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在本节课当中，讲师承接上一节课程的进度对除主体外的其他四个部件从下到上依次建模演示，与上节课完成的主体部分组合成完整的一个模型，最后进行合集处理。由于部件的建模操作都是高阶操作技巧的组合应用，建模过程大同小异，此处以第一个部件为例展示建模详细过程。

• 大致型体建模

先仅显示参考图，选中我们需要的参考图，点击灯泡里面的第四个隔离物件，仅显示我们需要的部件。

从左视图开始画一个整体的轮廓，观察到左视图是由圆形进行切割绘制而成。

绘制一条线，将参考图移到另一边，观察这根线的形状。

从中点绘制圆形，选中中点拉操作轴进行复制。可以采用镜像工具保证大小一致。

按shift键 对中间的圆形进行双轴缩放，Alt 键复制。

最后修剪处理。

组合，完成两条封闭的线。

把图移动到合适的位置，拉伸，多重曲面可以用 shift 整体缩小。

把拉伸出来的两个曲面套在一起，形成穿插的形式，最后再进行拉伸，完成型体构建。

• 切割和倒角处理

将这三个部件进行组合，完成实体之后进行切割处理，先用多重折线画出所需的切割线，        最好穿出体外。

从正交位置选取一条直角边，进行半径为3mm的倒角处理。

为了保证对称，点击中心点，选取“矩形中心点”功能，取中轴中点，画出宽度合适的矩形，进行半径为1mm的倒角处理。

选取画好的三根线，进行拉伸处理。使用布尔分割工具对拉伸形成的实体进行分割，拾取要删除的三个面，右键确认完成。

选中剩下四条边进行半径为4mm的倒角处理。

• 挖槽

画多重直线，再一个个倒角，半径为2mm，最后进行组合。将这根线进行投影，拾取   要分割的面，运用分割工具得到槽位的面。再用曲面偏移工具，点击全部反转，选择距   离=0.5，实体=是，右键确认，得到槽位实体。最后点击所需的外轮廓面，抽离出需要 挖的槽位，放回原位，进行组合。

• 底面处理

有四个要画的圆，常规操作画好一个圆后进行镜像，对所有矩形进行圆角处理，再对所            有图像进行组合。

拉伸1mm进行差集处理，对面操作一致，最后对所有部件进行组合。

其他模型操作类似。

本节课采取了线上直播+线下一对一实操辅导的形式，为同学们提供了更加方便灵活的学习形式，同时导师在上课过程中及时解决同学们的困惑并进行一对一教学指导，确保教学质量。

本节课导师带领同学们进行了基于MOSS的建模案例示范，主要演示并练习了以下高阶操作：

一、基于凹槽的功能操作练习

1. 导入模型的三视图图片。
2. 根据模型图片绘制轮廓线。
3. 拉伸轮廓成型。
4. 对凹槽部分进行挖除操作：挖除部分拉伸成型，用布尔分割功能取差集。
5. 在凹槽中增加含凹槽的凸台：对矩形进行曲线倒角，使用曲线偏移工具调整草图中凹槽的形状、大小。拉伸草图，对不同的部分进行布尔组合、差集处理。

二、基于斜面的功能操作练习

1. 对要挖除的斜面部分进行拉伸，采用差集操作。
2. 使用面对形体进行分割。
3. 对面进行反转，删除形体的另一侧。
4. 细节部分塑造完成后，使用布尔分割，在自动拾取到基准边后，对整体进行切割。

三、基于沉台的功能操作练习

1. 绘制矩形草图，进行圆角操作，绘制沉台的基本轮廓。
2. 使用Alt键对单独物体进行框选，移动、复制草图。
3. 拉伸草图，全选物体，通过操作轴对物体进行微移，采用差集进行切除。

四、 基于凹纹的功能操作练习：

1. 根据模型图片绘制纹路草图: 使用圆角工具，调整细节；使用偏移功能微移草图；使用修剪工具调整细节。
2. 拉伸草图，根据（3）的方法绘制沉台纹路。
3. 使用布尔组合，对不同的纹路进行组合，形成一个统一的实体。

