简易指南：RAISE（N2plus）3D打印机操作详解

◇任务简介◇

本任务主要了解当前3D打印机的打印过程，了解RAISE（N2 plus）3D打印机的外形结构和部件。能安装材料和打印玻璃底板，能对打印机进行简单操作，并能对实体图像进行切片编辑处理，最后能在RAISE（N2 plus）3D打印机上打印出三维实物作品。

◇学习目标◇

1．了解3D打印机的打印过程。

2．了解RAISE（N2 plus）3D打印机的外形结构和部件。

3．能在RAISE（N2 plus）3D打印机上进行打印操作。

4．能对实体图像进行切片编辑处理。

◇知识要点◇

一、3D打印机打印过程

3D打印机工作步骤如下：先通过计算机建模软件建模，如果用户有现成的模型也可以直接使用，比如动物、人物或者微缩建筑模型等；通过软件把模型进行切片处理，然后通过SD卡或者U盘把模型拷贝到3D打印机中，进行打印设置后，打印机就可以把它们打印出来。

非金属的3D打印机的工作原理和传统打印机基本一样，都是由控制组件、机械组件、打印喷头、耗材和介质等架构组成的，打印原理也是一样的。3D打印机主要是在打印前在电脑上设计了一个完整的三维立体模型，然后再进行打印输出。打印机喷嘴通过加温把PLA或者ABS等材料融化喷射到每个切片图形的切面上，由下至上层层“堆积”起来，最终把实物“堆积”出来。

金属的3D打印与激光成型技术一样，采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。每一层的打印过程分为两步：首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散；然后喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型。打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可以循环利用。

打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式黏合起来，从而制造出一个实体。这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。

打印机打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米来计算的。一般的厚度为100 μm，即0.1 mm，本书中的RAISE（N2 plus）3D打印机可以打印出20 μm薄的一层。而平面方向则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的直径通常为50～100 μm。用传统方法制造出一个模型通常需要数小时到数天，根据模型的尺寸以及复杂程度而定。而用3D打印的技术则可以将时间缩短为数个小时，当然这也是由打印机的性能以及模型的尺寸和复杂程度而定的。

传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品，而3D打印技术则可以以更快、更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品。一个桌面尺寸大小的3D打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要。

二、RAISE（N2 plus）3D打印机外形简介

（1）打印机部件名称（图8-2-1）。

图8-2-1

（2）打印机部分硬件的安装。

①安装电源线（图8-2-2）。

图8-2-2

②安装材料架子和耗材（图8-2-3）。

图8-2-3

③正确安装打印线形耗材（图8-2-4）。

图8-2-4

④正确安装打印底板（图8-2-5）。

图8-2-5

三、RAISE3D打印机（N2 plus）的操作

1．打印机的用户界面

（1）首页（图8-2-6）。(www.xing528.com)

图8-2-6

（2）参数调节界面（模态的一般不更改，如图8-2-7所示）。

图8-2-7

（3）机器控制和开始打印界面（图8-2-8）。

图8-2-8

2．打印图形的操作

（1）将存有切片图形文件的U盘插入触摸屏一侧的USB插槽内。

（2）点开屏幕下方的“开始打印”页面，选择“USB设备”，点击测试文件缩略图，即可选择“开始打印”（图8-2-9）。

图8-2-9

（3）在打印过程中，可通过触摸屏的首页，实时了解打印的喷嘴温度、底板温度等一些打印机的当前状态、打印剩余时间以及其他参数（图8-2-10）。

图8-2-10

四、打印图形的切片处理

（1）3D打印图形的设计过程是先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。

设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器，其生成的VRML文件或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。

（2）本书中的RAISE（N2 plus）3D打印机配套的是IdeaMaker模型切片系统，此模型切片系统是一个针对RAISEE（N2 plus）3D打印机使用的、将三维模型转化为.gcode指令的切片软件。

3、IdeaMaker模型切片系统安装在电脑上以后，打开此软件，点击“+”按钮或“添加”按钮，导入一个.stl模型。如果发现右下角的提示框中出现错误信息，用户可以点击IdeaMaker模型切片系统界面工具栏中“修复”按钮为模型进行一次自动修复（图8-2-11）。

图8-2-11

（4）添加了.stl模型后，在IdeaMaker模型切片系统界面工具栏中点击“开始切片”，此时会出来一个对话界面，一般选择“均衡-N2-PIA”（材料为PIA），然后点击“编辑”（图8-2-12）。

图8-2-12

（5）编辑界面中主要是在“高级设置”中进行编辑，重点是图形缩放和移动情况以及图形支撑情况，喷嘴温度设为215℃，底板温度设为42℃（PLA材料）。设置好“高级设置”后点击“保存”并退出，然后点击“切片”键（图8-2-13）。

图8-2-13

（6）切片后可以进行切片预览，切片预览没有问题后即可保存切片文件。通过U盘或者无线传输给RAISE（N2 plus）3D打印机，即可完成图形的切片处理工作。

（7）将切片后的图形文件导入RAISE（N2 plus）3D打印机后，通过对该打印机的正确操作即可完成3D打印实物工作。

◇思考与练习◇

1．什么是3D打印？

2．简述3D打印的现状及发展前景。

3．简述3D打印的工作原理及操作步骤。

4．结合自己所学内容，谈谈你对先进制造和快速成型技术的理解和认识。