金屬增材制造工藝制訂與實(shí)施 課件 項(xiàng)目一 打印義齒牙冠

項(xiàng)目一

打印義齒牙冠THREEDIMENSIONALPRINTINGSLM:Selectivelasermelting（選擇性激光熔化）是利用金屬粉末在激光束的熱作用下快速熔化、快速凝固的一種技術(shù)?！督饘僭霾闹圃旃に囍朴喤c實(shí)施》教材課件任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)YOURLOGOLearningObjectives1.了解金屬3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域及義齒制作領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀；2.了解義齒制作的基本工藝流程；3.掌握SLM金屬打印義齒牙冠的工藝特點(diǎn)及工藝規(guī)程制定；4.掌握SLM金屬打印設(shè)備的安全操作規(guī)程；5.能掌握增材切片軟件的基本操作流程，生成打印程序；6.能夠掌握SLM金屬打印的一般流程和操作要點(diǎn)，完成本項(xiàng)目打?。?.能夠掌握金屬打印的基板修復(fù)及線切割操作等基本后處理工藝。※項(xiàng)目情境：義齒制作企業(yè)緊急發(fā)來某客戶訂單，提供了相關(guān)義齒牙冠的數(shù)字模型?，F(xiàn)交由增材制造事業(yè)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在YLM120金屬打印機(jī)實(shí)施打印，打印完成后進(jìn)行切割。切割下來的打印義齒發(fā)回義齒制作企業(yè)進(jìn)行后序處理。該產(chǎn)品數(shù)量為四件，兩副牙冠，材料為鈷鉻合金。生產(chǎn)工程師接到任務(wù)以后，通過任務(wù)單了解并分析客戶需求，根據(jù)客戶提供的3D數(shù)字模型，選擇加工方法、材料、設(shè)備等，制定打印工藝并切片編程。由設(shè)備操作員完成打印及相關(guān)后處理，再交付質(zhì)檢部驗(yàn)收確認(rèn)，并填寫相關(guān)記錄，及時(shí)打包發(fā)送給客戶。任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)STATUSOFINDUSTRYDEVELOPMENTYOURLOGO任務(wù)一

項(xiàng)目獲取與分析?任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解金屬3D打印當(dāng)前在醫(yī)療領(lǐng)域及義齒制作領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀；2.了解義齒制作的基本工藝流程；3.掌握SLM金屬打印義齒牙冠的工藝特點(diǎn)及制定工藝規(guī)程。任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析【任務(wù)工單】產(chǎn)品名稱義齒編號(hào)

周期5天序號(hào)零件名稱規(guī)格材料數(shù)量/套生產(chǎn)要求1牙冠50*60*10鈷鉻合金4/21.打印完成后，去應(yīng)力退火。2.切割下義齒牙冠；3.及時(shí)快遞發(fā)送給客戶企業(yè)。2

3

備注

接單日期：生產(chǎn)部經(jīng)理意見（同意生產(chǎn)）完成日期：請(qǐng)參見圖1-1-1，了解“金屬打印義齒牙冠”零件的最終效果：圖1-1-1義齒牙冠零件效果圖任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析【項(xiàng)目分析】一、圖樣分析下圖為“金屬打印義齒牙冠”的模型效果圖（圖1-1-2），現(xiàn)做如下分析：

圖1-1-2義齒牙冠模型圖任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析1.整體分析本產(chǎn)品為口腔鈷鉻金屬牙冠，四件兩組牙冠。打印時(shí)，考慮牙冠內(nèi)腔要與口腔牙齦牙根配合，不可做支撐，故冠口朝上，下方設(shè)置十字墻支撐，方便后期修整?？紤]牙冠零件矮小，為提高加工效率節(jié)約粉末，采用120型金屬打印機(jī)進(jìn)行制作，模型數(shù)據(jù)由客戶提供，切片前要進(jìn)行檢查修復(fù)。2.尺寸分析

該零件由模型到增材制造成型，尺寸能夠滿足后期使用要求。打印完成后要與打印基板進(jìn)行整體去應(yīng)力退火，然后再進(jìn)行切割分離，這樣能夠盡量防止義齒變形。3.表面質(zhì)量

本制品表面處理將由客戶廠家進(jìn)行專業(yè)的表面處理，包括支撐切割、凸點(diǎn)毛刺修磨，噴砂，上瓷上釉，拋光等多道后序工藝。任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析二、相關(guān)知識(shí)1.金屬打印在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀隨著3D打印技術(shù)發(fā)展的日趨完善，它的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。3D打印高還原和高精度的數(shù)字化特性讓其深受各行各業(yè)的歡迎。3D打印技術(shù)可以直接將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品。相較于傳統(tǒng)制造方式，更適合制作小批量定制化的產(chǎn)品以及復(fù)雜形狀的產(chǎn)品。由于人體的個(gè)體差異，手術(shù)導(dǎo)板、醫(yī)療植入物、義齒等醫(yī)療器械，對(duì)個(gè)性化定制的要求很高。因此，“個(gè)性化”為3D打印技術(shù)與醫(yī)療行業(yè)搭建了深度結(jié)合的橋梁。現(xiàn)階段，3D打印在醫(yī)療行業(yè)的主要應(yīng)用有：用于手術(shù)與規(guī)劃或教學(xué)的3D打印醫(yī)療模型，手術(shù)導(dǎo)板，外科／口腔植入物，康復(fù)器械，生物3D打印人體組織、器官等。隨著材料的升級(jí)，生物兼容性材料也為3D打印血管、器官等應(yīng)用到臨床創(chuàng)造了實(shí)際可能。任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析2.3D打印技術(shù)在口腔義齒領(lǐng)域的應(yīng)用作為一種新型的加工制造技術(shù)，目前3D打印已經(jīng)應(yīng)用于口腔醫(yī)療的義齒打印、矯正器制作、預(yù)演手術(shù)模型制作、手術(shù)導(dǎo)板制作等領(lǐng)域，大幅提升口腔醫(yī)療的精度和效率，正在引領(lǐng)義齒加工行業(yè)的變革。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)有94%的人口存在牙齒問題，約10人中就有1人安裝了假牙，年均假牙消費(fèi)量達(dá)8165萬顆。權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)到2025年全球3D打印齒科規(guī)模達(dá)到45.7億美元。年復(fù)合增長(zhǎng)率超過20%。隨著人口老齡化的增長(zhǎng)，潛在客戶人群總數(shù)還在不斷上升。通常，假肢或植入物必須與患者的形態(tài)完全匹配。對(duì)牙科行業(yè)來說尤其如此，因?yàn)槊總€(gè)人都有自己獨(dú)特的牙型。有了3D打印機(jī)后，醫(yī)務(wù)人員可以精準(zhǔn)的獲得患者牙床的3D打印模型，為其提供定制化解決方案。特別是金屬類產(chǎn)品，精密度更高，達(dá)到精鑄級(jí)，比傳統(tǒng)傳品使用更久，契合度更好，佩戴更舒服。全面走向數(shù)字化是國(guó)際口腔加工行業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)。3D打印技術(shù)作為一種帶有顯著數(shù)字化特征的制造技術(shù)，通過數(shù)據(jù)流將口腔診斷、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流程串在了一起，形成了齒科產(chǎn)品加工的全數(shù)字化流程。下圖（圖