五、基于同心环形的练习：

1. 拾取图片模型直径端点，绘制圆形草图。
2. 绘制同心圆形草图。
3. 绘制与圆相切的直线。
4. 选取参考点，对草图进行修剪。
5. 组合同心圆形草图，微移、拉伸草图，构建不同深度的同心弧面沉台。

六、模型组合

使用布尔合集对以上的模型部分进行组合，形成一个统一的实体。

总结：本节课通过对MOSS的复杂模型进行了拆分练习，通过对不同部分的细节讲解，带领同学们对建模的基本操作：应用布尔操作的拉伸、切除等进行了系统的练习。通过对不同部分应用到技巧的组合与应用，可以绘制大部分更加复杂的结构模型。

一、复习上节课操作

在本次课程开始前，讲师首先带领同学们复习了上节课学习的基本操作，主要包括以下内容：

• 移动： 进入犀牛软件界面后，点击操作轴可快速移动、旋转和缩放。选择左侧移动键，点击移动物体，右键确认，选择起点，按Alt键锁定物体，拉伸路径完成移动。
• 复制： 点击物体，选择左侧复制键，选取复制起点，左键点击选择复制终点，右键确认完成复制。
• 旋转： 选择物体，点击2D旋转键，选取旋转中心点，确定第一参考点，左键点击旋转，选择角度（可输入数字），右键确认完成。（多视图模式更准确，双击左上角蓝色框切换视图）
• 缩放： 位于左侧栏下方，选择单轴缩放，拾取基准点，选择第一参考点和第二参考点，长按移动鼠标操控长度。
• 简易工具栏： 从界面左下角拖出，方便操作。
• 模式调整： 包括渲染、线框、着色三种模式，点击画面左上角蓝色框切换模式，常用为着色模式。

二、进阶操作学习

在复习了基本操作进行预热之后，讲师以简单的拆解模型作为示范，逐步讲解更为复杂的进阶建模操作：

• 分割： 点击左栏分割功能键，选择要分割的物品，右键确认，选择线或面作为切割物，右键确认，移动被切出的物品。确保完全切断，边缘贴合。
• 修剪： 选取修剪物品，右键确认，直接点击进行修剪删除，或从右到左框选删除，切好后右键确认。框选剩余线条组合成完整物体。
• 拉伸成型： 通过一根线拉伸形成体，选择建立实体键，框选或点击要拉伸的面，鼠标移动确定长度，右键确认。
• 布尔合集： 选择布尔运算连集键，选取要组合的两个物品，右键确认，组合。
• 布尔分割： 点击布尔运算差集键，点击用于切除的物品，确认，再选择被切除的物品，确认，进行挖空切除。
• 圆角： 点击边缘圆角键，选择要圆化的角的线条，右键确认。
• 镜像： 点击镜像物品键，选择物品，右键确认，选择镜像平面，拉伸为线，物体绕该线镜像。
• 放样： 从线到面，选择建立曲面栏的第四个键，拾取相对的两条线，注意选择同一端点，右键确认形成面。可框选组合多个面形成开放式多重曲面，或形成封闭式曲面。
• 快捷工具列：点击鼠标中键，按Shift键选择工具，按Ctrl复制，拖拽工具到快捷工具栏储存。
• 投影，相交线，提取边缘线：

-投影： 切换到正视图，选择投影工具，框选要投影的曲面，可单独拖出投影曲面。

-相交线： 物体相交键，点击两个相交物体，形成相交面的线框，拖出。

-提取边缘线： 点击复制边缘功能，点击要提取的边缘线，拖拽出来，框选组合。

每个操作的演示结束后，同学们在软件上进行现场练习，讲师同时进行答疑辅导，确保同学们跟上进度并真正理解内容。

三，流浪地球互联网主机密钥实例讲解：

在课程的最后，讲师以流浪地球中的互联网主机密钥模型为实例，从头逐步讲解了如何通过图样建立符合比例的大致模型，再综合运用今天上课讲到的进阶操作为模型还原细节。

总结：

本次课程重点练习了移动、复制、缩放、旋转四个基本操作，学习了分割、修剪、拉伸成型、布尔合集和分割、圆角、镜像、放样、投影、相交线、提取边缘线功能，并介绍了添加快捷工具栏的方法。最后以互联网主机密钥模型为例，将所有功能组合在一起进行实例

