3D打印應(yīng)用技術(shù)與創(chuàng)新 第2版 課件全套 項(xiàng)目1-16 認(rèn)識(shí)3D打印、3D打印工作流程-逆向工程中的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)

項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)3D打印我國(guó)偉大的哲學(xué)家、思想家老子“合抱之木，生于毫末；九層之臺(tái)，起于壘土；千里之行，始于足下”，可以用來(lái)描述3D打印的原理和過(guò)程，即從細(xì)微特征不斷累計(jì)的方式制造三維實(shí)體。告誡人們無(wú)論做什么事情，都必須腳踏實(shí)地，從小事做起，經(jīng)過(guò)逐步的積累才能有所成就。翻轉(zhuǎn)課堂的起源翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的對(duì)比3D打印技術(shù)原理3D打印技術(shù)的特點(diǎn)1.11.21.31.13D打印技術(shù)原理同學(xué)們，你知道如圖所示的產(chǎn)品是怎么做出來(lái)的嗎？我們一起來(lái)看看吧！【項(xiàng)目導(dǎo)入】1.13D打印技術(shù)原理什么是3D打印技術(shù)?

3D打印技術(shù)是快速成形技術(shù)的一種，是一種通過(guò)電腦切片軟件將三維模型轉(zhuǎn)化為數(shù)字代碼，再控制3D打印機(jī)執(zhí)行數(shù)字代碼，最后運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料進(jìn)行逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體實(shí)體的技術(shù)，是用專用軟件將三維模型切成薄層或截面，3D打印設(shè)備用特殊的工藝方法層層粘結(jié)疊加成三維實(shí)體，最后進(jìn)行實(shí)體的后處理得到零件的形狀。1.23D打印技術(shù)的特點(diǎn)3D打印技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：1.生產(chǎn)過(guò)程數(shù)字化，技術(shù)集成度高。2.產(chǎn)品的復(fù)雜程度不會(huì)增加產(chǎn)品的成本。3.產(chǎn)品快速成型，無(wú)需組裝。4.制作技能門(mén)檻降低、設(shè)計(jì)空間無(wú)限。5.不占空間、便攜制造。6.節(jié)約環(huán)保的加工方式。7.對(duì)實(shí)體進(jìn)行精確的復(fù)制1.23D打印技術(shù)的特點(diǎn)3D打印技術(shù)有以下缺點(diǎn)：1.性能問(wèn)題3D打印技術(shù)是一種”累積制造“技術(shù)，決定了層和層之間即使黏結(jié)緊密，也無(wú)法達(dá)到傳統(tǒng)模具整體澆鑄成型的材料性能（如強(qiáng)度、塑性、韌性及機(jī)械加工性能等）。目前要滿足許多工業(yè)需求、機(jī)械用途或者進(jìn)一步機(jī)械加工，要達(dá)到作為功能性部件的要求還是有差距的。1.23D打印技術(shù)的特點(diǎn)2.材料問(wèn)題

目前可供3D打印使用的材料有限，且價(jià)格較貴。比如要制作一個(gè)金屬的電機(jī)外亮，目前打印這種樣品的原裝金屬粉末耗材每千克都在數(shù)萬(wàn)元，甚至數(shù)十萬(wàn)元人民幣。1.23D打印技術(shù)的特點(diǎn)3.精度問(wèn)題