1-1-3）是傳統(tǒng)義齒制作工藝流程與3D打印制作義齒工藝流程的對(duì)比：任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析3.3D打印牙冠在數(shù)據(jù)處理時(shí)需要注意問題（1）牙冠數(shù)據(jù)導(dǎo)入時(shí)擺放位置。（2）打印平臺(tái)上要求牙冠盡可能高密度擺放。（3）牙冠3D打印支撐的方案。（4）打印準(zhǔn)備流程需要簡(jiǎn)單、高效。任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析4.金屬打印牙冠的后序處理金屬打印完成后的義齒牙冠會(huì)從打印基板上切割下來，然后發(fā)送給客戶企業(yè)進(jìn)行后序處理。義齒加工企業(yè)一般會(huì)進(jìn)行退火處理，支撐切除操作，然后手工修磨凸點(diǎn)毛刺，再噴砂或拋光。最后上瓷、上釉，烤瓷后再進(jìn)行飾面拋光。拋光工具較多，由粗至細(xì)，逐漸拋光。拋光步驟最為關(guān)鍵，依次使用布輪、拋光膏拋光。拋光完畢后義齒光潔度較高，類似鏡面，患者配戴后光潔、舒適、美觀。任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析5.鈷鉻合金材料。齒科鈷鉻合金是牙科醫(yī)用合金的一種，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和抗腐蝕性，1929年開始被用于口腔修復(fù)。其合金的組成中，鈷、鉻和鎳元素總量不應(yīng)超過85%，若合金中含鈹，其含量不能超過2%。齒科鈷鉻合金的熔點(diǎn)在1290~1425℃，密度約為8.3g/cm3,鑄造后線收縮為2.13%~2.24%。非正比例拉伸屈服強(qiáng)度的最小值為500MPa,斷裂時(shí)伸長(zhǎng)率最小值為1.5%。按其硬度通常分為軟質(zhì)、中硬質(zhì)和硬質(zhì)三類。軟質(zhì)的鈷鉻合金適用制作各類固定修復(fù)體；中硬質(zhì)者適用于制作卡環(huán)、基托及牙合增高的牙合墊等；硬質(zhì)者適用于可摘局部義齒大支架的整體鑄造，也可用作種植材料。本案例屬于硬質(zhì)材料。任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析三、現(xiàn)場(chǎng)條件分析打印工藝類型SLM激光選區(qū)熔化工藝打印材料類型鈷鉻合金CoCrMo打印機(jī)品牌型號(hào)YLM-120材料規(guī)格粉末粒度15~53μm設(shè)備最大打印尺寸D120*40后序處理去應(yīng)力退火、線割切片軟件3DXpert表面處理類型無任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析【工藝方案制定】一、工藝路線分析客戶提供的模型數(shù)據(jù)往往需要格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過程中可能也會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)缺損、失真等情況，因此首先必須對(duì)轉(zhuǎn)換后的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查修復(fù)。當(dāng)模型數(shù)據(jù)檢查修復(fù)完成后，即可導(dǎo)入切片軟件進(jìn)行編程，然后將后置出來的程序?qū)朐O(shè)備執(zhí)行打印。打印完成后一體取下工件和打印基板，考慮到應(yīng)力存在，直接切割取件會(huì)產(chǎn)生變形，故先要進(jìn)行去應(yīng)力退火，然后再將義齒牙冠切割下來。質(zhì)檢無誤后，及時(shí)快遞發(fā)送給客戶。綜合現(xiàn)場(chǎng)條件，確定如下工藝路線，如圖1-1-5所示。

圖1-1-5工藝路線圖任務(wù)一項(xiàng)目獲取與分析【團(tuán)隊(duì)分工】團(tuán)隊(duì)分工可根據(jù)各成員特點(diǎn)興趣，進(jìn)行小組間均質(zhì)分組，并填寫下表組別：成員姓名承擔(dān)主要角色任務(wù)

THANKS感謝聆聽項(xiàng)目一

打印義齒牙冠THREEDIMENSIONALPRINTINGSLM:Selectivelasermelting（選擇性激光熔化）是利用金屬粉末在激光束的熱作用下快速熔化、快速凝固的一種技術(shù)?！督饘僭霾闹圃旃に囍朴喤c實(shí)施》教材課件任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)STATUSOFINDUSTRYDEVELOPMENTYOURLOGO任務(wù)二

數(shù)據(jù)處理與編程?任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握YLM120金屬增材制造義齒牙冠的工藝特點(diǎn)及工藝規(guī)程；2.能運(yùn)用軟件對(duì)模型進(jìn)行檢測(cè)并適當(dāng)修復(fù)，學(xué)會(huì)與客戶良好溝通；3.能掌握3DXpert軟件的基本操作，生成打印程序。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程【模型數(shù)據(jù)處理】一、模型檢查

客戶提供的模型一般不能夠直接進(jìn)行使用，需要對(duì)模型進(jìn)行詳細(xì)檢查，尤其經(jīng)過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以后，要著重檢查數(shù)據(jù)是否存在缺損的情況等，不能貿(mào)然使用模型，個(gè)別情況還要與客戶進(jìn)行反復(fù)溝通確認(rèn)，以免給后續(xù)加工造成麻煩和損失?？蓞⒁娤卤磉M(jìn)行點(diǎn)檢：檢查項(xiàng)目是/否問題點(diǎn)解決措施1.各部分尺寸是否與客戶確認(rèn)

2.是否要進(jìn)行縮放

3.是否要留取減材余量

4.是否存在破損面

5.其它：

任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程二、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表1-2-2模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換表原始模型格式¨STP¨STL¨OBJ¨其它（）擬要轉(zhuǎn)化格式¨STP¨STL¨OBJ¨其它（）溫馨提示：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化后一般還要再次對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，可以在切片軟件里進(jìn)一步完成檢查及修復(fù)。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程【切片編程步驟】★主流金屬打印工業(yè)級(jí)切片軟件介紹：?1.MagicsMagics是比利時(shí)Materialise公司推出的產(chǎn)品，也是當(dāng)前全球用戶基礎(chǔ)最多的3D打印預(yù)處理軟件，具有完備的數(shù)據(jù)處理功能。除包含了基礎(chǔ)軟件擁有的所有功能之外，它還可以對(duì)模型進(jìn)行晶格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、紋理設(shè)計(jì)、打印工藝設(shè)計(jì)并能夠生成報(bào)告，支持知乎所有的工業(yè)3D打印工藝并內(nèi)置上百種3D打印機(jī)型號(hào)。2.VoxeldanceAdditive這是近兩年出現(xiàn)的一款熱門國(guó)產(chǎn)工業(yè)級(jí)3D打印數(shù)據(jù)處理軟件，軟件內(nèi)核算法成熟，不亞于現(xiàn)在的國(guó)外主流數(shù)據(jù)處理軟件，并已經(jīng)和國(guó)內(nèi)數(shù)十家主流廠商建立合作關(guān)系，用戶增長(zhǎng)迅速。VoxeldanceAdditive能夠提供數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和增材制造（AM）設(shè)計(jì)所需的幾乎所有功能，并提供廣泛的工具種類，方便用戶分析、準(zhǔn)備和優(yōu)化增材制造設(shè)計(jì)。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程3.3DXpert3DXpert是由3DSystems開發(fā)的金屬3D打印配套軟件，作為單一集成的解決方案，涵蓋整個(gè)金屬增材制造流程及后處理加工過程。使用該軟件，將不再需要整合不同的解決方案，用戶可以在任何文件格式下操作，節(jié)省大量時(shí)間，并在過程的任何階段對(duì)基于歷史的參數(shù)化CAD模型進(jìn)行更改，直至整個(gè)零件成品加工完成。3DXpert除內(nèi)置了必備的打印機(jī)、材料和掃描參數(shù)外，還允許用戶開發(fā)自己的打印策略。軟件可為不同區(qū)域分配最佳打印策略，并自動(dòng)將其融合到整個(gè)掃描路徑中，在保持零件完整性的同時(shí)最小化打印時(shí)間。與主流的3D打印工業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件一樣，3DXpert也具有仿真功能，為用戶克服了熱變形挑戰(zhàn)提供幫助。其出色的功能已被業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注。本教材所采用的切片軟件即是3DXpert。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程步驟名稱說明圖示（一）打開軟件打開3DXpert軟件。單擊上方工具菜單圖標(biāo)，新建“mm”毫米為單位的3D打印項(xiàng)目。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（二）選擇打印機(jī)1.單擊右側(cè)工具欄圖標(biāo)，編輯打印機(jī)。

