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3D打印機組裝與調試(21世紀技能創新型人才培養系列教材·機械設計制造系列;“十四五”新工科應用型教材建設項目成果) 版權信息
- ISBN：9787300301433
- 條形碼：9787300301433 ; 978-7-300-30143-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
3D打印機組裝與調試(21世紀技能創新型人才培養系列教材·機械設計制造系列;“十四五”新工科應用型教材建設項目成果) 內容簡介
本教材主要講解了3D打印機技術原理、機械組裝與調試、固件技術與聯機調試、基本應用操作技術、相關軟件操作、故障現象與解決等，讀者不但可以掌握3D打印機的操作方法，還可以自己組裝打印機。具體體現以下特色：1.編寫特色：結合實際工作情況，選用典型案例，按照3D打印機組裝與調試順序進行編寫，并詳細介紹了聯機調試所遇到的各種故障現象與排除方法。為便于讀者鞏固和深入理解所學知識，本書編入了大量的正、逆向設計與3D打印應用實例，并且每個項目都配有學習導航和課后練習與思考。2.資源方面：教案、授課PPT、習題、教學大綱等。
3D打印機組裝與調試(21世紀技能創新型人才培養系列教材·機械設計制造系列;“十四五”新工科應用型教材建設項目成果) 目錄
單元1 3D打印技術概述 1
1．1 3D打印技術的概念 1
1．1．1 3D打印技術的定義 2
1．1．2 3D打印過程 2
1．2 3D打印技術的發展 3
1．2．1 3D打印技術發展概述 3
1．2．2 3D打印技術發展的制約因素 3
1．2．3 3D打印技術的發展前景 4
1．3 3D打印技術的應用 4
1．3．1 醫學方面的應用 5
1．3．2 工業方面的應用 6
1．3．3 建筑設計與房產銷售方面的應用 7
1．3．4 食品產業中的應用 8
1．3．5 珠寶業中的應用 8
1．4 4D打印技術簡述 8
1．4．1 4D打印技術的定義 8
1．4．2 構成要素 9
1．4．3 4D打印流程 10
1．4．4 4D打印技術的主要優勢 10
1．4．5 4D打印技術的應用領域 11
思考題 12
單元2 3D打印技術原理 13
2．1 3D打印技術工藝 14
2．1．1 3D打印技術的分類 14
2．1．2 3D打印技術工藝簡介 14
2．1．3 3D打印技術指標 18
2．2 熔融沉積工藝 18
2．2．1 熔融沉積工藝原理 18
2．2．2 雙噴頭熔融沉積制造工藝的基本原理 18
2．2．3 熔融沉積成型工藝的特點 20
2．2．4 熔融沉積快速成型的材料 20
2．2．5 成型材料的特性指標 21
2．3 3D打印基本流程 22
2．3．1 建模軟件 22
2．3．2 STL文件轉換和操作 22
2．3．3 3D打印 22
2．3．4 去除支撐 23
2．3．5 后處理 23
2．4 開源3D打印機 23
2．4．1 RepRap3D打印機技術概述 23
2．4．2 RepRap項目的發展階段 23
2．4．3 Ultimaker3D打印機簡介 25
2．5 3D打印機典型的結構類型 26
2．5．1 盒子結構框架 26
2．5．2 三角結構框架 26
2．5．3 三臂并聯結構框架 27
思考題 27
單元3 3D打印機硬件 28
3．1 打印機電源 28
3．1．1 計算機主機電源 29
3．1．2 服務器電源 29
3．1．3 移動電源 29
3．1．4 OEM電源 30
3．2 步進電機 30
3．2．1 步進電機定義與結構形式 30
3．2．2 步進電機類型與主要參數 31
3．3 傳動部件 35
3．3．1 同步帶與同步帶輪 35
3．3．2 絲杠 37
3．3．3 行星減速機 39
3．4 擠出部件 40
3．4．1 近端擠出機 40
3．4．2 遠程擠出機 40
3．4．3 熱熔擠出頭 41
3．5 限位開關 42
3．5．1 機械式限位開關 42
3．5．2 光電式限位開關 42
3．5．3 霍爾式限位開關 43
3．6 加熱床 43
3．6．1 隔離材料 43
3．6．2 加熱床電線 43
3．6．3 打印平臺材料 44
3．6．4 加熱材料 44
3．6．5 加熱電子電路 46
3．7 傳感器 47
3．7．1 傳感器的概念 47
3．7．2 溫度傳感器 47
3．8 控制電路板 48
3．8．1 一體控制電路板 48
3．8．2 模塊化控制電路板 48
3．9 電機驅動器 50
3．9．1 獨立的驅動板 50