由于分層制造存在“臺(tái)階效應(yīng)”，每個(gè)層雖然都分解得非常薄，但在一定微觀尺度下，仍會(huì)形成具有一定厚度的多級(jí)“臺(tái)階”，如果需要制造的對(duì)象表面是圓弧形，那么不可避免地會(huì)造成精度上的偏差。1.33D打印技術(shù)的歷史與發(fā)展1984年，將數(shù)字資源打印成三維立體模型的技術(shù)1986年，立體光刻工藝1988年，生產(chǎn)第一臺(tái)3D打印機(jī)SLA-2501988年，另外一種3D打印技術(shù)——熱熔解積壓成形(FDM)1989年，選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)1993年，三維打印技術(shù)(3DP)1996年，推出了三款產(chǎn)品，第一次使用了“3D打印機(jī)”的稱謂2005年，推出了世界上第一臺(tái)高精度彩色3D打印機(jī)2008年，全球首例可以實(shí)現(xiàn)不同模型材料同時(shí)噴射的技術(shù)2010年，第一臺(tái)用巨型3D打印機(jī)打印出整個(gè)身軀的轎車出現(xiàn)2011年，世界上第一架3D打印飛機(jī)創(chuàng)建完成2012年，宣布最大的噴墨3D打印機(jī)能打1米×0.8×0.5大小的物件一、3D打印技術(shù)簡(jiǎn)史1.33D打印技術(shù)的歷史與發(fā)展1990年，華科接觸到了剛問(wèn)世不久的3D打印機(jī)。1991年，華科成立快速制造中心，研發(fā)基于紙材料的3D打印設(shè)備。1994年，華科快速制造中心研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)基于薄材紙的LOM樣機(jī)1997年，賣出了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)光固化3D打印機(jī)。2012年，研發(fā)出全球最大的“3D打印機(jī)”2013年，中國(guó)首創(chuàng)用3D打印造造飛機(jī)鈦合金大型主承力構(gòu)件2013年，杭州電子科技大學(xué)等高校的科學(xué)家自主研發(fā)出一臺(tái)生物材料二、我國(guó)3D打印發(fā)展簡(jiǎn)史課堂作業(yè)說(shuō)說(shuō)3D打印對(duì)我們生活產(chǎn)生的影響。

