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# Day 4：制造工艺

> NEC 10 日集训第 4 天：3D 打印、CNC 雕刻机、激光雕刻机的安全操作与刀路/切片流程。

**主题**：3D 打印 · CNC 雕刻 · 激光雕刻 · 安全规范\
**建议时长**：3–4 小时\
**实践目标**：完成一次 3D 打印切片，了解 CNC 与激光雕刻的完整操作流程。

***

## 今日目标

1. 掌握 K1 系列 3D 打印机的耗材选择、切片与打印流程；
2. 了解 A416 主轴雕刻机的软件安装、刀路生成与对刀操作；
3. 了解 Falcon2 40W 激光雕刻机的安全使用与软件配置；
4. 建立实验室设备使用的安全意识。

***

## 必读材料

<CardGroup cols={2}>
  <Card title="K1 打印机使用说明书" icon="print" href="/mechanical/k1-printer-guide">
    耗材选择、BambuLab/Creality Print 切片、打印流程与故障排查。
  </Card>

  <Card title="主轴雕刻机软件安装指南" icon="screwdriver-wrench" href="/mechanical/cnc-engraver-installation">
    USB 驱动、CNC V4 控制软件、精雕与 NC 转换器安装步骤。
  </Card>

  <Card title="主轴雕刻机刀路生成" icon="route" href="/mechanical/cnc-engraver-toolpath">
    精雕软件绘图、刀路生成、导出 `.eng` 并转换为 `.nc`。
  </Card>

  <Card title="主轴雕刻机软件端操作" icon="desktop" href="/mechanical/cnc-engraver-operation">
    CNC V4 软件端连接、对刀、XY 定位、启动加工与安全注意事项。
  </Card>

  <Card title="Falcon2 40W 激光雕刻机指南" icon="fire" href="/mechanical/falcon2-laser-engraver">
    组装、LightBurn/Falcon 软件、对焦、固件升级与故障排查。
  </Card>

  <Card title="主轴雕刻机原始资料下载" icon="download" href="/mechanical/cnc-engraver-resources">
    雕刻机驱动、软件、PDF 与演示素材下载索引。
  </Card>
</CardGroup>

***

## 核心知识点

### 3D 打印

| 耗材   | 特点       | 适用场景   |
| ---- | -------- | ------ |
| PLA  | 易打印、无毒、脆 | 原型、外观件 |
| PETG | 韧性好、耐温略高 | 功能件    |
| ABS  | 强度高、需封箱  | 承力件    |
| TPU  | 柔性       | 缓冲、轮胎  |
| 光敏树脂 | 精度高、有气味  | 精细小件   |

**切片关键参数**：层厚、壁厚、填充密度、支撑、 brim/raft、打印温度、速度。

### CNC 雕刻机

1. **软件安装**：USB 驱动 → CNC V4 控制软件 → 精雕/NC 转换器；
2. **刀路生成**：在精雕软件中绘制图形 → 生成刀路 → 导出 `.eng` → 转换为 `.nc`；
3. **软件端操作**：连接机器 → 回机械原点 → 对刀 → 加载 NC → 启动加工；
4. **安全要点**：佩戴护目镜、固定工件、先空跑再加工、禁止戴手套操作旋转刀具。

### 激光雕刻机

* 使用前检查光路、对焦与排烟；
* 根据材料设置功率与速度；
* 严禁雕刻不明材料（如 PVC 会释放有毒气体）。

***

## K1 打印机实操培训

本节基于实验室常用 K1 / K1C / K1-Max 打印机，带你完成一次从耗材确认到打印结束的完整流程。详细参数与故障处理请查阅 [K1 打印机使用说明书](/mechanical/k1-printer-guide)。

### 打印前检查

<Steps>
  <Step title="确认耗材类型">
    查看料盘标签。实验室常用 PETG / PETG-CF，部分外观件使用 PLA。不同耗材的温度与速度参数不可混用。
  </Step>

  <Step title="检查进料与拨杆">
    确认耗材已正确穿入进料管，挤出机左侧拨杆处于闭合状态。若拨杆未闭合，电机转动也无法送料。
  </Step>

  <Step title="检查平台清洁度">
    用异丙醇或温和清洁剂擦拭打印平台，去除灰尘、油脂与残留耗材，避免首层脱落。
  </Step>

  <Step title="检查喷嘴状态">
    观察喷嘴周围是否有残留塑料。若有，可预热至 200–220℃ 后用干布或铜刷清理（避免烫伤）。
  </Step>
</Steps>

### 切片与导出

<Steps>
  <Step title="选择正确的打印机与耗材">
    在 BambuLab 或 Creality Print 中，将打印机型号切换为 K1 / K1C / K1-Max，耗材选择 PETG 或 PLA。
  </Step>

  <Step title="导入模型并摆放">
    拖入 `.STL` 文件，调整摆放角度，尽量减少悬垂面。必要时添加支撑或 brim。
  </Step>

  <Step title="设置切片参数">
    常用参数参考：层厚 0.2 mm、壁厚 3 层、填充 20%–30%、首层速度 20–30 mm/s、PETG 热床 75–85℃。
  </Step>

  <Step title="切片并导出 G-code">
    点击切片，检查预览无误后导出 `.gcode` 文件到 U 盘。
  </Step>
</Steps>

### 上机打印

<Steps>
  <Step title="插入 U 盘并选择文件">
    将 U 盘插入 K1 打印机，在屏幕选择 **U 盘**，找到刚才导出的 G-code。
  </Step>