2.編輯“打印機(jī)”類型為“YN-328”，選擇“基板”類型為“120基板”，選擇“材料”為“CoCrL”，設(shè)置“最小懸垂角度”為45°，單擊“確定”按鈕。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（三）導(dǎo)入模型1.單擊右側(cè)右側(cè)工具欄圖標(biāo)，增加3DP組件（stl，step等文件）。

2.選擇“保持原始方向”，單擊“確定”按鈕。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（四）模型擺放：模型擺放軸測(cè)圖、正視圖（距底面1.5mm）。單擊右側(cè)右側(cè)工具欄圖標(biāo)，確定物體位置。

2.設(shè)置“Z增量”為2mm，使物體離底面2mm，單擊“確認(rèn)”按鈕。這個(gè)懸空距離就為將來線切割留取切割空間。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程3.按住鼠標(biāo)滾輪中鍵，旋轉(zhuǎn)查看軸測(cè)圖、正視圖，確保工件位置合理。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（五）打印前準(zhǔn)備（模型特征檢查）

1.單擊右側(cè)工具欄圖標(biāo)，進(jìn)行打印前準(zhǔn)備：檢查各類型特征。

2.單擊“檢查”按鈕，自動(dòng)檢查各類型特征的打印可行性。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程3.單擊右側(cè)工具欄圖標(biāo)，建立模型分析。

4.單擊“開始分析”按鈕。系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行模型分析，存在問題的區(qū)域會(huì)變色顯示，本模型一切正常。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（六）支撐設(shè)計(jì)1.單擊右側(cè)工具欄圖標(biāo)，設(shè)置支撐管理器。

2.設(shè)置“懸垂角度”為“45”，設(shè)置“最小寬度”為“1”，設(shè)置“偏置”為“1”，設(shè)置“與垂直面的角度”為“10”。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程3.按住鼠標(biāo)滾輪中鍵顯示軸測(cè)圖，查看支撐區(qū)域。需要添加支撐的區(qū)域都會(huì)以黃色輪廓描繪顯示。

4.單擊“支撐管理”選項(xiàng)卡中的支撐“區(qū)域78”，單擊上方“添加格柵圖案”選項(xiàng)卡按鈕。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程5.添加格柵圖案：格柵參數(shù)：偏移填充：X、Y偏置0.04mm勾選刪除邊界勾選填充填充類型為PlusSign距離1mm

6.選好格柵圖案。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程7.格柵圖案增加墻支撐。支撐參數(shù)：材料厚度為單激光軌跡齒距1.3mm齒寬0.25mm高度1.5mm穿透高度0.12mm

8.其余區(qū)域參考第一個(gè)墻支撐添加支撐。任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（七）參數(shù)設(shè)置1.分配工藝（1）單擊右側(cè)工具欄，計(jì)算切片

（2）選擇掃描策略任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（3）編輯掃描策略參數(shù),單擊圖標(biāo)

（4）Part掃描策略參數(shù)：（單位um）切片層厚30工藝間交錯(cuò)200勾選墻支撐運(yùn)動(dòng)勾選考慮氣流方向避開夾角范圍37°旋轉(zhuǎn)起始角30°增量角度67°勾選下表面（3層，角度大于30°）、中間層任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（5）Part掃描策略輪廓參數(shù)（單位um）C1輪廓參數(shù)：下表面80；中間層80；勾選尖部、進(jìn)入、退出、等長(zhǎng)分割20000；方向指引為反轉(zhuǎn)，掃描順序?yàn)檫B續(xù)C2輪廓參數(shù)：下表面160；中間層160；勾選尖部、進(jìn)入、退出、等長(zhǎng)分割20000；方向指引為反轉(zhuǎn)，掃描順序?yàn)檫B續(xù)

（6）Part掃描策略填充軌跡參數(shù)（單位um）填充軌跡參數(shù)：下表面240、中間層240填充下表面區(qū)域：條帶形式，步距100，單元寬度8000，單元邊界否，偏置、交錯(cuò)為0，掃描順序連續(xù)，填充方向水平填充中間層區(qū)域：條帶形式，步距100，單元寬度8000，單元邊界否，偏置、交錯(cuò)為0，掃描順序連續(xù)，填充方向水平任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（7）WallSupport掃描策略常規(guī)參數(shù)：切片層厚60工藝間交錯(cuò)200勾選墻支撐運(yùn)動(dòng)避開夾角范圍37°旋轉(zhuǎn)起始角30°增量角度67°

（8）WallSupport掃描策略輪廓參數(shù)。C1輪廓參數(shù)：勾選尖部、進(jìn)入、退出、等長(zhǎng)分割20000；方向指引為反轉(zhuǎn)，掃描順序?yàn)檫B續(xù)任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程2.激光參數(shù)單擊工藝設(shè)計(jì)界面左下角“激光參數(shù)”按鈕

（1）層厚度30um零件實(shí)體激光參數(shù)界面（下表面）C1功率210W速度1000mm/sC2功率210W速度1000mm/s填充功率230W速度1200mm/s任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（2）層厚度30um零件實(shí)體激光參數(shù)界面（中間層）：C1功率220W速度1000mm/sC2功率220W速度1000mm/s填充功率240W速度1200mm/s

（3）層厚度60um零件墻支撐激光參數(shù)界面：功率240w速度800mm/s任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程（八）計(jì)算切片1.選好策略后開始切片處理。

（九）仿真觀察單擊右側(cè)工具欄圖標(biāo)，設(shè)置切片查看器。拖動(dòng)進(jìn)度條查看切片是否正確任務(wù)二數(shù)據(jù)處理與編程◎切片學(xué)習(xí)視頻（掃碼就能學(xué)）