一、3D打印简介

3D打印（3DP）是一种快速成型技术，又称增材制造，它利用数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造物体。相较于普通打印，3D打印是一种三维立体打印技术。

3D打印与传统模型制作的区别在于，3D打印采用增材制造，而传统制造采用减材制造。3D打印的特点包括造型能力强，能够满足客户个性化需求；加工速度快，生产周期相对较短；小批量生产时没有模具支出，成本低。然而，3D产品难以批量复制，且能使用的材料有限，应用范围相对较小。

三种主要的3D打印分类包括：

1. 熔融沉积成型（FDM）：采用熔融的材料，成型速度慢，但操作简单，成本较低。

2. 立体光固化成型：分为SLA、DLP、LCD，采用光固化的方式进行打印，具有较高的打印精度，但成本较高。

3. 粉末成型（SLS/SLM）：利用激光烧结或熔化粉末材料的方式进行打印，成型速度较慢，但可以使用多种材料。

二、软件操作

本课程使用的软件是Rhinoceros，该软件曾主要应用于工业设计专业，但近年来在建筑设计等领域也得到广泛应用。Rhino具有用户友好的操作界面和丰富的功能，尤其在参数化建模方面表现出色。

在课程中，讲师介绍了Rhino的软件界面，并介绍了以下基本操作：

50. 利用鼠标进行界面的操作、对建模对象的操作：选定、视角拖动、物体的拖动、旋转与缩放；
50. 通过快捷键简化建模操作。
50. 

随后，同学们跟着讲师一步步再现了科幻电影《流浪地球2》中的数字生命卡模型。建模步骤为：

1. 通过三视图、参考图进行结构分析
2. 导入主视图图片，划定坐标轴，标定尺寸数据；
3. 导入侧视图，在不同视图窗口中操作，统一尺寸；
4. 使用画线工具绘制建模对象的轮廓线：对于对称物体，仅需绘制一半轮廓线再进行镜像操作；
5. 使用拉伸工具对2D草图进行3D拉伸，构建整体形状；
6. 细节优化：
   1. 对照实物图片，在线框视图下进行操作；
   2. 对有重合的形状进行布尔分割、组合、切割、拉伸，以达到镂空的效果；
   3. 绘制斜面凹槽：使用放样工具自动填充复杂切割面。

三、答疑

在答疑环节中，同学提出了关于2D旋转、3D圆角倒角、2D缩放等操作方法的问题，并得到详细解答。

四、总结

本次课程旨在通过数字生命卡案例示范，帮助学员掌握Rhino软件中的各种操作技巧，包括：

50. 导入参考图
50. 绘制轮廓线
50. 布尔分割
50. 倒角
50. 平面挤出
50. 标注尺寸
50. 控制多段直线
50. 绘制圆
50. 控制点曲线
50. 斜面凹槽的绘制

笔记：刘耀林 黄佩弦 

视频后期：邓迪元 邓可琛

审核&排版：邓可琛

随着春天悄然来临，第三期创客集结号也即将开放啦！

第三期创客集结号作为书林漫步·2023/2024未来篇系列活动的一部分，将从电影《流浪地球》切入，以科幻为中心主题展开。本次活动再次开设了3D建模工作坊，让参与者有机会在专业导师的指导下，学习使用3D建模软件，将自己的科幻创意转化为三维模型。此外，活动还提供3D打印实操环节，使参与者有机会将他们的设计实体化，体验自己的设计从虚拟到现实的转变。

一、活动初心

• 结合书林漫步主题-现实科学技术，宣传图书馆的3D打印服务，让师生了解了3D打印技术的实现方式。
• 促进同学们对3D打印的了解、拓宽知识面，激发大家对现实科学技术的好奇心和学习兴趣。
• 培养师生的3D打印实操能力，提升综合素质。
• 通过了解最新的工业设计技术，带动智慧教育理念普及和全面发展。

二、活动时间、地点

时间：2024年4月3日至5月31日

地点：图书馆119互动教室

三、活动报名方式

活动期间（3.29-4.24）均可通过海报上的二维码或点击链接报名

四、活动详情

活动一：3D建模课程介绍 About the 3D Modeling Workshop

此次3D建模工作坊分为四节，旨在逐步提升参与者的3D建模和3D打印技能。从基础操作到高级功能，读者可通过对电影《流浪地球》相关项目的建模示范，体验学习科幻想法变成现实的全过程。每节课后设有提问和答疑环节，可以直接与老师交流学习实践中的问题，以巩固所学知识。

