）對于當(dāng)前設(shè)置不滿意時，切換至“ModelSettings”功能欄，選中需要修改的工件如“Assembly1”，點擊“Transform”對各項參數(shù)進(jìn)行修改，如“Translate”（移動）、“Rotate”（旋轉(zhuǎn)）和“Scale”（調(diào)整比例）等。如將“Assembly1”縮小比例至原模型的0.5倍，點擊“Apply”確認(rèn)。

參數(shù)設(shè)置功能窗口（3）參數(shù)修改完畢后，再打開“Estimate”對工件生產(chǎn)情況進(jìn)行預(yù)估。

表4-9參數(shù)設(shè)置步棸

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4．生產(chǎn)預(yù)估

參數(shù)修改完畢后，再打開“Estimate”對工件生產(chǎn)情況進(jìn)行預(yù)估，生產(chǎn)預(yù)估“Estimate”功能是ObjetStudio軟件對于快速成型生產(chǎn)狀況的預(yù)測，實質(zhì)上是Objet500系統(tǒng)所提供的三種打印模式對模型成型的影響。這三種打印模式（HighQuality，高質(zhì)量模式；HighSpeed，高速模式；DigitalMaterial，數(shù)字材料模式）為各個領(lǐng)域的應(yīng)用提供了不同的解決方案（如表4-10所示），三種模式之間可以輕松切換。打印模式支持層厚構(gòu)建尺寸HighQuality16微米12毫米/小時HighSpeed30微米20毫米/小時DigitalMaterial30微米12毫米/小時表4-10Objet

Connex系列打印模式參數(shù)

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4．生產(chǎn)預(yù)估

通過“Estimate”功能對于不同打印模式下的成型精度、成型分辨率、成型材料和成型時間等進(jìn)行預(yù)估。ObjetConnex系統(tǒng)能夠按照不同的成型模式，自動進(jìn)行實時的切片和生成支撐結(jié)構(gòu)，并不需要獨立的切片和生成支撐操作，減少了對操作人員經(jīng)驗的依賴，也避免了不必要的失誤，這也是與其他數(shù)據(jù)處理軟件的不同之處。最后，經(jīng)過綜合考量選取合適的打印模式。

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5．工件擺放Objet500的打印尺寸為490×390×200mm，為提高加工效率，可以同時加工多個模型。步驟步驟圖解（1）在“Model

Tree”窗口選中已設(shè)置理想?yún)?shù)的虛擬組裝模型如“Assembly1”，使用簡單的“Ctrl+C”和“Ctrl+V”命令即可實現(xiàn)同樣參數(shù)設(shè)置的模型添加。

添加相同參數(shù)設(shè)置的模型（2）打開“TraySettings”功能欄，點擊“Placement”自動排列。

Objet

Studio中的自動排列功能小提示：為了提升效率和平臺空間的利用率，利用ObjetStudio系統(tǒng)提供的自動排列功能同時打印多個模型。（3）再點擊“Estimate”進(jìn)行生產(chǎn)預(yù)估，可以手工調(diào)整以達(dá)到理想的位置排列。

對自動排列進(jìn)行生產(chǎn)預(yù)估表4-11Objet

Connex系列打印工件擺放步聚

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6．選定材料和顏色步驟步驟圖解（1）選中模型，在“ModelSettings”中為該各個零部件選定材料和顏色，在快捷功能欄中點擊下拉菜單即可選擇不同的成型材料，點擊色彩選項彈出色卡，選擇所需的顏色。

零部件選材和選色（2）使用“Placement”功能將選定的模型自動排列并調(diào)整。

使用“Placement”功能自動排列選定模型和調(diào)整模型排列（3）用“Estimate”功能再次預(yù)估生產(chǎn)情況，檢查相關(guān)“打印”信息，所有參數(shù)、顏色和材質(zhì)都核查完畢，點擊“Validate”確認(rèn)。

預(yù)估窗口“ProductionEstimate”小提示打印大象玩具擺件選擇DigitalMaterial材料，6種顏色“打印”2只大象模型。表4-12材料和顏色設(shè)置步聚