（義齒牙冠切片操作學(xué)習(xí)視頻）THANKS感謝聆聽項(xiàng)目一

打印義齒牙冠THREEDIMENSIONALPRINTINGSLM:Selectivelasermelting（選擇性激光熔化）是利用金屬粉末在激光束的熱作用下快速熔化、快速凝固的一種技術(shù)?！督饘僭霾闹圃旃に囍朴喤c實(shí)施》教材課件任務(wù)三實(shí)施打印與控制任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)STATUSOFINDUSTRYDEVELOPMENTYOURLOGO?任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握SLM金屬打印設(shè)備的安全操作規(guī)程；2.能夠熟練的將打印程序傳輸至增材設(shè)備中；3.能掌握SLM金屬打印義齒牙冠的基本操作流程；4.能合理的配備打印粉末，熟練添加或清理粉末；5.能掌握設(shè)備基礎(chǔ)調(diào)試操作，包括刮刀、工作臺(tái)等調(diào)整；6.能有效監(jiān)控打印過程，并采取合理處置措施。任務(wù)三實(shí)施打印與控制【SLM金屬3D打印】SLM(SelectiveLaserMelting）選區(qū)激光熔化成型技術(shù)，是激光應(yīng)用金屬材料增材制造中的一種主要技術(shù)途徑，該技術(shù)選用激光作為能量源，按照三維CAD切片模型中規(guī)劃好的路徑在金屬粉末床層進(jìn)行逐層掃描。描過的金屬粉末通過熔化、凝固從而達(dá)到治金結(jié)合的效果，最終獲得模型所設(shè)計(jì)的金屬零件。是目前金屬3D打印成型中最普遍的技術(shù)，采用精細(xì)聚焦光斑快速熔化預(yù)置金屬粉末，直接獲得任意形狀以及具有完全冶金結(jié)合的零件，如圖1-3-1和圖1-3-2。圖1-3-1SLM選區(qū)激光熔化成型技術(shù)原理圖圖1-3-2120型金屬3D打印機(jī)任務(wù)三實(shí)施打印與控制【金屬打印安全操作規(guī)程】一、開機(jī)前準(zhǔn)備工作1.進(jìn)入設(shè)備車間必須做好個(gè)人防護(hù)措施（口罩、護(hù)目鏡、手套、防護(hù)服、防護(hù)鞋)，禁止攜帶手機(jī)。2.確認(rèn)環(huán)境溫濕度適合設(shè)備的正常使用：設(shè)備推薦工作溫度20-25℃，濕度40-60%。3.確認(rèn)激光冷卻機(jī)的開關(guān)在ON打開位置。4.確認(rèn)金屬打印機(jī)的空氣過濾器沒有水、油及其他雜質(zhì)（如無異常情況每月檢查一次）。5.打開電源總閘，檢查穩(wěn)壓器工作燈是否亮起。6.確認(rèn)此時(shí)的激光是處于關(guān)閉狀態(tài)。7.確認(rèn)過濾器的處于關(guān)閉狀態(tài)。任務(wù)三實(shí)施打印與控制二、開機(jī)1.打開設(shè)備總開關(guān)。2.打開電力控制按鈕ON。3.待設(shè)備進(jìn)入界面后，輸入賬號(hào)密碼進(jìn)入。4.打開3D金屬打印機(jī)控制軟件。5.拉開倉門，打開氧氣探測(cè)檢測(cè)按鈕。6.關(guān)閉倉門，勾選鏡頭保護(hù)氣體選項(xiàng)。任務(wù)三實(shí)施打印與控制三、設(shè)備準(zhǔn)備工作1.打開操作面板，下降成型平臺(tái)（打印基板）至刮刀以下約30mm位置，點(diǎn)擊刮刀歸零按鈕。2.依次點(diǎn)擊成型平臺(tái)歸零按鈕，回收缸歸零按鈕，供料缸歸零按鈕。3.拉開成型倉門，用防爆吸塵器清潔倉門上的金屬粉塵。4.拆下進(jìn)風(fēng)口并清潔。5.清潔出風(fēng)口、平臺(tái)和刮刀上的金屬粉塵。6.下降全部缸體到底按鈕，清潔缸體的內(nèi)部。7.清潔擦拭激光鏡頭。8.拉開過濾器倉門，清潔過濾倉內(nèi)部及過濾瓶。9.確認(rèn)過濾器的型號(hào)與將要加工的材料一致后關(guān)閉過濾器倉門。10.確認(rèn)刮刀的型號(hào)與將要加工的材料一致后關(guān)閉設(shè)備倉門。11.將成型平臺(tái)上升至最高。12.將鐵板用酒精清潔后裝入平臺(tái)。13.勾選平臺(tái)升溫按鈕，擰緊固定螺絲。14.校正平臺(tái)的X，Y平面度，平面度高低差要求低于0.02mm。任務(wù)三實(shí)施打印與控制四、操作過程的安全隱患與預(yù)防措施1.火災(zāi)隱患與預(yù)防防止火災(zāi)的關(guān)鍵是要記住，引發(fā)火災(zāi)的三要素（“火三角”）：燃料（金屬粉末或煙灰），點(diǎn)火源（激光或火花）和氧氣。雖然這些金屬打印設(shè)備的設(shè)計(jì)專為在惰性氣體環(huán)境中發(fā)生激光與金屬粉末熔融，應(yīng)該說運(yùn)行方式很安全，但作為操作人員，在處理金屬粉末粉塵時(shí)，應(yīng)避免任何點(diǎn)火源環(huán)境，消除任何可能的風(fēng)險(xiǎn)（包括吸煙等）。此外還有容易忽略的風(fēng)險(xiǎn)是靜電放電（ESD），因此一些必要的防護(hù)裝備，包括防靜電腕帶，是避免意外發(fā)生的有效途徑。了解粉末的生命周期也有助于防范意外發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，粉末以罐式的包裝運(yùn)送到加工現(xiàn)場(chǎng)，最后作為回收粉末（大部分粉末），或以廢料回收形式被收集起來。看起來相當(dāng)復(fù)雜，但是必須留意了解粉末的整個(gè)存在環(huán)境鏈，如被困在產(chǎn)品中的粉末，被困在過濾器中的煙灰和粉末，要回收的粉末，以及積聚在手套上擦拭清潔積累下來的粉末。此外，內(nèi)部軟管和軸也會(huì)積聚粉末，所有的沉積粉末都需要定期處理。任務(wù)三實(shí)施打印與控制一些基本的安全措施不可忽視，在使用機(jī)器時(shí)，始終戴上手套，護(hù)目鏡和防護(hù)服（實(shí)驗(yàn)室外套）。即使是使用鍵盤和鼠標(biāo)等最簡(jiǎn)單的任務(wù)也需要注意防護(hù)安全。總之，防止火災(zāi)至少有幾個(gè)措施可以采取：（1）個(gè)人防護(hù)裝備（PPE）。

PPE是一種自衛(wèi)的防護(hù)手段，如果發(fā)生火災(zāi)，可以有效的保護(hù)生命安全，根據(jù)預(yù)算的不同，可以配置不同級(jí)別的防護(hù)裝備。標(biāo)準(zhǔn)PPE：呼吸器、丁腈手套、面罩、防靜電表帶等。如圖1-3-3所示。圖1-3-3標(biāo)準(zhǔn)PPE防護(hù)圖任務(wù)三實(shí)施打印與控制（2）滅火方法。撲滅火災(zāi)時(shí)，金屬火災(zāi)需要使用的是D類滅火器，主要準(zhǔn)備專門的金屬火災(zāi)滅火器。需要注意的是水對(duì)金屬火災(zāi)來說可能是更危險(xiǎn)的。如圖1-3-4所示。（3）粉末儲(chǔ)存。