授课老师：

瑁央
KKY工作室 创意总监
曾任职于中科院深圳创新院
主攻方向 ：品牌设计、产品设计
俞炫任
KKY工作室 设计总监，
曾任职于中科院深圳创新院
主攻方向 ：产品设计、3D打印设计

课程安排 Schedule

活动二：现场3D打印体验 ：

同学可在学生助理协助下完成一次3D打印：在详细介绍3D相关原理及打印软件的操作系统后，由学生助理进行示范，同学可以亲自完成自己的3D打印作品。 

活动参与者可通过签到卡集印章并获得FABLAB制作的精美礼品

活动尾声

本次活动将于4月23日至5月底进入收尾阶段，届时将为参与活动的同学打印提交作品，并利用活动期间产出的作品在图书馆进行展览。

除此之外，本次展览还设置了VR互动体验区。读者们可以借助尖端的虚拟现实技术，在广袤无垠的宇宙中直面震撼人心的浩瀚；亦可以在VR互动游戏中驾驶一艘宇宙飞船，收获遨游太空的快乐。

读者若想要体验VR互动项目，可以在4月份每周一至周五10:00~12:00以及15:00~17:00联系现场穿紫马甲的学助协助。

想知道3D打印的工作原理吗？想获得属于自己的3D打印作品吗？图书馆FABLAB Makers Assemble Ⅲ系列活动: 创客嘉年华等你来！届时更有机会获得亲手操作3D打印设备的机会，赶快报名吧！

Welcome to 3D Printing Channel, and make yourself a maker!

Fablab Makers Assemble Ⅱ Ultimaker 后处理工作

Fablab Makers Assemble Ⅱ 创客嘉年华系列活动最后一期工作坊于2023年4月13日下午三点半至五点进行，本次的主题是FDM打印的后处理，依然由Ultimaker工程师刁裕林David主讲。

首先，工程师带大家重温了3D打印的流程、生命周期和四种不同的技术（详情请见第二期分享会：第四节回顾 ）。在经过四期的学习以后，学员们现在对这些熟悉的内容有了更深刻的理解。David介绍道，3D打印的一体成型技术可以减少零件数量，降低事故率和提高成品稳定性。但是打印出成品之后并不能直接投入使用，需要进行打磨等后处理。因而3D打印在批量生产时，产品的后处理精度远远不如传统的CNC工艺。

那么在后处理的时候，我们要做哪些处理呢？

首先是移除打印件。再打印完成时不宜马上移除打印件，而是应该待其自然冷却后，使用铲子等工具移除。如果难以铲除，有两种方法：如果玻璃板未完全冷却，可以用流动的冷水冲洗玻璃板背面来使模型底部热胀冷缩；如果玻璃板已经冷却了，也可以加热玻璃板到80摄氏度，然后移除模型。同时，David也提到了其他种类的打印机的移除方法，如粉末打印就使用到了吸尘器。

接下来，工程师介绍了怎么去除由PVA打印的支撑。PVA是一种生活中常见的材料，固体胶的主要成分就是PVA。因为PVA易溶于水，在储存的时候要注意控制环境湿度。在后处理时，只需要把打印件放在温水中，PVA支撑就会自行溶解。为了加快溶解的速度，可以适当地搅拌温水。对于Breakaway打印的支撑或者自支撑，则应该使用剪钳小心地剥离。

以上两点就是基本的后处理步骤。为了追求更精致的视觉效果，我们还可以用砂纸打磨、涂抹腻子、喷漆等。在打印前，我们也可以调整组合打印和连接，以达到最好的效果。例如，在连接处增加锯齿状结构，以增加摩擦力。

最后，David简要介绍了Ultimaker 的金属打印，包括高性能金属在3D打印中的应用，设计原则，打印要求和后处理原则。即：要求公差0.4mm、明确的应用最佳点、拥有总成本较低（100000人民币以内）。