課堂作業(yè)ThankYou!項(xiàng)目二3D打印工作流程

黨的二十大報(bào)告在“推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生”這一部分明確提出：統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、污染治理、生態(tài)保護(hù)、應(yīng)對(duì)氣候變化，協(xié)同推進(jìn)降碳、減污、擴(kuò)綠、增長(zhǎng)，推進(jìn)生態(tài)優(yōu)先、節(jié)約集約、綠色低碳發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電因其能夠減少總體碳排放和環(huán)境負(fù)面影響而在全球各地得到推廣。通過(guò)使用3D打印技術(shù)來(lái)制造熱塑性塑料葉片，大大提高葉片的可回收性。3D打印技術(shù)大大減少了發(fā)電機(jī)葉片的重量和成本至少10%，生產(chǎn)周期減少15%。保護(hù)環(huán)境，人人有責(zé)，充分利用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)采取有效的措施保護(hù)我們生活的家園。翻轉(zhuǎn)課堂的起源翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的對(duì)比三維模型構(gòu)建方法三維模型打印技術(shù)2.12.22.32.1三維模型構(gòu)建方法你知道3D打印技術(shù)主要應(yīng)用在哪些方面嗎？如何獲得小狗的3D模型呢？本項(xiàng)目就帶你來(lái)了解一下?！卷?xiàng)目導(dǎo)入】2.1三維模型構(gòu)建方法1.通過(guò)付費(fèi)或者免費(fèi)的方式從互聯(lián)網(wǎng)上獲得各種各樣的3D數(shù)據(jù)模型，而且基本上都是可以用來(lái)直接進(jìn)行3D打印的。2.基于圖像構(gòu)建3D模型。即通過(guò)照相機(jī)等設(shè)備對(duì)物體進(jìn)行照片采集，采集一組物體不同角度的序列照片，利用計(jì)算機(jī)輔助工具進(jìn)行圖形圖像處理以及三維計(jì)算，從而自動(dòng)生成被拍攝物體的3D模型。一、模型網(wǎng)站直接下載模型或基于圖像構(gòu)建3D模型2.1三維模型構(gòu)建方法1.AutoCAD2.UGNX二、利用3D建模軟件構(gòu)建模型2.1三維模型構(gòu)建方法3.Maya4.Rhino（犀牛）二、利用3D建模軟件構(gòu)建模型2.1三維模型構(gòu)建方法5.CATIA6.SolidWorks二、利用3D建模軟件構(gòu)建模型2.1三維模型構(gòu)建方法7.3dsMax6.8.Pro/E9.ZBrush10.Cinema4D二、利用3D建模軟件構(gòu)建模型2.1三維模型構(gòu)建方法三、利用三維掃描儀構(gòu)建3D模型1.三維掃描儀分類2.1三維模型構(gòu)建方法三、利用三維掃描儀構(gòu)建3D模型2.3D掃描儀的操作步驟：（1）前期的準(zhǔn)備工作（2）三維掃描儀校準(zhǔn)（3）對(duì)掃描物體表面進(jìn)行處理（4）開(kāi)始掃描工作（5）后期處理工作2.2三維模型打印技術(shù)一、光固化成型工藝簡(jiǎn)介(SLA)光固化成型工藝原理：計(jì)算機(jī)控制激光束按數(shù)控指令掃描，使盛于容器內(nèi)的液態(tài)光敏樹(shù)脂逐層固化，當(dāng)一層掃描完成后，未被照射的地方仍是液態(tài)樹(shù)脂。然后升降臺(tái)帶動(dòng)平臺(tái)下降一層高度，已成型的層面上又布滿一層樹(shù)脂，刮平器將黏度較大的樹(shù)脂液面刮平，然后再進(jìn)行下一層的掃描，新固化的一層牢固地粘在前一層上，如此重復(fù)直到整個(gè)零件制造完畢,得到一個(gè)三維實(shí)體模型。2.2三維模型打印技術(shù)二、熔融沉積3D打印工藝簡(jiǎn)介(FDM)熔融沉積(簡(jiǎn)稱FDM)又叫熔絲沉積，它是將絲狀的熱熔性材料加熱熔化，通過(guò)帶有一個(gè)微細(xì)噴嘴的噴頭擠噴出來(lái)。噴頭可在水平面沿著X、Y軸方向移動(dòng)，而工作臺(tái)則沿高度Z軸方向移動(dòng)。如果熱熔性材料的溫度始終稍高于固化溫度，而成型部分的溫度稍低于固化溫度，就能保證熱熔性材料擠噴出噴嘴后，隨即與前一層面熔結(jié)在一起。一個(gè)層面沉積完成后，工作臺(tái)按預(yù)定的增量下降一個(gè)層的厚度，再繼續(xù)熔噴沉積，直至完成整個(gè)實(shí)體造型。2.2三維模型打印技術(shù)三、選擇性激光燒結(jié)工藝簡(jiǎn)介(SLS)SLS工藝是利用粉末材料（金屬粉末或非金屬粉末）在激光照射下燒結(jié)的原理，在計(jì)算機(jī)控制下層層堆積成形。SLS的原理與SLA十分相像，主要區(qū)別在于所使用的材料及其形狀。SLA所用的材料是液態(tài)的紫外光敏可凝固樹(shù)脂，而SLS則使用粉狀的材料。這是該項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)之一，因?yàn)槔碚撋先魏慰扇鄣姆勰┒伎梢杂脕?lái)制造模型，這樣的模型可以用作真實(shí)的原型制件。2.2三維模型打印技術(shù)四、三維噴涂粘結(jié)3D打印工藝簡(jiǎn)介首先鋪粉或鋪基底薄層（如紙張），利用噴嘴按指定路徑將液態(tài)黏結(jié)劑噴在預(yù)先鋪好的粉層或薄層上特定區(qū)域，逐層粘結(jié)后去除多余底料便得到所需形狀制件。也可以直接逐層噴涂陶瓷或其他材料粉漿，硬化后得到所需形狀的制件。2.2三維模型打印技術(shù)五、激光選區(qū)熔化成形技術(shù)(SLM)激光選區(qū)熔化成形技術(shù)是以原型制造技術(shù)為基本原理發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的激光增材制造技術(shù)。通過(guò)專用軟件對(duì)零件三維數(shù)模進(jìn)行切片分層，獲得各截面的輪廓數(shù)據(jù)后，利用高能量激光束根據(jù)輪廓數(shù)據(jù)逐層選擇性地熔化金屬粉末，通過(guò)逐層鋪粉，逐層熔化凝固堆積的方式，制造三維實(shí)體零件。2.3三維模型后處理的方法及步驟一、3D打印模型初步整理1.取下模型3D打印模型在打印完成之后，一定要等待幾分鐘至冷卻后才能從打印平臺(tái)取下，防止模型的變形。在打印模型冷卻之后，用鏟刀沿著模型的底部四周輕撬輕動(dòng)，不要只沿著一個(gè)方向用力，防止對(duì)模型造成損壞。對(duì)于模型底部粘結(jié)過(guò)于牢固的情況，可以再對(duì)已經(jīng)冷卻的加熱平臺(tái)升溫到45～60℃，用鏟刀稍稍用力撬動(dòng)，模型就可以取下。2.3三維模型后處理的方法及步驟2.支撐去除去除支撐材料時(shí)大部分采用剪刀、剪鉗（刃ロ由高強(qiáng)度金屬制成且成斜口，也稱為斜口鉗）等工具。3.模型修復(fù)模型在從3D打印機(jī)上取下時(shí)，由于很多原因可能會(huì)造成模型的缺損，這時(shí)就需要對(duì)模型進(jìn)行一些修復(fù)。2.3三維模型后處理的方法及步驟2.支撐去除去除支撐材料時(shí)大部分采用剪刀、剪鉗（刃ロ由高強(qiáng)度金屬制成且成斜口，也稱為斜口鉗）等工具。3.模型修復(fù)模型在從3D打印機(jī)上取下時(shí)，由于很多原因可能會(huì)造成模型的缺損，這時(shí)就需要對(duì)模型進(jìn)行一些修復(fù)。2.3三維模型后處理的方法及步驟二、3D打印模型表面修整1.打磨拋光（1）銼刀粗打磨（2）砂紙打磨（3）電動(dòng)工具打磨拋光2.珠光處理3.化學(xué)方法拋光（1）化學(xué)溶液（拋光液）法（2）丙酮熏蒸法（3）電動(dòng)工具打磨拋光2.3三維模型后處理的方法及步驟三、3D打印模型上色技巧現(xiàn)有的3D打印技術(shù)，除了石膏粉末彩色著色和紙張3D打印機(jī)能打印全彩的產(chǎn)品模型外，一般的技術(shù)還只能打印單色的模型，所以為了突破3D打印機(jī)的限制，讓模型顏色豐富多彩，需要在模型制作完畢和表面打磨拋光后，進(jìn)行涂裝上色的工序。了解模型上色制作過(guò)程和上色方式，結(jié)合打印材料的屬性，進(jìn)行多次實(shí)踐，可以將模型變得生動(dòng)和富有層次。3D打印模型作為模型制作的一種方式，很多上色和后整理技巧都可以參照軍事模型、動(dòng)漫模型的處理方法。課堂作業(yè)課堂作業(yè)