平時(shí)，粉末儲(chǔ)存在未開封的罐子，當(dāng)罐子被打開后，最好將開封的罐子存放在易燃防護(hù)柜中，這對(duì)于非反應(yīng)性合金不是必需的，但對(duì)于活性金屬合金是必需的（尤其是鋁合金粉）。如圖1-3-5所示。

圖1-3-4D類滅火器圖1-3-5易燃防護(hù)柜任務(wù)三實(shí)施打印與控制

2.防止粉末吸入和接觸。操作3D打印機(jī)，或是進(jìn)行后處理的工人，需要接觸金屬粉末，這種粉末都沒到100微米，能很容易地進(jìn)到肺部，或是進(jìn)到粘膜，導(dǎo)致呼吸道或是神經(jīng)方面受損。減少粉末吸入風(fēng)險(xiǎn)的主要方法是使用呼吸器。最為推薦的是帶內(nèi)置面罩的呼吸器，更優(yōu)選的是PAPR呼吸器，其提供正壓空氣，推薦使用N95以上的呼吸器過濾器，例如，鋁粉常用作金屬3D打印的粉末，如果工人接觸到的鋁量超過身體的排泄能力，多余的鋁就會(huì)沉積在身體的各個(gè)組織中，長(zhǎng)時(shí)間的積累會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)損傷。所以，通常建議：（1）使用長(zhǎng)袖口的皮手套和導(dǎo)電安全鞋。（2）戴過濾面罩可以保護(hù)工人免于吸入灰塵、煙霧和氣溶膠。（3）開始工作之前，需要注意放好手表、腕表首飾和手機(jī)。（4）完成工作后，需要脫掉保護(hù)外套，然后在處理任何其他物品之前將手和手臂肘部輕輕擦拭。（5）可以考慮安裝一層粘合地板墊，以便操作人員在走出房間時(shí)踩踏。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

3.預(yù)防惰性氣體窒息。惰性氣體（氮?dú)饣驓鍤猓┯糜跒榉勰┘庸み^程中提供防止氧化的環(huán)境，這些氣體被存儲(chǔ)在氣瓶（氬氣）中或從發(fā)生器（氮?dú)猓┲休斔?。無泄漏的設(shè)施和穩(wěn)定的設(shè)備性能是至關(guān)重要的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在建造室中無法降低所需的氧氣PPM水平，或者氣體成分發(fā)生比較大的波動(dòng)，這些可能與惰性氣體發(fā)生泄漏有關(guān)。設(shè)備用戶必須知道氣體閥的位置，必要時(shí)需要自行關(guān)閉。為了防止惰性氣體窒息情況發(fā)生，一個(gè)有效的裝置是氧氣傳感器如圖1-3-6。這是一種重要的傳感器，特別是對(duì)于安裝有任何依賴于惰性氣體的設(shè)備的空間中。如果氧氣含量低于安全值，則會(huì)觸發(fā)警報(bào)以提醒現(xiàn)場(chǎng)人員立即撤離。圖1-3-6氧氣傳感器任務(wù)三實(shí)施打印與控制

4.預(yù)防污染和爆炸。有些機(jī)器在打印需要排放到建筑物外的氣體時(shí)，實(shí)際上會(huì)排出危險(xiǎn)氣體。這些氣體的一部分可能是甲醛，所以考慮到環(huán)境污染，可考慮使用木炭洗滌器等裝置進(jìn)行過濾。同時(shí)，處理和收集設(shè)備中不同部位“散落”的金屬粉末，在這個(gè)處理過程中也存在上述火災(zāi)、爆炸和吸入性傷害等風(fēng)險(xiǎn)。在金屬加工車間，會(huì)有一些鈦、鋁、鎂等金屬粉末懸浮在空氣中，達(dá)到一定濃度后，如果遇到火源，也會(huì)發(fā)生燃燒甚至產(chǎn)生爆炸。另外，熱的表面、熱氣體都有可能產(chǎn)生火花和雜散的電流，從而成為點(diǎn)火源。引起爆炸的條件包括：粉塵、氧氣、燃料、封閉，因此金屬粉末的存儲(chǔ)、加工、后處理，都要避免火源和靜電。雖然目前國(guó)家還沒有出臺(tái)相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)，但是為了確保使用者的安全或者降低公司的風(fēng)險(xiǎn)，我們要重視3D打印使用中的安全性，認(rèn)真查看機(jī)器的使用說明書，積極參加設(shè)備廠商提供的培訓(xùn)，了解設(shè)備的安全操作規(guī)范，做好規(guī)范措施。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

【打印過程】表1-3-1金屬打印操作步驟說明（一）打印前檢查與確認(rèn)1.操作前穿戴好防護(hù)服，戴口罩（內(nèi)側(cè)為普通口罩，外側(cè)為防毒口罩）、帶上一次性手套、防靜電手環(huán)，并整理好袖口

2.在前面切片環(huán)節(jié)已經(jīng)通過模型和材料規(guī)格完成了對(duì)設(shè)備型號(hào)的選擇。在本環(huán)節(jié)打印前仍需要再次確認(rèn)設(shè)備規(guī)格型號(hào)，本次打印模型尺寸為82*75*16mm，材料為鈷鉻合金粉末，因此YLM120設(shè)備即可滿足打印條件3.現(xiàn)場(chǎng)對(duì)打印設(shè)備進(jìn)行打印前檢查與確認(rèn)，包括冷水機(jī)循環(huán)水位是否處于安全高度值；設(shè)備所在車間的環(huán)境溫度保持在（25±5）℃，濕度小于75%。確保順利完成本次打印任務(wù)任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（二）啟動(dòng)設(shè)備1.首先打開電源總開關(guān)，讓所有附屬設(shè)備通電。打開循環(huán)過濾器電源開關(guān)，確保風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。打開金屬3D打印機(jī)電源開關(guān)

2.接著打開冷水機(jī)電源開關(guān)，確保冷水機(jī)處于制冷狀態(tài)