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7．創(chuàng)建項目表4-13創(chuàng)建項目步聚步驟步驟圖解（1）在打開的“Job

Summary”窗口中，檢查本次打印任務(wù)的基本信息（如打印材料和預(yù)計的成型時間等）。確認(rèn)無誤后，在“Tray

Settings”中點擊“Build”開始創(chuàng)建項目。

創(chuàng)建項目（2）保存為Objet500可識別的數(shù)字文件格式，等待下一步的工作。

保存為Objet500可識別的數(shù)字文件格式學(xué)習(xí)活動4大象玩具擺件快速成型

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1.操作Objet500Connex3TM快速成型設(shè)備

2.打印打印大象玩具擺件

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1．設(shè)備準(zhǔn)備根據(jù)打印任務(wù)的要求，選擇美國Stratasys公司推出的Objet500Connex3TM3D成型設(shè)備進(jìn)行打印。圖4-7Objet500Connex3TM小提示Objet500Connex3TM在完成上一個“打印”任務(wù)，開始下一個“打印”任務(wù)之前，要對設(shè)備進(jìn)行清潔，并給料箱配備所需的成型材料和支撐材料。

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1．設(shè)備準(zhǔn)備步驟步驟圖解（1）清潔

擦拭噴頭：戴好橡膠手套，用噴過清潔劑的軟布輕輕擦拭設(shè)備的噴頭，抹去殘留材料。擦拭成型設(shè)備噴頭清理工作臺：用刮鏟等清理工作臺上的殘余廢料，再噴灑清潔劑，用軟布或紙巾擦拭干凈，得到平整干凈的工作臺，才能準(zhǔn)備開始下一個“打印”任務(wù)。清潔完畢，合上設(shè)備外罩。清理成型設(shè)備工作臺上的廢料和擦拭成型設(shè)備工作臺（2）裝料：在料箱中裝入選定的成型材料和支撐結(jié)構(gòu)材料。裝填成型和支撐材料表4-14準(zhǔn)備打印設(shè)備

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2．預(yù)處理及模型成型步驟步驟圖解（1）打包數(shù)據(jù)發(fā)送至“JobManager”進(jìn)行生產(chǎn)管理Job

Manager生產(chǎn)管理系統(tǒng)界面（2）將項目任務(wù)排到“打印”隊列的首位

預(yù)處理項目數(shù)據(jù)文件（3）當(dāng)項目被排到首位時，JobManager會預(yù)處理發(fā)送過來的項目數(shù)據(jù)文件，自動實時切片處理并生成支撐結(jié)構(gòu)后送至生產(chǎn)設(shè)備開始實體的成型加工。

自動實時切片并生成支撐結(jié)構(gòu)開始“打印”小提示：在Objet

Studio中并沒有單獨的切片和生成支撐的步驟，整個操作更加智能化。表4-15預(yù)處理及模型成型步驟

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2．預(yù)處理及模型成型（4）在JobManager管理界面上，掌握項目信息。

JobManager界面上的各類項目信息小提示：在JobManager管理界面上，可以直觀的了解項目信息。如：可以實時跟蹤當(dāng)前“打印進(jìn)度”；也可以看到整個項目持續(xù)的預(yù)計時間，方便合理安排各個項目進(jìn)行的先后順序；除了當(dāng)前“打印”項目的基本信息，還可以瀏覽過往“打印”項目的基本信息。（5）模型成型：采用三種材料噴射技術(shù)，自下而上地逐層打印，無需進(jìn)行后續(xù)組裝，一次成型

“打印”進(jìn)行中“大象”模型自下而上一次成型小提示：Objet500工作時，無需工人值守，只要在JobManager監(jiān)控工作進(jìn)度即可。由于設(shè)備工作期間有強烈的紫外光照射，雖然有機器外罩，但建議盡量遠(yuǎn)離。學(xué)習(xí)活動5大象玩具擺件后處理