通过这节课的学习，大家掌握了FDM打印中后处理的各种方法。后处理对动手能力要求高，需要打印者多操作、多练习、多积累经验。因此，欢迎大家报名Maker Assembles II的体验打印活动，学生助理会协助体验者完成从切片、打印到后处理的所有操作。同时，此次分享会是Fab Lab Maker Assembles II 系列分享会的最后一节，一些学员全程出席了所有的分享会，Fab Lab为他们准备了用SLA技术打印的图书馆吉祥物礼步步的模型。工作坊完结之际，我们也希望所有参与者可以填写工作坊调查问卷，填写对Fablab后续推出活动的期待。正如之前大家希望图书馆可以提供3D打印全流程体验，我们这次就准备了这次的系列工作坊。

感谢所有热爱3D打印的学员和我们共度的时光，我们下次再见！

笔记：黄佩弦 徐博石

视频后期：刘耀林

审核&排版：邓可琛

Ultimaker cura的演示方法和3D打印机的实操

Fablab Makers Assemble Ⅱ 创客嘉年华系列活动第四节于2023年4月6日下午三点半至五点进行，此前多次前来教学的Ultimaker工程师刁裕林David分享使用Ultimaker cura的演示方法和Ultimaker 3D打印机的实操。Fablab将Ultimaker打印机搬来图书馆的119互动教室，参与同学和老师可以近距离观察打印机工作以及成品。

在分享会上，David工程师围绕FDM打印机和切片软件cura的实操做了简要介绍。首先，工程师带大家复习了3D打印的流程，具体内容可以看往期分享会的总结推文（点击此处查看往期总结）

接下来，工程师向在场师生们介绍了Cura和其推荐模式的使用流程。第一步，通过Cura软件打开stl文件。第二步，打开模型之后确定比例、材料、模型位置等，注意模型需要尽可能平行于打印台，以避免层纹。David同时介绍了左侧工程功能界面的使用方式，包括移动、缩放、旋转、镜像、单一模型设置、支撑拦截器等常用功能，可以在预览里看到包括Ultimaker机器的打印预览效果。第三步，在全部设定完毕之后，根据需求和实际情况选择层厚、填充、支撑、附着等，这些参数会影响最终成品的质量、稳定性，需要根据实际情况谨慎选择，例如：过低的层厚和填充会导致成品不成型，产生形变；缺少支撑会导致锐利倒角等边缘部件弯曲。第四步，选择完毕之后开始切片，以查看效果、打印时间，通过”Colour Scheme” 项目中的 ”Line Type” 选项， 可以了解模型是如何打印出来、流程和每个打印支撑部件的目的；在界面的左下角，列出了时间和需要使用的材料重量、长度。结束切片之后，以ufp格式保存。在图书馆的119互动教室里六台电脑均安装了Ultimaker Cura切片软件，参与人员以小组的形式使用Cura进行切片操作实操练习。

在基础教学引导后，工程师David介绍了Cura的自定义模式，包括两个模型文件合并、摆放文件以减少支撑使用的方式、自定义支撑、双喷嘴双色模型打印等功能的使用，例如：通过选中两个模型，右击选择“合并模型”即可合并；并且简介了其他常用参数，包括层高、壁厚、水平扩展、填充密度、打印温度、流量、打印速度、支撑、附着类型、装填塔的设定，例如：打印温度受材料影响，打印新材料，尤其是非官方提供的材料前需要检查材料打印温度，在合适的打印温度下才能取得想要的效果，又例如自定义支撑功能，通过支撑拦截器，可以使用一个“罩子”工具让固定范围内所有部件不使用支撑；又例如如果需要用水溶性支撑，可以使用PVA材料，更换喷头为B2。螺旋打印也被重点介绍：对象以螺旋运动打印，只有一条墙线。螺旋打印模型通过 z 轴平滑、均匀的移动慢慢打印，可以打印花瓶等有需要的物品。与此同时，Fablab的学生助理也在每一个小组走动辅助进行训练指导以及调试，帮助解决参与者遇到的问题。

最后，工程师David播放了两段关于Ultimaker Cura进料器和一段喷嘴清理的维护清理视频，以完整介绍打印流程，并给大家介绍清理打印机的重要性。最后，他简要介绍了通过Cura远程操控Ultimaker打印机打印的功能。