三維模型打印之后，某些模型需要將支撐去除，試述怎樣將支撐材料去除？ThankYou!項(xiàng)目三3D打印技術(shù)應(yīng)用

醫(yī)學(xué)上存在大量的定制化需求，難以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)，而這恰是3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。3D打印技術(shù)給現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展提供了廣闊的應(yīng)用前景。例如，人體關(guān)節(jié)中軟骨組織受損可導(dǎo)致諸如致殘性關(guān)節(jié)炎，是一種比較常見(jiàn)的疾病，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)采用植入式“腳手架”狀結(jié)構(gòu)來(lái)幫助治療此病。研究人員已開(kāi)發(fā)出一種適用于治療軟骨組織疾病的材料，部分由軟質(zhì)聚合物組成，具有類似軟骨的稠度，過(guò)渡到骨狀硬質(zhì)陶瓷。這兩種材料通過(guò)3D打印而成“腳手架”狀結(jié)構(gòu)，其孔隙網(wǎng)絡(luò)使軟骨和骨細(xì)胞能遷移到它們中，加上這些孔隙也允許血管滲透，可以精確地適應(yīng)每位患者的特定治療。翻轉(zhuǎn)課堂的起源翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的對(duì)比3D打印在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用3D打印技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用3.13.23.33.43.53.13D打印在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用1.新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的設(shè)計(jì)驗(yàn)證與功能驗(yàn)證3.13D打印在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用2.可制造性、可裝配性檢驗(yàn)和供貨詢價(jià)、市場(chǎng)宣傳。在新產(chǎn)品投產(chǎn)之前，可以用3D打印技術(shù)制作出全部零件原型，原型可以用來(lái)做裝配模擬，觀察工件之間如何配合、如何相互影響。然后進(jìn)行試安裝，驗(yàn)證安裝工藝與裝配要求，若發(fā)現(xiàn)有缺陷，便可以迅速、方便地進(jìn)行糾正。3.13D打印在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用3.單件、小批量和特殊復(fù)雜零件的直接生產(chǎn)。對(duì)于高分子材料的零部件，可用高強(qiáng)度的工程塑料直接進(jìn)行3D打印，滿足使用要求對(duì)于復(fù)雜金屬零件，可通過(guò)快速鑄造成型獲得。該項(xiàng)應(yīng)用對(duì)航空、航天及國(guó)防工業(yè)有特殊意義。3.23D打印技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用一、SLA工藝直接制模SLA工藝制模的特點(diǎn)：模具表面的尺寸精度高、粗糙度低。尺寸精度不易保證,模具易發(fā)生翹曲,在成型過(guò)程中應(yīng)設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)。適用于小型的模具生產(chǎn)。直接可以得到塑料模具。成型時(shí)間長(zhǎng),往往需要二次固化。3.23D打印技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用二、LOM工藝直接制模LOM制模的特點(diǎn)：適用于制造中大型模具。后續(xù)打磨處理耗時(shí)費(fèi)力,模具制造周期增加,成本高。成型過(guò)程無(wú)須設(shè)計(jì)和制作支撐結(jié)構(gòu),模具翹曲變形小。有良好的力學(xué)性能和較高的強(qiáng)度,但薄壁件的抗拉強(qiáng)度和彈性不夠好。3.23D打印技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用三、SLS工藝直接制模SLS制模的特點(diǎn)：模具的強(qiáng)度高，在成型過(guò)程中無(wú)須設(shè)計(jì)、制作支撐材料。能直接成型塑料、陶瓷和金屬模具。適合中、小模具的制作。模具結(jié)構(gòu)疏松、多孔,且有內(nèi)應(yīng)力，易變形。3.33D打印在快速鑄造中的應(yīng)用快速鑄造技術(shù)的基本原理就是利用3D打印技術(shù)直接或間接制造鑄造用的蠟?zāi)?、消失模、模樣、模板、型心或型殼等，然后結(jié)合傳統(tǒng)鑄造工藝，快速地制造精密鑄件。3.43D打印在醫(yī)療上的應(yīng)用一、用于教學(xué)和病例討論、模擬手術(shù)、整形手術(shù)效果比較復(fù)雜外科手術(shù)往往需要在三維模型上進(jìn)行演練以確保手術(shù)的成功。3D打印技術(shù)可滿足這種要求。由于有了解剖模型，醫(yī)生可以有效地與病人溝通，借助于病人自己的解剖模型，醫(yī)生可以指出關(guān)鍵的區(qū)域，從而增加病人的理解。模型增加了病人對(duì)治療的理解，這比晦澀的二維X光照片要好理解得多。3.43D打印在醫(yī)療上的應(yīng)用二、設(shè)計(jì)和制作可植入假體3.53D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用一、成型建筑模型在房屋建設(shè)中，為了更好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖和展示建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)圖紙與建筑模型是必不可少的。以往手工制作的模型，大多精度不夠，而3D打印技術(shù)則彌補(bǔ)了其不足，3D打印出的建筑模型更加立體、更加直接，能更好地表達(dá)設(shè)計(jì)者的思想。3.53D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用二、直接打印真實(shí)建筑課堂作業(yè)課堂作業(yè)