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1.對打印后的大象玩具擺件進(jìn)行后續(xù)處理2.設(shè)備維護(hù)清洗3.驗收并交付

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1.后處理大象玩具擺件

由于成型的“大象”在懸空的耳部、腹部均有支撐結(jié)構(gòu)，甚至整個“大象”表面包覆了一層支撐結(jié)構(gòu)材料，另外基座也是支撐結(jié)構(gòu)。所以打印完成后要對大象擺件進(jìn)行后處理。因無需二次固化，Polyjet工藝的后處理比較簡單。

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表4-16大象玩具擺件后處理步驟步驟步驟圖解(1)用水槍初步清洗，將大象表面以及大部分的支撐結(jié)構(gòu)材料沖洗去除。

水槍沖洗“大象”表面小提示：用水槍初步清洗時，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或有鏤空結(jié)構(gòu)的位置要謹(jǐn)慎操作，以免對工件的結(jié)構(gòu)造成變形破壞。

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（2）用紙巾擦干。

用紙巾擦干被沖洗的“大象”小提示：1.對于較厚的工件，擦干只是為了手感舒適，對于較薄的工件，擦干則是為了防止工件變形；2.沖洗后的工件，有些仍不能完全去除多余材料的，可以浸泡在水基溶液中溶解后去除。

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2.打印設(shè)備清洗維護(hù)表4-17打印設(shè)備清洗維護(hù)步驟步驟圖解（1）戴好橡膠手套，用噴過清潔劑的軟布輕輕擦拭設(shè)備的噴頭，抹去殘留材料。

擦拭成型設(shè)備噴頭（2）用刮鏟等清理工作臺上的殘余廢料。清理成型設(shè)備工作臺上的廢料

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（3）再噴灑清潔劑，用軟布或紙巾擦拭干凈，得到平整干凈的工作臺。

擦拭成型設(shè)備工作臺（4）日常維護(hù)1.給運動部件添加潤滑油，螺母松動的要擰緊；2.3D打印機在打印過程中，各參數(shù)設(shè)定不要超出設(shè)備的限制范圍2.打印設(shè)備清洗維護(hù)學(xué)習(xí)活動6大象玩具擺件任務(wù)評價

1.小組展示大象玩具擺件2.三方評價3.3D打印大象玩具擺件工作小結(jié)評價項目考核內(nèi)容考核標(biāo)準(zhǔn)配分小組評分教師評分企業(yè)評分總評任務(wù)完成情況評定（80分）任務(wù)分析正確率100%分；正確率80%分；正確率60%分；正確率<60%分；5

注：此項企業(yè)只需填寫一個總分

制定方案合理10分；基本合理6分；不合理0分10

數(shù)據(jù)處理參數(shù)設(shè)置正確20分；參數(shù)設(shè)置不正確0分；20

打印成型操作規(guī)范、熟練10分；操作規(guī)范、不熟練5分；操作不規(guī)范0分30

加工質(zhì)量符合要求20分；加工質(zhì)量不符合要求0分后處理處理方法合理5分；處理方法不合理0分15

操作規(guī)范、熟練10分；操作規(guī)范、不熟練5分；操作不規(guī)范0分職業(yè)素養(yǎng)（20分）勞動保護(hù)按規(guī)范穿戴防護(hù)用品每違反一次，扣5分，扣完為止

紀(jì)律不遲到＼不早退＼不曠課＼不吃喝＼不游戲表現(xiàn)積極、主動、互助、負(fù)責(zé)、有改進(jìn)精神等6S規(guī)范是否符合6S管理要求總分