通过现场观察图书馆Ultimaker的打印效果，同学加深了对3D打印的认识。到场的师生们积极抢答工程师的关于分享内容的相关问题，我们也为所有参与互动的同学送上3D打印制作的小礼物。同学和老师还询问了关于螺旋打印的优点，工程师都进行了详细的解答。此次分享会是Fab Lab Maker Assembles II 系列分享会的第四节，有不少老师同学认真地参与了这四场分享会，Fab Lab为他们准备了用Ultimaker打印出来的精美的猫模具。如果你只参与了三场，欢迎参与本周四的最后一场分享会，同样可以领取到模具哦，参加了五场的同学将会获得我们的图书馆吉祥物白膜哦~

笔记：黄佩弦 徐博石

视频后期：陈昱瑾 黄佩弦

审核&排版：邓可琛

Ultimaker打印和切片概况工作坊

本次Fablab Makers Assemble Ⅱ 第三期工作坊于2023年3月30日下午三点半至五点进行，上节课备受欢迎的Ultimaker工程师刁裕林David继续和大家分享增实际操作打印机的流程概况以及切片详情。

首先工程师简单介绍了3D打印流程，在上节课介绍犀牛Rhino建模之后，这节课主要讲从Cura到Cade的实施功能。了解打印机操作是很重要的一环，基础的Ultimaker Printer打印机操作简单，几乎不用人力过多介入，也不会有很多有毒物质泄漏。我校图书馆使用的Ultimaker S5 Pro Bundle是其升级版，兼有内置空气滤芯和除湿功能，更大的提升是可以在放材料之后自动选择材料，即按键后自动回收原来的材料，弹出后插入新设置的材料。

Print core喷嘴类型分为以下几种：Print core AA，适用于PLA, CPE等，可提供0.25、0.4、0.8mm规格；Print core BB，适用于PVA水溶性材料，有0.4、0.8mm规格；Print core CC，适用于复合材料，有0.4、0.6mm规格。工程师详细解释了不同直径规格区分的原因，即不同的直径对应不同的打印时间和精细度，直径越小，精细度越高，时间越长，也越容易出错。而不同的喷嘴形状设计不同，若没有与适用材料相对应，有可能出现堵塞喷嘴等情况。当使用金属作为材料时，当使用金属打印的时候，目前主流的技术是粉末烧结（PBT），设备相对昂贵以及需要更复杂的操作。当然用FFF技术也可以打印金属线材，打印完成后需要再经过脱脂和烧结，以达到打印金属件的目的。在高温下将金属粉末直接聚合，并进行复杂的后处理，且为避免尘爆等风险，需要专门的打印室和配套设施等，是与塑料打印全然不同的两个领域。

大多数情况下，我们使用AA0.4的喷嘴打印，其相对其他直径有更多层厚选择，且打印时间更短。只在特殊情况下使用其他喷嘴，0.25来打印小件，0.8来打印大件。选择好喷嘴之后还要选择适合的材料，打印物品的性质和组合材料的兼容度都要考虑在内。

介绍完硬件部分，工程师也对软件部分进行了补充。打印预备工作包括打开图档，配置设置。可选择层高，填充，渐变填充，是否生成支撑，平台附着等设置，其中最容易导致打印失败的就是支撑的选择，一般可以选择推荐模式，或者对调整打印角度减少支撑。工程师同时简单介绍了界面功能，可以根据需要调整参数。一切就绪之后，就可以点击确认进行切片。

在此之上，使用者还可以根据需要选择双喷嘴模式，包括同材料不同色或不同材料的同时使用。支撑材料也有多种选择，包括使用模型材料（最方便，但更难剥离，支撑面会有瑕疵），主要在材料兼容性极差的情况下使用，如PP材料；使用PVA材料（适于复杂结构，可用水溶解）；使用Breakaway支撑材料（适于简单结构，但支撑表面可能有白色残留，且很难处理）。当使用双喷嘴打印时，可以在两种材料中选择一个做支撑，但尽量不要用软的材料做支撑，质地太软容易塌陷。