3.啟動(dòng)金屬3D打印機(jī)內(nèi)置計(jì)算機(jī)，打開配套操作軟件任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（三）預(yù)制惰性氣體1.打印開始時(shí)，需要不斷從打印艙排出空氣，同時(shí)充入惰性氣體，以此來保證打印層不被氧化。材料不同，需要的惰性氣體也不相同。鈷鉻合金粉末可以用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體使用。制氮機(jī)在開啟之前需要先打開空氣壓縮機(jī)，并保證壓縮氣壓為0.5?0.8MPa2.根據(jù)要求，依次按下開關(guān)運(yùn)行制氮機(jī)，制氮機(jī)運(yùn)行后需要一定的時(shí)間氮?dú)饧兌炔拍苓_(dá)到99.99%，后方可進(jìn)行打印操作任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（四）打印前清理1.打印前要先完成對(duì)設(shè)備粉末的清理工作，應(yīng)該從上而下，從里到外順序進(jìn)行。首先進(jìn)行的是成型缸內(nèi)的粉末清理（各個(gè)缸室的清理都包括掃、吸、擦三步）2.進(jìn)行整個(gè)打印艙內(nèi)部的粉末清理工作，包括各構(gòu)件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、各部位死角清理等?？刹捎梅辣鼔m器進(jìn)行吸粉清理3.對(duì)關(guān)鍵部件要進(jìn)行酒精擦拭清潔4.清理完打印室內(nèi)粉末后，需要用無塵布蘸酒精擦拭振鏡保護(hù)鏡，擦拭的手法為由內(nèi)向外，順時(shí)針螺旋擦拭任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（五）配制粉末材料1.打印前要提前完成粉末的配置，二次使用的粉末進(jìn)行必要的篩粉與過濾。二次使用粉末在使用前需要達(dá)到一定的混合比例，一般都要加入1/3的新粉，保證粉末的粒度和純度。該項(xiàng)操作也是打印成功的必要保障2.新粉和二次使用的粉末都需要烘干，并且保證干燥度到達(dá)98%以上。粉末的干燥度影響著粉末的流動(dòng)性，粉末流動(dòng)性的好壞決定落粉或鋪粉的效果，最終都將影響打印成敗任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（六）添加粉末1.把配置好的粉末先灌裝到加粉筒，利用到的工具有鏟子、漏斗等，灌裝粉末時(shí)一定要穿戴必要的防護(hù)用具，如靜電衣、防塵面具、防靜電手環(huán)等2.再利用加粉筒把設(shè)備的粉缸加滿。操作前先將粉缸移動(dòng)到下限最大值，后加滿粉缸3.檢查軟件操作頁面當(dāng)前的粉末余量，確保粉末已加滿任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（七）更換、調(diào)平基板1.根據(jù)打印材料不同，選擇相應(yīng)基板材料。本項(xiàng)目打印粉末為鈷鉻合金粉末，選擇的基板材料為45鋼板2.固定打印基板時(shí)，需要將基板和打印艙平面保持齊平?？赏ㄟ^平直板來進(jìn)行檢測(cè)。如果基板與打印艙平面不齊平，可以在基板下面的相應(yīng)位置墊上合適的墊片，直至兩者齊平為止

3.找好齊平后，利用六方扳手通過螺母固定，把打印基板安裝在成型缸底部

4.固定后，使基板在“齊平”的基礎(chǔ)上向上移動(dòng)1mm,保證激光焦距最佳位置。因?yàn)槟J(rèn)激光焦距位置是在基板上1mm處調(diào)整的，所以基板上1mm處為最佳焦距任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（八）更換刮條、調(diào)整刮刀1.利用扳手將整個(gè)刮刀全部拆下，清理刮刀上的殘留粉末和雜質(zhì)。2.用剪刀裁剪汽車雨刮條最前端的橡膠部分，裁剪要均勻，大小合適。3.將裁剪好的刮條安裝到刮刀下部，觀察橡膠條是否垂直于鎖緊端面。不垂直要進(jìn)行調(diào)整，最后鎖緊螺母使其牢固。4.將刮刀裝回到設(shè)備相應(yīng)位置，并配合塞尺，調(diào)節(jié)刮條相對(duì)于基板的位置，使左右間隙合適（0.03mm左右）。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（九）鋪粉、調(diào)整打印基板1.通過操作控制系統(tǒng)，完成粉缸頂粉和刮刀前后擺動(dòng)參數(shù)設(shè)置，使頂粉粉量合適，使刮刀前后擺動(dòng)范圍合適。2.通過調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)刮刀相對(duì)于打印基板的間隙高度，觀察粉層厚度與均勻程度，完成鋪粉工作。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（十）設(shè)備預(yù)環(huán)境1.關(guān)閉打印室倉門，確保鎖緊。2.打開惰性氣體電磁閥，打開設(shè)備洗氣閥，充入惰性氣體，降低氧含量。當(dāng)室內(nèi)氧含量達(dá)到0.2以下可以開始打印。3.打開底板加熱，底板溫度設(shè)置為60°。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（十一）導(dǎo)入模型打印程序1.在導(dǎo)入界面選擇后綴為cli格式的文件。2.通過預(yù)覽查看，檢查程序和首層的路線軌跡。3.查看當(dāng)前成型層和預(yù)計(jì)打印時(shí)間等。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（十二）運(yùn)行程序1.檢查各運(yùn)行環(huán)境參數(shù)包括：室內(nèi)氧含量、粉末余量、基板溫度、風(fēng)機(jī)狀態(tài)、水冷機(jī)狀態(tài)、過濾系統(tǒng)狀態(tài)等。以上參數(shù)均在正常范圍內(nèi)，開始成型打印。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（十三）過程控制1.檢查鋪粉效果，查看整個(gè)基板的鋪粉情況，需要至少保證整個(gè)基板鋪粉正常，沒有缺粉情況。2.檢查頂粉口的頂粉量，既不能沒有，又不能太多。太少可能影響成型區(qū)域鋪粉效果，太多可能會(huì)影響最終成型高度。3.檢查風(fēng)場(chǎng)方向和排塵效果，首先保證排風(fēng)和吸塵方向正確。其次能保證揚(yáng)塵能落到非打印區(qū)域或直接吸走。4.檢查掃描區(qū)域有無打印異樣，是否存在激光功率不足，支撐強(qiáng)度不足或過燒情況。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（十四）打印完成1.打印完成后，界面顯示打印完成。2.關(guān)閉循環(huán)過濾系統(tǒng)變頻器。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（十五）清粉取件1.打印結(jié)束后，為保證打印艙內(nèi)外溫度及氣壓的逐漸平衡，最好靜待一段時(shí)間后，再緩慢打開艙門。2.手動(dòng)模式移動(dòng)打印基板升出成型缸。用毛刷清理粉末，把多余粉末掃進(jìn)收分筒內(nèi)，用吸塵器對(duì)殘余粉末進(jìn)行最后清理。3.用皮吹子（手風(fēng)器）清理沉孔里粉末，拆除底板。4.盡量在打印艙內(nèi)附著在零件上的粉末清理干凈，然后取出。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（十六）關(guān)機(jī)1.清理好艙內(nèi)粉末，整理好工具配件，就可以關(guān)閉配套打印操作軟件，然后將金屬打印機(jī)的內(nèi)置電腦關(guān)機(jī)。2.關(guān)閉金屬打印機(jī)電源開關(guān)；關(guān)閉冷水機(jī)電源開關(guān)；關(guān)閉循環(huán)過濾器電源開關(guān)；關(guān)閉制氮機(jī)電源開關(guān)，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)電源開關(guān)；最后關(guān)閉電源總開關(guān)，使所有設(shè)備斷電。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

1.金屬激光3D打印常見缺陷及原因（1）孔隙。零件激光3D打印過程中，內(nèi)部非常小的孔穴會(huì)形成孔隙，這可由金屬激光3D打印工藝本身或者粉末引起。這些微孔會(huì)降低零件的整體密度，導(dǎo)致裂紋和疲勞問題的出現(xiàn)。在霧化制粉過程中，氣泡可能在粉末的內(nèi)部形成，它將轉(zhuǎn)移到最終的零件中。更常見的是，金屬激光3d打印過程本身會(huì)產(chǎn)生小孔。比如當(dāng)激光功率過低，會(huì)導(dǎo)致金屬粉末沒有充分熔融。當(dāng)功率過高，會(huì)出現(xiàn)金屬飛濺的現(xiàn)象，融化的金屬飛出熔池進(jìn)入到周邊區(qū)域形成微孔。當(dāng)粉末的尺寸大于層厚，或者激光搭接過于稀疏，也會(huì)出現(xiàn)小孔。熔化的金屬?zèng)]有完全流到相應(yīng)的區(qū)域也會(huì)造成小孔出現(xiàn)。為了解決這些問題，在金屬激光3D打印工藝中，可以通過調(diào)整光斑形狀來減少粉末飛濺，例如“脈沖整形”可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域逐漸融化。任務(wù)三實(shí)施打印與控制