學(xué)生簽名教師簽名

日期表4-18評價表工作任務(wù)名稱：謝謝欣賞

3D打印洗衣機功能部件學(xué)習(xí)任務(wù)六工作情境描述

廣州快速制造有限公司生產(chǎn)部從市場部接到一份訂單，要求生產(chǎn)洗衣機功能部件樣件，數(shù)量9件。客戶提供3D模型圖，交貨期為2天。

生產(chǎn)工程師接到工作任務(wù)后，通過任務(wù)單了解并分析客戶需求，根據(jù)客戶提供的3D模型圖，選擇加工方法、材料、設(shè)備等，制定打印工藝，填寫生產(chǎn)制造文檔，排包、生產(chǎn)打印、后續(xù)處理及檢測，完成后交付質(zhì)檢部驗收確認(rèn)。填寫設(shè)備使用情況和維修記錄。目錄123456獲取洗衣機部件3D打印任務(wù)制定洗衣機部件3D打印方案處理洗衣機部件數(shù)據(jù)洗衣機部件后處理洗衣機部件快速成型洗衣機部件任務(wù)評價學(xué)習(xí)活動1獲取洗衣機部件3D打印任務(wù)1.閱讀任務(wù)單，表述洗衣機功能部件3D打印工作任務(wù)2.對比多項3D打印技術(shù)優(yōu)缺點，分析、正確選擇3D打印方法3.確定制造要求

1.組建團(tuán)隊及任務(wù)分工表5–1組建團(tuán)隊團(tuán)隊名稱團(tuán)隊成員工作任務(wù)

團(tuán)隊LOGO

2.發(fā)放《任務(wù)單》表5-2任務(wù)單產(chǎn)品名稱洗衣機功能部件編號201707110時間2天序號零件名稱規(guī)格圖形數(shù)量（件）生產(chǎn)要求1洗衣機功能部件

見圖5-19強度好。不易發(fā)黃變形。生產(chǎn)的樣件應(yīng)可在有水、油及污漬的條件下使用。2

備注

請在指定時間內(nèi)完成

完成日期

生產(chǎn)數(shù)量套9生產(chǎn)部經(jīng)理意見(同意生產(chǎn))日期圖

5-1

洗衣機功能部件3D模型圖財務(wù)與融資（1）加工產(chǎn)品名稱

，數(shù)量

，完成時間為

天。（2）此產(chǎn)品為

（A.成品B.測試件）（3）選擇加工方法

（A.模具B.3D打?。┮驗椋?/p>

（A.模具B.3D打?。┥a(chǎn)過程費時費力，而且僅僅用于測試件的生產(chǎn)，顯然并不經(jīng)濟。

（A.模具B.3D打?。┫啾葌鹘y(tǒng)制造技術(shù)在樣件測試領(lǐng)域優(yōu)勢顯著，只需完整設(shè)計圖紙，即可直接制作零件，無需開模等中間過程，成型時間大大縮短。使用

（A.模具B.3D打?。┘夹g(shù)單個或小批量生產(chǎn)零部件，既能節(jié)約開發(fā)成本，也可以縮短開發(fā)周期，是產(chǎn)品開發(fā)和模型測試的好幫手（4）本產(chǎn)品的生產(chǎn)要求：根據(jù)以上制造要求分析，選擇

（A.SLSB.FDMC.SLA）3D打印技術(shù)。因為，

（A.SLSB.FDMC.SLA），在強度和表面質(zhì)量上可能達(dá)不到測試需求；使用

（A.SLSB.FDMC.SLA），光敏樹脂的成型材料對光線敏感，易發(fā)黃，不宜做該功能件。

3.制造要求分析學(xué)習(xí)活動2制定洗衣機部件3D打印方案1.敘述SLS打印技術(shù)工作原理2.區(qū)別SLS工藝優(yōu)缺點3.敘述SLS常用工藝材料4.了解SLS設(shè)備5.制定工作方案，正確排包財務(wù)與融資1.SLS打印技術(shù)簡介

選擇性激光燒結(jié)（SelectiveLaserSintering，SLS）快速成型技術(shù)（如圖5-2所示）自1989年問世以來，經(jīng)過30多年的發(fā)展，SLS已經(jīng)成為集CAD、數(shù)控、激光和材料等現(xiàn)代技術(shù)成果于一身的先進(jìn)制造技術(shù)，是當(dāng)前發(fā)展最快，最成功商業(yè)化的快速成型技術(shù)。圖5-2選擇性激光燒結(jié)快速成型工藝財務(wù)與融資1.SLS打印技術(shù)簡介