这几次工作坊 工程师们都准备了不同的3D打印成品带来给现场师生展示触摸，让大家都可以近距离观察3D打印的效果，接触有意思的设计模型。同时，问答环节穿插在不同的话题中，到场的师生们积极抢答工程师的关于分享内容的相关问题，非常有互动性，我们也为所有参与互动的同学送上3D打印制作的礼物。同学和老师们也问了Breakaway支撑设计等问题，工程师都进行了详细的解答。

笔记：陈昱瑾

视频后期：刘耀林 徐博石 黄佩弦

审核&排版：邓可琛

Ultimaker工作流程和建模工作坊

本次Fablab Makers Assemble Ⅱ 第二期工作坊于2023年3月23日下午三点半至五点进行，我们邀请了Ultimaker公司的工程师David和Jack和大家分享增材制造的技术。Ultimaker是一家成立于2012年的荷兰3D打印技术开发商和制造商。我校Fab Lab使用的Ultimaker S5 Pro即是Ultimaker的产品。

在课上，两位工程师围绕增材制造的价值、流程与FDM图纸设计指南为师生做了简要介绍。首先，工程师介绍了目前市面上主流的四种3D打印机。SLA/DLP型打印机运用了光固化成型的技术；PBF型打印机使用激光熔融尼龙粉末；Jetting型打印机喷射墨水并光固化；FDM型打印机热熔挤出线材（运用了物理变化）。不同的打印机适用于不同行业对机械性能、多样材料、批量生产、特征细节的需求。然后，工程师用图表简要说明了增材制造在模型复杂程度和成本方面相对于传统注塑法的优势与增材制造在产品的生命周期的机遇。

接下来，工程师向在场师生们介绍了增材制造的流程。通常，制造的第一步是产生3D打印的想法，如发现流程或功能可以通过3D打印来改进；第二步是设定产品需求（精度）；第三步是选择材料；第四步是设计和建模；第五步是准备3D打印模型（即切片）；接着是打印和后处理。最后，我们还要测试零件来验证制造是否达到预期的效果。

以Ultimaker的安全插头的诞生为例，工程师们因为遇到了打印机的插座开关的安全问题，所以产生了打印一个产品来解决问题的想法。接着，工程师们确定了产品的需求：它需要很容易地安装，但不能在打印机通过生产厂时被意外取出。因此，它的精度很重要。然后，工程师们选择了明黄色的PLA作为材料，既能满足需求，又在视觉上警示使用者。工程师们在切片时使用自定义模式来优化打印，并消除对支撑材料的需求，故而不需要后处理。

在接下来的部分，工程师介绍了FDM打印在打印和后处理时的一些注意事项。首先是打印层厚方面，层厚越大，阶梯纹越明显，细节越粗糙，打印时间越短。在精度控制上，我们要注意原材料塑料热胀冷缩的特性，并且PLA材料的收缩小，尼龙和ABS材料的收缩大。在后处理方面，如果打印使用了水溶性支撑PVA，我们还需要用水融化和移除支撑。在装配方面，设计者可以考虑模块化组件，也可以使用高强度胶水或螺丝螺母来组装物件。除此之外，FDM打印的图纸在设计阶段也有一些注意事项。设计者应该适当地增大底层表面，来增加模型附着力；同时，为了避免成型板上翘角和翘边，应该多用倒角、避免锋利边缘。这里，工程师用犀牛软件为大家直观地展现了如何在设计模型时巧用45度角构建过度面来节省支撑材料。同时，设计者也可以用水滴状结构代替圆形，来改善打印效果。最后，设计者也应该注意设计公差，预留0.2mm公差间隙。

本次工作坊的问答环节穿插在不同的话题中，到场的师生们积极抢答工程师的关于分享内容的相关问题，并且全部答对，我们也为所有参与互动的同学送上3D打印制作的礼物。同学和老师们也问了问题增材制造的应用、切片时的支撑设计等问题，工程师都进行了详细的解答。

笔记&排版：黄佩弦

视频后期：刘耀林 徐博石

审核：邓可琛

 Form 应用技术分享会回顾

本次图书馆Fablab分享会于2023年3月16日下午三点半至五点进行，我们邀请了Formlabs公司的刘工程师(William)进行3D打印Formlabs品牌的技术分享会。Formlabs于 2011年9月由麻省理工学院媒体实验室创立，是一家在世界上拥有广泛影响力的美国3D打印技术开发商和制造商。我校Fablab使用的Form3打印机即是Formlabs的产品。