（2）殘余應(yīng)力。在金屬激光3D打印中，殘余應(yīng)力由冷熱變化、膨脹收縮過程引起。當(dāng)殘余應(yīng)力超過材料或者基板的拉伸強(qiáng)度，將有缺陷產(chǎn)生，如零件有裂紋或者基板翹曲。殘余應(yīng)力在零件和基板的連接處最為集中，零件中心位置有較大壓應(yīng)力，邊緣處有較大拉應(yīng)力。可以通過添加支撐結(jié)構(gòu)來降低殘余應(yīng)力，因?yàn)樗鼈儽葐为?dú)的基板溫度更高。一旦零件從基板上取下來，殘余應(yīng)力會(huì)被釋放，但這個(gè)過程中零件可能會(huì)變形。為了降低殘余應(yīng)力，必須控制溫度起伏，可采取減小掃描矢量長(zhǎng)度的方式代替連續(xù)激光掃描。選用支撐把零件牢固連接在平臺(tái)上，并使用實(shí)體支撐來快速導(dǎo)熱。（3）裂紋。除了零件內(nèi)部孔隙會(huì)產(chǎn)生裂紋外，熔融金屬凝固或某片區(qū)域進(jìn)一步加熱也會(huì)出現(xiàn)裂紋。如果熱源功率太大，冷卻過程中可能會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。分層現(xiàn)象有可能會(huì)出現(xiàn)，導(dǎo)致層間發(fā)生斷裂（參見圖1-3-7）。這可能是粉末熔化不充分或熔池下面若干層重熔引起的。圖1-3-7層間發(fā)生斷裂零件任務(wù)三實(shí)施打印與控制（4）翹曲。為了確保打印任務(wù)能順利開始，打印的第一層熔融在基板上。當(dāng)打印完成后，通過線切割加工使零件從基板上分離。然而，如果基板熱應(yīng)力超過了其強(qiáng)度，基板會(huì)發(fā)生翹曲，最終會(huì)導(dǎo)致零件發(fā)生翹曲，會(huì)有致使刮刀撞到零件的風(fēng)險(xiǎn)。為了防止翹曲，需要在合適位置添加適量的支撐。（5）局部隆起。其他變形，比如彈粉、膨脹或者球化，使金屬激光3D打印過程中，熔化的金屬局部隆起超出了粉末的高度。此類問題會(huì)對(duì)鋪粉刮粉造成嚴(yán)重影響。對(duì)于剛性刮刀，由于膨脹、球化、局部翹曲等原因，發(fā)生熔化的金屬隆起超出了粉末的高度，使剛性刮條與打印工件碰撞、刮擦，設(shè)備產(chǎn)生停機(jī)故障，打印失敗。對(duì)于柔性刮刀，由于柔性刮條剛性不足，在刮粉過程中，刮條會(huì)在支撐、工件的迎粉側(cè)產(chǎn)生彈粉，導(dǎo)致熔化的金屬局部隆起超出了粉末的高度，由于積累效應(yīng)，多層后粉層鋪粉厚度不均勻，出現(xiàn)打印分層和翹曲，設(shè)備產(chǎn)生停機(jī)故障，打印失敗。THANKS感謝聆聽項(xiàng)目一

打印義齒牙冠THREEDIMENSIONALPRINTINGSLM:Selectivelasermelting（選擇性激光熔化）是利用金屬粉末在激光束的熱作用下快速熔化、快速凝固的一種技術(shù)?！督饘僭霾闹圃旃び喼贫ㄅc實(shí)施》教材課件任務(wù)四后序處理與檢測(cè)任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)STATUSOFINDUSTRYDEVELOPMENTYOURLOGO?任務(wù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解金屬打印后序處理的常見工藝特點(diǎn)；2.能掌握簡(jiǎn)單的線切割操作，完成打印件的切割；3.能掌握噴砂設(shè)備的基本操作，完成噴砂表面處理工作。任務(wù)三實(shí)施打印與控制【后處理工藝路線】本項(xiàng)目產(chǎn)品義齒牙冠已完成增材部分加工，后序處理相對(duì)簡(jiǎn)單，主要是完成義齒牙冠的去應(yīng)力退火、線切割切割以及對(duì)打印基板的修復(fù)處理，特制定以下后處理工藝路線，我們將分步驟進(jìn)行展開學(xué)習(xí)（參見圖1-4-1）：

