淺談3D打印電子創(chuàng)新實訓室的建設
1.1 淺談3D打印技術
3D打印是由CAD模型直接驅動的快速制造任意復雜形狀三維物理實體的技術，其基本過程是：首先設計出所需零件的計算機三維模型（數字模型、CAD模型），然后根據工藝要求，按照一定的規(guī)律將該模型離散為一系列有序的單元，通常在Z向將其按一定厚度進行離散（習慣稱為分層），把原來的三維CAD模型變成一系列的層片；再根據每個層片的輪廓信息，輸入加工參數，自動生成數控代碼；最后由成形系統(tǒng)成形一系列層片并自動將它們聯(lián)接起來，得到一個三維物理實體。
1.2 快速成型技術的特點
與傳統(tǒng)材料加工技術相比,快速成型具有鮮明的特點：
1．數字化制造。
2．高度柔性和適應性�？梢灾圃烊我鈴碗s形狀的零件。
3．直接CAD模型驅動。如同使用打印機一樣方便快捷。
4．快速。從CAD設計到原型(或零件)加工完畢，只需幾十分鐘至幾十小時。
5．材料類型豐富多樣，包括ABS、PLA等，可以在航空，機械，家電，建筑，醫(yī)療等各個領域應用。
1.3 熔融擠出成型(FDM)工藝介紹
熔融擠出成型(FDM)工藝的材料一般是熱塑性材料，如蠟、ABS、PLA等，以絲狀供料。材料在噴頭內被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動，同時將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周圍的材料粘結。每一個層片都是在上一層上堆積而成，上一層對當前層起到定位和支撐的作用。隨著高度的增加，層片輪廓的面積和形狀都會發(fā)生變化，當形狀發(fā)生較大的變化時，上層輪廓就不能給當前層提供充分的定位和支撐作用，這就需要設計一些輔助結構－“支撐”，對后續(xù)層提供定位和支撐，以保證成形過程的順利實現(xiàn)。
這種工藝具有一些顯著優(yōu)點，該工藝發(fā)展極為迅速，目前FDM系統(tǒng)在全球已安裝快速成形系統(tǒng)中的份額大約為30％。
1.4 FDM工藝的特點
不使用激光，維護簡單，成本低：價格是成型工藝是否適于三維打印的一個重要因素。多用于概念設計的三維打印機對原型精度和物理化學特性要求不高，便宜的價格是其能否推廣開來的決定性因素。
塑料絲材，清潔，更換容易：與其他使用粉末和液態(tài)材料的工藝相比，絲材更加清潔，易于更換、保存，不會在設備中或附近形成粉末或液體污染。
后處理簡單：僅需要幾分鐘到一刻鐘的時間剝離支撐后，原型即可使用。
2.5 實訓系統(tǒng)特點
本實訓系統(tǒng)可以拆裝，由零散件組裝而成，可以鍛煉學生動手能力，并且提供提供開發(fā)程序，可以訓練學生的電機控制，X、Y、Z軸個電機如何協(xié)調控制，組成閉環(huán)系統(tǒng)的一個小型機床，可涉及一個負反饋閉環(huán)控制電路。
涉及訓練知識：電機控制、自動控制原理、傳感器控制、熱床控制、單片機、C語言編程、CAD軟件制圖等知識
平臺特點：1、FDM 熔融擠壓工藝；2、模塊化設計；3、支持脫機打��；4、采用K型擠出機，步進電機直接驅動擠出輪，控制更精確。
本系統(tǒng)組織成品后，并寫好程序即可通過上位機CAD軟件制圖，涉及三維立體圖形，鏈接電腦，將設計的物品打印出來，精度很高，可達到工業(yè)級水平。