  <Step title="确认温度与平台">
    打印开始后观察首层：耗材应均匀铺展，无翘边、无拉丝、无缺料。
  </Step>

  <Step title="前 30 分钟不离人">
    首层成功后再离开。若发现翘边、堵头或错位，及时暂停并处理。
  </Step>
</Steps>

### 常见故障现场处理

| 现象       | 可能原因        | 处理措施               |
| -------- | ----------- | ------------------ |
| 进料正常但不出料 | 挤出机拨杆未闭合    | 闭合拨杆，重新进料          |
| 喷嘴堵塞     | 耗材碳化或杂质     | 加热至 300℃，清理或通孔针疏通  |
| 首层翘边     | 平台不干净/热床温度低 | 清洁平台、调整热床温度、加 brim |
| 层间结合差    | 耗材受潮或温度不足   | 烘干耗材、提高打印温度        |
| 打印错位     | 皮带松动或速度过快   | 检查皮带张力、降低打印速度      |

***

## CNC 雕刻机实操培训

本节基于 A416 实验室主轴雕刻机，带你完成从软件准备到实际加工的完整流程。详细安装与参数请查阅 [主轴雕刻机软件安装指南](/mechanical/cnc-engraver-installation)、[刀路生成](/mechanical/cnc-engraver-toolpath) 与 [软件端操作](/mechanical/cnc-engraver-operation)。

### 加工前准备

<Steps>
  <Step title="确认软件已安装">
    安装 USB 驱动、CNC V4 控制软件、精雕软件与 NC 转换器。精雕安装密码见 [资料下载页](/mechanical/cnc-engraver-resources)。
  </Step>

  <Step title="准备工件与刀具">
    根据材料选择合适的刀具，固定工件（双面胶/夹具），确保加工过程中不会移动。
  </Step>

  <Step title="佩戴防护装备">
    必须佩戴护目镜，长发需束起，禁止戴手套操作旋转刀具。
  </Step>
</Steps>

### 刀路生成流程

<Steps>
  <Step title="绘制或导入图形">
    在精雕软件中绘制矢量图形，或导入 `.dxf` / `.bmp` 文件。
  </Step>

  <Step title="生成刀路">
    选择刀具、设置切削深度、进给速度、主轴转速，生成刀路。
  </Step>

  <Step title="导出 .eng">
    将刀路导出为 `.eng` 文件。
  </Step>

  <Step title="转换为 .nc">
    使用诺诚 NC 转换器将 `.eng` 转换为雕刻机可识别的 `.nc` 文件。
  </Step>
</Steps>

### 软件端操作

<Steps>
  <Step title="连接机器">
    打开 CNC V4 控制软件，通过 USB 连接雕刻机，确认通信正常。
  </Step>

  <Step title="回机械原点">
    点击回原点，让机器各轴回到初始位置。
  </Step>

  <Step title="对刀">
    * **X/Y 定位**：移动主轴到工件加工起点，设置为当前坐标原点；
    * **Z 对刀**：缓慢下降 Z 轴，使刀具刚好接触工件表面，清零 Z 坐标。
  </Step>

  <Step title="空跑验证">
    在不装刀具或抬高 Z 轴的情况下运行一次程序，确认路径无误。
  </Step>

  <Step title="启动加工">
    确认安全后启动主轴，开始加工。加工过程中不得离开，注意听声音、观察切屑。
  </Step>
</Steps>

### 常见故障现场处理

| 现象        | 可能原因          | 处理措施          |
| --------- | ------------- | ------------- |
| 刀具不转或主轴异响 | 主轴未启动或刀具装夹不紧  | 检查主轴启停、重新装夹刀具 |
| 加工路径偏移    | 对刀不准或工件松动     | 重新对刀、加固工件     |
| 刀具断裂      | 进给过快/切深过大/材料硬 | 降低进给与切深、更换刀具  |
| 软件无法连接机器  | 驱动未安装或 USB 松动 | 重装驱动、更换 USB 口 |
| 加工表面粗糙    | 转速过低或刀具磨损     | 提高主轴转速、更换刀具   |

***

## 实践任务

### 任务 1：3D 打印切片

使用 [Day 3](/training/day03-mechanical-modeling) 导出的 **STL** 文件：

1. 在 BambuLab 或 Creality Print 中导入模型；
2. 设置合理层厚（0.2mm）、填充密度（20%）、支撑（按需）；
3. 生成切片并导出 G-code；
4. 截图保存切片预览与预计时间。

### 任务 2：K1 打印机上机实操

在指导人员陪同下完成：

1. 检查耗材、拨杆与平台清洁度；
2. 对一个简单零件（如 Day 3 模型）完成切片并导出 G-code；
3. 在 K1 打印机上启动打印，观察首层并记录是否成功；
4. 若出现故障，对照上表尝试排查并记录处理过程。

### 任务 3：CNC 雕刻流程演练

在指导人员陪同下完成：

1. 观看 CNC 软件安装与刀路生成演示；
2. 记录对刀步骤（X/Y 定位、Z 对刀）；
3. 填写设备使用安全检查表。

### 任务 4：激光雕刻安全学习

阅读 [Falcon2 指南](/mechanical/falcon2-laser-engraver) 的安全章节，列出 3 条必须遵守的安全规则。

***

## 今日产出

* [ ] 一个已完成切片的 3D 打印 G-code 文件与切片截图；
* [ ] K1 打印机上机观察记录（首层状态、是否成功、故障处理）；
* [ ] CNC 对刀步骤笔记；
* [ ] 激光雕刻安全自查清单。

***

## 延伸阅读

* [底盘制作与布线 Day 5](/training/day05-chassis-build)
* [机械组十日集训 Day 4：拆除实践](/mechanical/ek-team-25-mechanical-training)