圖1-4-1后序處理流程圖任務(wù)三實(shí)施打印與控制【去應(yīng)力退火】一、去應(yīng)力退火設(shè)備介紹去應(yīng)力退火爐又稱低溫退火爐，主要消除金屬打印件、鑄件、鍛件、焊接件、冷沖壓件以及機(jī)加工中的殘余應(yīng)力，工藝是將工件慢慢加熱到去應(yīng)力工藝溫度（低于再結(jié)晶溫度）后，保溫一段時(shí)間后，然后隨爐冷卻的熱處理工藝。去應(yīng)力加熱溫度一般較低，不改變組織狀態(tài)，能保留冷作、熱作或表面硬化效果，可消除毛坯件和零件中的殘余應(yīng)力，穩(wěn)定工件尺寸及形狀，減少零件在切削加工和使用過程中的形變和裂紋傾向。高溫快速退火爐特點(diǎn)：采用前開式爐門，以硅鉬棒為加熱元件，智能溫度調(diào)節(jié)儀和雙鉑銠熱電偶配套使用，對(duì)爐內(nèi)溫度進(jìn)行測(cè)溫調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制，最高工作溫度可達(dá)1700℃。能夠自動(dòng)升溫、自動(dòng)降溫、無需值守。圖1-4-2快速退火爐任務(wù)三實(shí)施打印與控制二、熱處理基本安全規(guī)程1.穿戴好必要的防護(hù)用品。2.操作前要熟悉熱處理設(shè)備使用方法及其它工具、器具。3.用電阻爐加熱時(shí)，工件進(jìn)爐、出爐應(yīng)先切斷電源，以防觸電。4.出爐后的工件不能用手摸，以防燙傷。5.處理工件要認(rèn)真看清圖紙要求及工藝要求，嚴(yán)格按照工藝規(guī)程操作。6.實(shí)習(xí)完后，打掃場(chǎng)地衛(wèi)生，工具用具放好。任務(wù)三實(shí)施打印與控制三、去應(yīng)力退火操作過程本工序環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容是正確使用退火爐對(duì)義齒牙冠進(jìn)行去應(yīng)力退火。本產(chǎn)品零件材料為鈷鉻合金，去應(yīng)力退火工藝如下：(1)將經(jīng)過激光選區(qū)熔化成型的義齒牙冠放入加熱爐內(nèi)，抽真空；(2)升溫:以50-150℃/min的升溫速率從室溫升至850-1050℃；(3)保溫:在850-1050℃保溫10-25min；(4)隨爐冷卻。具體操作步驟參見下表：任務(wù)三實(shí)施打印與控制步驟說明及圖示1.退火爐檢查與確認(rèn)檢查退火爐周邊是否存在安全隱患；檢查退火爐各連接線插頭是否正常。2.接通電源打開機(jī)箱電源保護(hù)開關(guān)任務(wù)三實(shí)施打印與控制3.放入工件打開爐門，將型芯連同基板一同放進(jìn)爐內(nèi)4.開始加熱準(zhǔn)備堵好隔熱耐燒板，然后關(guān)好爐門，按下加熱準(zhǔn)備按鈕；任務(wù)三實(shí)施打印與控制5.選擇合適檔位參數(shù)（1）按<SV>鈕將SV值設(shè)定至相應(yīng)退火溫度（900℃）；（2）按<TIME>鈕將保溫時(shí)間設(shè)置為15min。6.退火過程（1）按下<RUN>運(yùn)行主程序，退火過程即開始。（2）自動(dòng)實(shí)現(xiàn)加熱并保溫，然后隨爐冷卻。7.完成退火退火結(jié)束后，按下加熱停止按鈕，關(guān)閉電源開關(guān)，即結(jié)束退火操作全部過程。任務(wù)三實(shí)施打印與控制四、去應(yīng)力退火相關(guān)注意事項(xiàng)與問題退火的類型：鋼的退火分為擴(kuò)散退火,完全退火,不完全退火,等溫退火,球化退火,再結(jié)晶退火,中間退火,去應(yīng)力退火等幾種，其中常用的主要有以下三種：1.不完全退火。不完全退火是將鐵碳合金加熱到Ac1-Ac3之間溫度，達(dá)到不完全奧氏體化，隨之緩慢冷卻的退火工藝。不完全退火主要適用于中、高碳鋼和低合金鋼鍛軋件等，其目的是細(xì)化組織和降低硬度，加熱溫度為Ac1+(40-60)℃，保溫后緩慢冷卻。2.球化退火。只應(yīng)用于鋼的一種退火方法。將鋼加熱到稍低于或稍高于Ac1的溫度或者使溫度在A1上下周期變化，然后緩冷下來。目的在于使珠光體內(nèi)的片狀滲碳體以及先共析滲碳體都變?yōu)榍蛄?，均勻分布于鐵素體基體中(這種組織稱為球化珠光體)。具有這種組織的中碳鋼和高碳鋼硬度低、被切削性好、冷形變能力大。對(duì)工具鋼來說，這種組織是淬火前最好的原始組織。3.去應(yīng)力式退火。去應(yīng)力退火是將工件加熱到Ac1以下的適當(dāng)溫度（非合金鋼在500~600℃），保溫后隨爐冷卻的熱處理工藝稱為去應(yīng)力退火。去應(yīng)力加熱溫度低，在退火過程中無組織轉(zhuǎn)變，主要適用于毛坯件及經(jīng)過切削加工的零件，目的是為了消除毛坯和零件中的殘余應(yīng)力，穩(wěn)定工件尺寸及形狀，減少零件在切削加工和使用過程中的形變和裂紋傾向。任務(wù)三實(shí)施打印與控制【線切割加工】一、線切割設(shè)備介紹線切割設(shè)備是在電火花穿孔、成形加工的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的（參見圖1-4-3）。是利用移動(dòng)的金屬絲(鉬絲、銅絲或者合金絲)作電極絲，靠電極絲和工件之間脈沖電火花放電，產(chǎn)生高溫使金屬熔化或汽化，形成切縫，從而切割出零件的加工方法。（參見圖1-4-4）圖1-4-3線切割機(jī)床圖1-4-4線切割機(jī)床原理圖任務(wù)三實(shí)施打印與控制二、線切割安全操作規(guī)程1.操作者必須熟悉設(shè)備的一般結(jié)構(gòu)和性能，嚴(yán)禁超性能使用設(shè)備。2.工作前操作者應(yīng)穿戴好各種勞保用品，以確保工作安全。3.操作者不可違反使用手冊(cè)所列各項(xiàng)要求與規(guī)定。4.嚴(yán)禁移動(dòng)或損壞安裝在機(jī)床上的警告標(biāo)牌、銘板。5.操作者必須嚴(yán)格遵守勞動(dòng)紀(jì)律，不能空離崗位，設(shè)備在運(yùn)行中不得從事與工作無關(guān)的其它工作，做到機(jī)轉(zhuǎn)人在，人走機(jī)停，非操作人員不得亂動(dòng)機(jī)床的任何按鈕和裝置。6.機(jī)器上的任何保護(hù)設(shè)施，均不可擅自移去或修改。7.禁止在機(jī)床周圍放置障礙物，工作空間應(yīng)足夠大。8.某一項(xiàng)工作如需倆人或多人共同完成時(shí)，應(yīng)注意相互間的協(xié)調(diào)一致。9.不允許采用壓縮空氣清洗機(jī)床、電氣柜及NC單元。任務(wù)三實(shí)施打印與控制三、線切割加工過程本工序環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容是運(yùn)用線切割機(jī)床，通過簡(jiǎn)單的直線切割路徑，完成義齒牙冠與打印基板的分離，具體操作步驟見下表：步驟說明及圖示1.線割前檢查與確認(rèn)（1）機(jī)床開始工作前要有預(yù)熱，認(rèn)真檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)工作是否正常，如機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間末開動(dòng)，可先采用手動(dòng)方式向各部分供油潤(rùn)滑。（2）認(rèn)真檢查絲筒運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、冷卻液系統(tǒng)是否正常，若發(fā)現(xiàn)異常并及時(shí)報(bào)修。任務(wù)三實(shí)施打印與控制2.設(shè)備開機(jī)打開設(shè)備總開關(guān)；啟動(dòng)控制系統(tǒng)面板，完成系統(tǒng)自檢；試啟動(dòng)切削液泵，檢查切削液供給系統(tǒng)是否正常；試啟動(dòng)鉬絲轉(zhuǎn)筒，檢查轉(zhuǎn)筒行程往返是否正常；檢查高頻電源工作是否正常，并調(diào)整好相關(guān)參數(shù)；一切正常后，開始裝夾工件。任務(wù)三實(shí)施打印與控制3.工件裝夾（1）以打印基板作為基準(zhǔn)進(jìn)行裝夾,可用磁力表座作為垂直裝夾基準(zhǔn)；（2）還要結(jié)合切割部位和切割方向進(jìn)行考慮，保證基板面與切割方向平行，可采用百分表找正。4.程序編制（1）切割路徑緊貼基板面，但又不能切到基板為準(zhǔn)（打印支撐高度留量2毫米）；（2）切割路徑為一條直線，直線長(zhǎng)度大于義齒牙冠最大排布直徑即可；（3）在線切割繪圖界面繪制一條X方向的直線，長(zhǎng)度大約200毫米；（4）繪圖后點(diǎn)擊【執(zhí)行1】，進(jìn)入編程界面，點(diǎn)擊【鉬絲軌跡】自動(dòng)設(shè)