3．9．2 插拔型的驅動模塊 50
3．9．3 集成式驅動模塊 50
3．10 液晶顯示屏 51
3．10．1 LCD2004液晶模塊 51
3．10．2 LCD12864液晶模塊 52
思考題 52
單元4 3D打印機軟件 53
4．1 常用固件 54
4．1．1 常用固件類型 54
4．1．2 Marlin_v1固件 56
4．1．3 固件上傳 61
4．2 上位機常用控制軟件 63
4．2．1 Pronterface控制軟件 63
4．2．2 Repetier控制軟件 68
4．3 Cura切片軟件 69
4．3．1 切片軟件的安裝 69
4．3．2 切片軟件的界面與功能 72
思考題 80
單元5 DIY打印機組裝與調試 81
5．1 Prusa i3打印機的性能與結構 81
5．1．1 主要性能指標 82
5．1．2 DIY打印機結構 82
5．2 打印機的組裝 83
5．2．1 框架結構的組裝 83
5．2．2 打印機的電氣連接 94
5．3 打印機的固件配置 97
5．3．1 波特率 98
5．3．2 主控板 98
5．3．3 熱敏電阻 98
5．3．4 溫度限制 100
5．3．5 擠出*小溫度 100
5．3．6 限位開關與上拉電阻總體控制 101
5．3．7 限位開關上拉電阻細分控制 102
5．3．8 限位開關方向控制 103
5．3．9 關閉*大限位開關 103
5．3．10 反轉步進電機啟用引腳 104
5．3．11 關閉軸 104
5．3．12 步進電機運轉方向 105
5．3．13 原點位置 106
5．3．14 回原點的速率 106
5．3．15 各軸所需脈沖數 107
5．3．16 2004 LCD顯示器 108
5．4 Marlin固件編譯與燒錄 109
5．4．1 固件編譯的常見錯誤類型 109
5．4．2 固件燒錄 111
5．5 3D打印機的功能調試 112
5．5．1 顯示器的調試 112
5．5．2 Pronterface軟件調試 113
5．5．3 機械部件調試 116
5．6 3D打印機的打印測試 120
5．6．1 打印機的調平 120
5．6．2 打印機進退料 123
5．6．3 打印測試 125
5．6．4 界面操作 127
思考題 129
單元6 打印工藝 130
6．1 3D打印模式 130
6．1．1 打印模式的種類 131
6．1．2 拆分模型的打印 133
6．1．3 打印模型的制作 135
6．2 后處理工藝技術 138
6．2．1 常用的后處理技術 138
6．2．2 3D打印的后期處理案例 140
思考題 141
單元7 3D打印機的常見問題與維護 142
7．1 3D打印機的常見問題及處理方法 143
7．1．1 開始打印耗材無擠出 143
7．1．2 打印耗材無法粘到平臺上 145
7．1．3 邊角卷曲和毛糙 148
7．1．4 層錯位 150
7．1．5 層開裂或斷開 151
7．1．6 側面線性紋理 152
7．2 打印模型的問題 153
7．2．1 打印水壺的問題 153
7．2．2 打印圓形物體呈橢圓形 155
7．3 打印頭熱敏電阻的故障 155
7．4 打印頭加熱棒的故障 156
7．4．1 故障現象 157
7．4．2 故障診斷方法 157
7．4．3 更換打印頭的加熱棒 157
7．5 3D打印機的維護 158
7．5．1 調整傳動帶松緊度 158
7．5．2 清理光杠和絲杠 158
7．5．3 緊固螺栓 159
7．5．4 保護打印平臺 159
7．5．5 注意事項 159
思考題 159
單元8 3D打印的項目案例 160
8．1 3D打印機軸承座的設計打印與裝配 160
8．1．1 軸承座的設計 161
8．1．2 軸承座的打印 163
8．1．3 軸承座的裝配 164
8．2 3D打印機面板旋鈕的設計打印與裝配 165
8．2．1 面板旋鈕的設計 165
8．2．2 面板旋鈕的打印 168
8．2．3 面板旋鈕的裝配 169
8．3 3D打印機進料裝置的設計打印與裝配 169
8．3．1 進料裝置的設計 169
8．3．2 進料裝置的打印 173
8．3．3 進料裝置的裝配 174
參考文獻 175
附錄 176
1．1 3D打印技術的概念 1
1．1．1 3D打印技術的定義 2
1．1．2 3D打印過程 2
1．2 3D打印技術的發展 3
1．2．1 3D打印技術發展概述 3
1．2．2 3D打印技術發展的制約因素 3
1．2．3 3D打印技術的發展前景 4
1．3 3D打印技術的應用 4
1．3．1 醫學方面的應用 5
1．3．2 工業方面的應用 6