（1）工作原理SLS工作原理圖原理：選擇性激光燒結(jié)加工過程是采用鋪粉棍將一層粉末材料平鋪在已成型零件的上表面，并加熱至恰好低于該粉末燒結(jié)點的某一溫度，控制系統(tǒng)控制激光束按照該層的截面輪廓在粉末上掃描，使粉末的溫度升至熔化點，進(jìn)行燒結(jié)，并與下面已成型的部分實現(xiàn)粘結(jié)。當(dāng)一層截面燒結(jié)完成后，工作臺下降一個層的厚度，鋪料輥又在上面鋪上一層均勻密實的粉末，進(jìn)行新一層截面的燒結(jié)，直至完成整個模型。選擇性激光燒結(jié)系統(tǒng)的基本組成激光束未掃過的區(qū)域仍然是松散的粉末，成型過程中，未經(jīng)燒結(jié)的粉末對模型的空腔和懸臂起著支撐的作用，因此使用SLS技術(shù)成型的工件不需要像其他成型技術(shù)那樣需要支撐結(jié)構(gòu)，這些粉末有些還可以回收再使用。

用于選擇性激光燒結(jié)工藝的尼龍粉末SLS工藝是利用粉末材料成形的，可供使用的原材料相對豐富，包括金屬基粉末、陶瓷基粉末、覆膜砂、高分子基粉末等。材料對成形件的精度和物理機械性能起著決定性作用，高分子基粉末最早在SLS工藝中得到應(yīng)用，相比金屬和陶瓷材料，高分子材料如尼龍（PA）等成形溫度低、燒結(jié)所需的激光功率小，也是目前應(yīng)用最多、最成功的SLS材料。表5-3SLS工作原理財務(wù)與融資1.SLS打印技術(shù)簡介

（2）SLS工藝特點優(yōu)點可采用多種材料從原理上來說，這種方法可采用加熱時粘度降低的任何粉末材料，通過材料或者各類含粘結(jié)劑的涂層顆粒制造出任何造型，適應(yīng)不同的需要。制造工藝比較簡單由于可用多種材料，選擇性激光燒結(jié)工藝按采用的原料不同，可以直接生產(chǎn)復(fù)雜形狀的原型、型腔模三維構(gòu)件或部件及工具。高精度依賴于使用的材料種類和粒徑、產(chǎn)品的幾何形狀和復(fù)雜程度，該工藝一般能達(dá)到工件整體范圍內(nèi)±（0.05--2.5）mm的公差。當(dāng)粉末粒徑為0.1mm以下時，成型后的原型精度可達(dá)±1%。無需支撐結(jié)構(gòu)SLS工藝也無需設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)，疊層過程中出現(xiàn)的懸空層面可直接由未燒結(jié)的粉末來實現(xiàn)支撐。材料利用率高由于該工藝過程不需要支撐結(jié)構(gòu)，也不像LOM工藝那樣出現(xiàn)許多廢料，也不需要制作基底支撐，所以該工藝方法在常見的幾種快速成型工藝中，材料利用率是最高的，可以認(rèn)為是100%。SLS工藝中使用的多數(shù)粉末的價格較便宜，所以SLS模型的成本相比較來看也是較低的。生產(chǎn)周期短從CAD設(shè)計到零件的加工完成只需幾小時到幾十小時，整個生產(chǎn)過程數(shù)字化，可隨時修正、隨時制造。這一特點使其特別適合于新產(chǎn)品的開發(fā)?？膳c傳統(tǒng)工藝方法相結(jié)合可實現(xiàn)快速鑄造、快速模具制造、小批量零件輸出等功能，為傳統(tǒng)制造方法注入新的活力。應(yīng)用面廣由于成型材料的多樣化，使得SLS工藝適合于多種應(yīng)用領(lǐng)域，如原型設(shè)計驗證、模具母模、精鑄熔模、鑄造型殼和型芯等。缺點表面粗糙由于SLS工藝的原料是粉末狀的，原型的建造是由材料粉層經(jīng)加熱熔化而實現(xiàn)逐層粘結(jié)的，因此，嚴(yán)格的來說，原型的表面是粉粒狀的，因而表面質(zhì)量不高。揮發(fā)異味SLS工藝中的粉末粘結(jié)是需要激光能源使其加熱而達(dá)到熔化狀態(tài)，燒結(jié)過程中揮發(fā)異味。比較復(fù)雜的輔助工藝SLS技術(shù)視所用的材料而異，有時需要比較復(fù)雜的輔助工藝過程，例如給原材料進(jìn)行長時間的預(yù)先加熱、造型完成后需要給模型進(jìn)行表面浮粉的清理等。制造和維護(hù)成本較高由于使用大功率激光器，設(shè)備制造和維護(hù)成本較高，技術(shù)難度較大，對生產(chǎn)環(huán)境有一定的要求。有污染成型材料為粉體材料，對生產(chǎn)環(huán)境會有污染，需要安全措施。表5–4SLS工藝特點財務(wù)與融資2、SLS工藝材料SLS工藝材料適應(yīng)面廣，不僅能制造塑料零件，還能制造陶瓷、石蠟等材料的零件。特別是可以直接制造金屬零件，這使SLS工藝頗具吸引力。材料特性石蠟主要用于失蠟鑄造，制造金屬型聚碳酸酯堅固耐熱，可以制造微細(xì)輪廓及薄殼結(jié)構(gòu)，也可以用于消失模鑄造，正逐步取代石蠟?zāi)猃?、纖細(xì)尼龍、合成尼龍（尼龍纖維）制造可測試功能零件，其中合成尼龍制件具有最佳的力學(xué)性能鋼銅合金具有較高的強度，可作注塑模表5-5