在分享会上，刘工程师主要围绕Formlabs公司的产品Form3/Form3B，从3D打印的基本概念、流程、操作注意事项和使用软件等方面为师生们进行了简要介绍。Form3打印机实现3D打印的基本原理是利用立体光刻技术(stereolithography, SLA)，利用激光对光敏树脂的固化作用实现增材制造打印。而该公司最新的产品Form3则应用了当前世界上最先进的(low force stereolithography, LFS)技术。与之前的SLA技术相比，LFS技术能保证更加光滑的打印物品表面，大幅提高打印物品的精度并缩短打印后处理所需要的时间。

Form3打印机打印机使用的是热固性塑料：光聚合物树脂。常用的树脂材料可以分为透明、黑色、白色、灰色、快速、彩色等种类，不同的树脂具有不同的材料特性。以彩色3D为例，和传统光固化3D打印相比，彩色3D打印具有1000万丰富的颜色，无需后续手工上色，操作更便捷简单，可普遍应用于毕业设计、雕塑、建筑模型、文创产品等制造。又比如工程树脂相较于普通的树脂材料往往具有更加独特的物理特性，包括高韧性、刚性、耐高温性、弹性等等。

3D打印产生的物品还可以使用装配件进行修饰：如使用膨胀螺栓、热固镶件固定打印部件。3D打印的后处理流程也很重要，包括：清洗晾干，UV光固化，打磨抛光，拆支撑，上漆/电镀等等，经过处理的3D打印物品表面会更加光滑，质地更加细腻。和3D打印机配套使用的后处理工具包括手动清洗工具、“Form Wash”自动清洗机及“Form Cure”自动固化机等。此外，3D打印对于环境具有一定的要求，要求打印过程尽量在在通风良好、温度适宜的环境中进行，同时3D打印设备也需要定期进行保养维护。

在大家熟悉3D打印流程及基本知识后，刘工为大家介绍了与Form3打印机配套的切片软件PreForm的基本功能：如一键打印、打印模型缩放、打印角度设置和支撑编辑等等。在使用Preform设计打印参数时，我们应当遵守官方提供的设计指南的中具体的打印参数要求，如最小间距、最小排水孔直径等，以提高打印的成功率。刘工还推荐了一个拥有大量免费3D模型资源的网站：www.thingiverse.com。

在分享会最后的问答环节，刘工热情的向大家提出了几个知识分享的相关问题，并对听众的疑惑进行了详细的解答。接下来的四节课将会由Ultimaker的工程师们主讲，下一节课会为大家带来建模软件学习并且在课程结束后进行3D打印实操方面的指导，欢迎大家积极参与！

案例分享：孩之宝

Formlabs  和专注于玩具、棋盘游戏和媒体资产的美国跨国集团 Hasbro, Inc. 合作定制的3D制作的动作玩偶：孩之宝自拍系列。其个性化系统利用 Formlabs 3D打印机，允许人们设计一个六英寸长并带有面部特征的动作人偶，从原型设计发展为最终产品制造，允许粉丝根据知名电视节目、电影和漫画中的人物创建定制的动作人物。Formlabs 提供的数字制造系统允许任何公司创建适应性强的制造流程，从而实现大规模定制， 通过高性能3D打印机、材料和软件引领大规模和定制化制造的道路。

案例分享：迪嘉

迪嘉（Multiplus）是中国深圳的一家注塑成型公司，同时提供快速开模及小批量注塑服务。过去几年，小批量生产的需求激增，由于制造模具的复杂性和成本，传统上小批量生产的利润率较低。迪嘉转向3D打印，以探索适合更快地为较小订单生产更便宜的塑料模具，最终发现Formlabs的SLA 3D打印机与该公司的玻璃填充树脂材料Rigid 10K Resin非常适合他们的Babyplast工业注塑机，设计好模具后，迪嘉可以在一天内打印出模具并进行后处理，结合现有的模具金属框架，半小时内就可以组装好，然后开始注塑成型。该公司将每个模具的使用次数大约是100次，但对于更大的订单数量，可以一次3D打印多个模具。

笔记：刘耀林

视频后期：黄佩弦

审核&排版：邓可琛