1．3．3 建筑設計與房產銷售方面的應用 7
1．3．4 食品產業中的應用 8
1．3．5 珠寶業中的應用 8
1．4 4D打印技術簡述 8
1．4．1 4D打印技術的定義 8
1．4．2 構成要素 9
1．4．3 4D打印流程 10
1．4．4 4D打印技術的主要優勢 10
1．4．5 4D打印技術的應用領域 11
思考題 12
單元2 3D打印技術原理 13
2．1 3D打印技術工藝 14
2．1．1 3D打印技術的分類 14
2．1．2 3D打印技術工藝簡介 14
2．1．3 3D打印技術指標 18
2．2 熔融沉積工藝 18
2．2．1 熔融沉積工藝原理 18
2．2．2 雙噴頭熔融沉積制造工藝的基本原理 18
2．2．3 熔融沉積成型工藝的特點 20
2．2．4 熔融沉積快速成型的材料 20
2．2．5 成型材料的特性指標 21
2．3 3D打印基本流程 22
2．3．1 建模軟件 22
2．3．2 STL文件轉換和操作 22
2．3．3 3D打印 22
2．3．4 去除支撐 23
2．3．5 后處理 23
2．4 開源3D打印機 23
2．4．1 RepRap3D打印機技術概述 23
2．4．2 RepRap項目的發展階段 23
2．4．3 Ultimaker3D打印機簡介 25
2．5 3D打印機典型的結構類型 26
2．5．1 盒子結構框架 26
2．5．2 三角結構框架 26
2．5．3 三臂并聯結構框架 27
思考題 27
單元3 3D打印機硬件 28
3．1 打印機電源 28
3．1．1 計算機主機電源 29
3．1．2 服務器電源 29
3．1．3 移動電源 29
3．1．4 OEM電源 30
3．2 步進電機 30
3．2．1 步進電機定義與結構形式 30
3．2．2 步進電機類型與主要參數 31
3．3 傳動部件 35
3．3．1 同步帶與同步帶輪 35
3．3．2 絲杠 37
3．3．3 行星減速機 39
3．4 擠出部件 40
3．4．1 近端擠出機 40
3．4．2 遠程擠出機 40
3．4．3 熱熔擠出頭 41
3．5 限位開關 42
3．5．1 機械式限位開關 42
3．5．2 光電式限位開關 42
3．5．3 霍爾式限位開關 43
3．6 加熱床 43
3．6．1 隔離材料 43
3．6．2 加熱床電線 43
3．6．3 打印平臺材料 44
3．6．4 加熱材料 44
3．6．5 加熱電子電路 46
3．7 傳感器 47
3．7．1 傳感器的概念 47
3．7．2 溫度傳感器 47
3．8 控制電路板 48
3．8．1 一體控制電路板 48
3．8．2 模塊化控制電路板 48
3．9 電機驅動器 50
3．9．1 獨立的驅動板 50
3．9．2 插拔型的驅動模塊 50
3．9．3 集成式驅動模塊 50
3．10 液晶顯示屏 51
3．10．1 LCD2004液晶模塊 51
3．10．2 LCD12864液晶模塊 52
思考題 52
單元4 3D打印機軟件 53
4．1 常用固件 54
4．1．1 常用固件類型 54
4．1．2 Marlin_v1固件 56
4．1．3 固件上傳 61
4．2 上位機常用控制軟件 63
4．2．1 Pronterface控制軟件 63
4．2．2 Repetier控制軟件 68
4．3 Cura切片軟件 69
4．3．1 切片軟件的安裝 69
4．3．2 切片軟件的界面與功能 72
思考題 80
單元5 DIY打印機組裝與調試 81
5．1 Prusa i3打印機的性能與結構 81
5．1．1 主要性能指標 82
5．1．2 DIY打印機結構 82
5．2 打印機的組裝 83
5．2．1 框架結構的組裝 83
5．2．2 打印機的電氣連接 94
5．3 打印機的固件配置 97
5．3．1 波特率 98
5．3．2 主控板 98
5．3．3 熱敏電阻 98
5．3．4 溫度限制 100
5．3．5 擠出*小溫度 100
5．3．6 限位開關與上拉電阻總體控制 101
5．3．7 限位開關上拉電阻細分控制 102
5．3．8 限位開關方向控制 103
5．3．9 關閉*大限位開關 103
5．3．10 反轉步進電機啟用引腳 104
5．3．11 關閉軸 104
5．3．12 步進電機運轉方向 105
5．3．13 原點位置 106
5．3．14 回原點的速率 106
5．3．15 各軸所需脈沖數 107
5．3．16 2004 LCD顯示器 108
5．4 Marlin固件編譯與燒錄 109
5．4．1 固件編譯的常見錯誤類型 109
5．4．2 固件燒錄 111
5．5 3D打印機的功能調試 112