常用的SLS工藝材料財務(wù)與融資3.SLS設(shè)備

研究選擇性激光燒結(jié)（SLS）設(shè)備工藝的單位有美國的DTM公司、3DSystems公司、德國的EOS公司以及國內(nèi)的盈普光電設(shè)備有限公司和華中科技大學(xué)等。DTM公司的Sinterstation2500（如圖5-3所示）和2500Plus機型（如圖5-4所示）。其中2500Plus機型的成型體積比過去增加了10%，同時通過對加熱系統(tǒng)的優(yōu)化，減少了輔助時間，提高了成型速度。圖5-3DTM公司Sinterstation2500機型圖5-4DTM公司Sinterstation2500Plus圖5-5華中科技大學(xué)HRPS-IIIA圖5-6盈普光電設(shè)備有限公司TPMELITEP3200財務(wù)與融資3.SLS設(shè)備

盈普光電是目前國內(nèi)領(lǐng)先的以激光燒結(jié)為核心技術(shù)的3D打印方案提供商和設(shè)備制造商，推出的P4500激光燒結(jié)快速成型系統(tǒng)率先填補了國內(nèi)選擇性激光粉末燒結(jié)制作工業(yè)級塑膠零件的技術(shù)空白。

TPM盈普光電公司推出的ELITEP3200（如圖5-6所示）激光燒結(jié)快速成型系統(tǒng)具有掃描速度快、材料利用率高、產(chǎn)量可觀等優(yōu)點。使用的成型材料是與國外合作開發(fā)的尼龍基聚合物系列，無毒無害，耐熱耐腐蝕，可重復(fù)使用。提供的無支撐多層立體擺放零件工藝方法，有效提高快速制造零件的效率，單一臺機器就具備在數(shù)小時內(nèi)直接制作1個或數(shù)百個塑膠零件的能力，所制造的成型零件（如圖5-7所示）強度高、韌性好、具有良好的表面質(zhì)量和機械性能，可以滿足多種功能性使用要求。圖

5-7SLS工藝產(chǎn)品樣件展示財務(wù)與融資

4.制定工作方案（排包）產(chǎn)品名稱產(chǎn)品編號設(shè)備材料創(chuàng)建時間創(chuàng)建人洗衣機功能部件201707110選擇：

