3D打印作为一种新兴的增材制造技术,凭借其节省材料、无需开模、成型速度快等优势,在制造业日益站稳脚跟,成为当下备受关注的加工制造技术。其中,FDM型3D打印技术更是凭借加工精度高、经济成本低和操作环境佳成为多种3D打印技术中较受欢迎的一种。目前,FDM型3D打印领域的研究,更多关注的是技术更新,在一定程度上忽视了打印设备与人之间的交互关系,导致用户反馈存在操控机构操作不便、触摸屏信息传递效率不高及操作舒适性欠佳等问题。因此,亟需对FDM型3D打印机开展人机界面研究,准确定位用户反馈的相关问题,并形成具有较强针对性的解决方案。本文以典型桌面级FDM型3D打印机——CubePro 3D打印机为研究案例,基于人体工程学理论,利用CATIA V5的人机工程设计与分析模块,模拟操作者操作3D打印机的过程并对人体行为进行评估,验证人机界面设计的合理性,同时根据人体工程学相关理论数据对人机界面进行分析,计算出产品功能尺寸并进行优化设计。主要研究内容如下:1.人机界面设计舒适性解析。通过对CubePro 3D打印机的打印操作过程进行分析,结合用户反馈,指出主要存在的人机界面问题;归纳总结针对FDM型3D打印机人机界面的设计要求和设计原则,为下一步分析和设计提供理论指导;根据人体工程学中人体尺寸数据的应用原则,选择本文所采用人体模型的百分位数。2.FDM型3D打印机人机分析。在CATIA V5软件中建立CubePro 3D打印机的三维立体等比例模型,并选择合适的人体模型;运用CATIA V5的人机工程设计与分析模块,对操作者取打印垫和安装材料盒的过程进行人体行为评估,验证设备结构设计的合理性,并依据人体工程学中相关尺寸数据计算打印垫及印版、材料盒及托架的功能尺寸并提出改进建议;依据人机交互界面理论对触摸屏人机交互界面的组成元素进行分析,找出现存问题与不足,明确改进方向。3.方案设计与方案评价。结合人机界面的设计原则、设计要求及人机分析结果对人机界面进行优化设计;运用关联矩阵法对改进前后的人机界面开展综合评价,量化优化结果。