5．5．1 顯示器的調試 112
5．5．2 Pronterface軟件調試 113
5．5．3 機械部件調試 116
5．6 3D打印機的打印測試 120
5．6．1 打印機的調平 120
5．6．2 打印機進退料 123
5．6．3 打印測試 125
5．6．4 界面操作 127
思考題 129
單元6 打印工藝 130
6．1 3D打印模式 130
6．1．1 打印模式的種類 131
6．1．2 拆分模型的打印 133
6．1．3 打印模型的制作 135
6．2 后處理工藝技術 138
6．2．1 常用的后處理技術 138
6．2．2 3D打印的后期處理案例 140
思考題 141
單元7 3D打印機的常見問題與維護 142
7．1 3D打印機的常見問題及處理方法 143
7．1．1 開始打印耗材無擠出 143
7．1．2 打印耗材無法粘到平臺上 145
7．1．3 邊角卷曲和毛糙 148
7．1．4 層錯位 150
7．1．5 層開裂或斷開 151
7．1．6 側面線性紋理 152
7．2 打印模型的問題 153
7．2．1 打印水壺的問題 153
7．2．2 打印圓形物體呈橢圓形 155
7．3 打印頭熱敏電阻的故障 155
7．4 打印頭加熱棒的故障 156
7．4．1 故障現象 157
7．4．2 故障診斷方法 157
7．4．3 更換打印頭的加熱棒 157
7．5 3D打印機的維護 158
7．5．1 調整傳動帶松緊度 158
7．5．2 清理光杠和絲杠 158
7．5．3 緊固螺栓 159
7．5．4 保護打印平臺 159
7．5．5 注意事項 159
思考題 159
單元8 3D打印的項目案例 160
8．1 3D打印機軸承座的設計打印與裝配 160
8．1．1 軸承座的設計 161
8．1．2 軸承座的打印 163
8．1．3 軸承座的裝配 164
8．2 3D打印機面板旋鈕的設計打印與裝配 165
8．2．1 面板旋鈕的設計 165
8．2．2 面板旋鈕的打印 168
8．2．3 面板旋鈕的裝配 169
8．3 3D打印機進料裝置的設計打印與裝配 169
8．3．1 進料裝置的設計 169
8．3．2 進料裝置的打印 173
8．3．3 進料裝置的裝配 174
參考文獻 175
附錄 176
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3D打印機組裝與調試(21世紀技能創新型人才培養系列教材·機械設計制造系列;“十四五”新工科應用型教材建設項目成果) 節選
3D打印技術概述單元導讀本單元主要講述了3D打印技術的概念和具體包含的內容，及其基本原理與打印過程。首先，對3D打印技術的概念和基本原理進行了深入的講解，讓大家學習與了解其所包含的主要內容和打印的整個過程。其次，重點介紹了3D打印技術的發展階段與歷程，了解目前國內外的研究狀況與其在各個行業的應用及發展前景，熟悉3D打印技術發展的制約因素。*后，對4D打印技術的概念、發展情況及應用領域進行了簡要介紹。學習目標學習3D打印技術的概念，了解3D打印技術的具體內容、基本原理、打印過程。了解3D打印技術的發展階段，掌握國內外的研究情況與3D打印技術發展的制約因素。了解3D打印技術在各個行業的應用及其發展前景。了解與學習4D打印技術的概念、發展情況及應用領域。難點與重點難點：打印技術的概念、基本原理及打印過程。重點：打印技術發展的應用行業與制約因素。1.1 3D打印技術的概念3D打印技術是快速成型技術（Rapid Prototyping，RP）的一種，學術上又稱為增材制造，也可稱為添加制造（AM，Additive Manufacturing）。1.1.1 3D打印技術的定義美國材料與試驗協會將增材制造技術定義為，基于3D模型數據，采用與減式制造技術相反的逐層疊加的方式生產物品的過程。這種技術通常通過計算機控制將材料逐層疊加，*終將計算機上的三維模型變為立體實物，它是大批量制造模式向個性化制造模式發展的引領技術。
3D打印機組裝與調試(21世紀技能創新型人才培養系列教材·機械設計制造系列;“十四五”新工科應用型教材建設項目成果) 作者簡介
陳金英，北京工業職業技術學院，一線教授。從事3D打印技術課程教學多年，在該領域有一定的學術積累。做過5項關于打印機的科研課題，對此進行深入的研究與學習，發表4篇核心期刊的論文，1項實用型的專利等。因此在這一方面有足夠的實踐經驗，且編寫過相關教材。郭勇，北京工業職業技術學院教師。
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