A.TPMELITEP3200B.上海聯(lián)泰RS6000C.Fortus450mcObjet500Connex3TM選擇：

A.尼龍B.PCC.ABSPLA

表5-6洗衣機部件快速加工工作方案學(xué)習(xí)活動3處理洗衣機部件數(shù)據(jù)1.應(yīng)用SolidView/ProRP2015.0x64軟件，處理數(shù)據(jù)財務(wù)與融資步驟步驟圖解(1)打開專用數(shù)模分析處理系統(tǒng)SolidView/ProRP2015.0x64

（2）用SolidViewRP新建一個布局圖，點擊“Open”打開洗衣機功能部件的STL文件表5-7導(dǎo)入模型步驟

1．導(dǎo)入模型SolidView/ProRP2015.0x64是P3200系統(tǒng)配套的數(shù)模處理軟件，與成型機聯(lián)動控制完成零件制造的全部流程。財務(wù)與融資（3）選擇所有需打印的模型文件確認(rèn)打開

（4）可以在軟件工作界面中看到3D模型。導(dǎo)入的模型擺放在工作區(qū)內(nèi)，一般先確定一批零件中大零件的位置，再調(diào)整小零件的位置，如果有薄壁零件，擺放時應(yīng)靠近成型桶中心及整體的上部。零件與零件之間的距離必須大于3mm。

1．導(dǎo)入模型財務(wù)與融資

2．模型參數(shù)設(shè)置為配合個性化生產(chǎn)，可以對模型的參數(shù)進(jìn)行必要的設(shè)置和修正。步驟步驟圖解(1)選擇“Modify”菜單欄，可以進(jìn)行設(shè)置。零件縮放“Scale”偏移復(fù)制“Translate”旋轉(zhuǎn)“Rotate”對齊“Align”鏡像“Mirror”合并選中零件“Combine”

（2）選中工件，打開“Modify”菜單欄，點擊“Scale”可以對選中零件進(jìn)行縮放，也可以通過設(shè)置各個軸的縮水率做縮放，需要注意的是設(shè)置縮水率后的零件不能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動作。（3）點擊“Move”，可選中需要移動的零件做移動動作，也可以通過調(diào)整X，Y，Z三個維度的具體數(shù)值，做精確移動。（4）模型的Z軸修正選擇“Tools”功能欄，啟用“Z-Correction”窗口，點擊“Settings”進(jìn)行設(shè)置。（5）在“ZOffset”輸入合適的數(shù)值進(jìn)行Z軸補償，填寫好合適數(shù)值后，點擊“OK”確認(rèn)。

（6）點擊“ZCorrect”進(jìn)行修正。表5-8洗衣機部件模型參數(shù)設(shè)置步驟財務(wù)與融資

3.成型參數(shù)設(shè)置表5-9洗衣機部件成型參數(shù)設(shè)置步驟步驟步驟圖解(1)“Tools”功能欄下的“BuildPreparation”設(shè)置各項成型參數(shù)。

（2）在“Settings”窗口，可以看到本例打印成型的一些基本信息。成型工藝SLS、成型設(shè)備P3200、成型材料Precimid1170是100%尼龍粉末。設(shè)置成型設(shè)備激光光斑直徑和切片厚度，即“BeamSize”和“LayerThickness”的數(shù)值，如圖所示，P3200的光斑直徑為0.25mm，切片厚度為0.15mm。

（3）打開“Slice”選項卡，確認(rèn)切片的各項參數(shù)。（4）打開“Hatch”選項卡，確認(rèn)填充參數(shù)是否正常。

（5）點擊“Slice,OffsetBorders,andHatch”開始生成CLI文件，在生成填充前再確認(rèn)“Filltype”和“Surfacefinish”參數(shù)是否正確。

（6）點擊“Export”導(dǎo)出上述已處理玩的“CLI”文件并保存至相應(yīng)的文件夾準(zhǔn)備進(jìn)行快速成型加工，至此數(shù)據(jù)處理完畢。學(xué)習(xí)活動4洗衣機部件快速成型1.操作SLS快速成型設(shè)備財務(wù)與融資1.設(shè)備準(zhǔn)備

“EliteCtrlSys”是Elite系列激光燒結(jié)快速成型設(shè)備專用的加工操作管理系統(tǒng)。表5-10Elite系列設(shè)備準(zhǔn)備步驟步驟步驟圖解(1)在P3200控制機的操作系統(tǒng)中打開“EliteCtrlSys”程序軟件

（2）在“設(shè)備管理”-“人工操作”窗口點擊氮氣總開關(guān)“開”，按綠色“開始生產(chǎn)”按鈕，先檢查水冷機是否啟動，冷卻系統(tǒng)管路有無泄露以及各個接線是否正常。（3）在“人工操作”窗口，還可以做各類手動操作，如手動控制加粉、手動加粉的量；手動控制刮刀移動、校準(zhǔn)參考位置、左右落粉位置；手動控制成型桶上下移動、校準(zhǔn)參考位置、設(shè)置手動下降速度；手動選擇激光的坐標(biāo)、激光開關(guān)以及設(shè)置激光參數(shù)并手動控制激光工作等。

（4）戴防塵口罩（依照N95標(biāo)準(zhǔn)）、護(hù)目鏡以及穿防護(hù)服等，防止眼口鼻接觸粉塵，減小激光或機械運動部件對人體造成傷害的可能。財務(wù)與融資1.設(shè)備準(zhǔn)備

表5-10Elite系列設(shè)備準(zhǔn)備步驟（5）戴PVC手套防止粉末被污染。在處理粉末材料時需注意，只有當(dāng)粉末溫度低于60℃時，才能接觸清理，否則有高溫燙傷的危險。

（6）檢查完畢，將新粉和循環(huán)粉按比例混合靜置后裝入儲粉桶并裝回主機。（7）裝好儲粉桶，再將裝有成型材料的成型桶裝入工作腔固定。

（8）確認(rèn)固定好后，把成型桶平臺升至工作起始位置，在平臺內(nèi)鋪一層預(yù)鋪粉，手動操作刮刀將粉層刮平整。財務(wù)與融資2．導(dǎo)入數(shù)據(jù)并預(yù)熱表5-11洗衣機部件快速加工數(shù)據(jù)導(dǎo)入步驟步驟步驟圖解(1)“EliteCtrlSys”“作業(yè)管理”-“作業(yè)零件管理”中點擊“新增”導(dǎo)入模型切片數(shù)據(jù)“CLI”文件。

（2）打開“作業(yè)工件加工參數(shù)”窗口，在“加工參數(shù)”處選擇所使用的粉末類型，粉末類型為“1170-40%新粉”，勾選“對選擇的零件使用相同參數(shù)”選項后保存為“ejw”格式文件。

（3）導(dǎo)入所有待打印數(shù)據(jù)后，在“核心區(qū)間”進(jìn)行作業(yè)設(shè)置。

（4）打開“第一區(qū)間”窗口，點擊“編輯”設(shè)置打印的起止層數(shù)、工作臺溫度、成型桶溫度、左右加粉數(shù)量等參數(shù)。設(shè)置完畢，單擊“保存”按鈕。

小提示：SLS工藝使用粉末材料加工成型。在燒結(jié)之前，整個工作臺包括尼龍粉末材料被加熱到稍低于尼龍粉末熔點的溫度，以減少粉末材料熱變形，并利于與前一層面的結(jié)合。（5）打開“作業(yè)管理”-“核心區(qū)間”，選擇粉末類型，點擊“開始生產(chǎn)”。設(shè)備將自動開始預(yù)熱，并開始自動刮粉動作，直至預(yù)熱完成后設(shè)備處于暫停狀態(tài)。財務(wù)與融資2．導(dǎo)入數(shù)據(jù)并預(yù)熱表5-11洗衣機部件快速加工數(shù)據(jù)導(dǎo)入步驟