簡(jiǎn)述3D打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中有哪些應(yīng)用。ThankYou!項(xiàng)目四光固化成型工藝（SLA）3D打印技術(shù)（亦稱增材制造）已發(fā)展成為融合材料設(shè)計(jì)、制造工藝、應(yīng)用開(kāi)發(fā)為一體的功能化制造技術(shù)。聚酰亞胺作為3D打印成型一種特種工程材料，已廣泛應(yīng)用于航空、航天、微電子、納米、液晶等領(lǐng)域。然而，對(duì)于聚酰亞胺開(kāi)展復(fù)雜成形與數(shù)字加工極為困難，造成其應(yīng)用對(duì)象受限。只有創(chuàng)新才有發(fā)展，只有發(fā)展才有出路。創(chuàng)新是一個(gè)民族發(fā)展進(jìn)步的靈魂精神，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力，新時(shí)代青年要具備創(chuàng)新的意識(shí)，發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新的精神，不斷開(kāi)拓，實(shí)現(xiàn)新發(fā)展。翻轉(zhuǎn)課堂的起源翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的對(duì)比光固化成型工藝原理光固化成型工藝特點(diǎn)4.14.24.34.44.5

光固化成型技術(shù)以光敏樹(shù)脂為原料，利用光能的化學(xué)和熱作用使樹(shù)脂材料固化，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制光源的移動(dòng)使其凝固成型。傳統(tǒng)的光固化成型工藝主要以激光作為光源的掃描線掃描方式。隨著光固化成型工藝的發(fā)展，又產(chǎn)生了以LCD、DLP投影燈作為光源的面掃描式成型工藝。4.1光固化成型工藝原理4.1光固化成型工藝原理1.

激光掃描光固化成型4.1光固化成型工藝原理2.面掃描光固化成型4.2光固化成型工藝特點(diǎn)一、光固化成型工藝的優(yōu)點(diǎn)：1.尺寸精度高。SLA原型的尺寸精度可以達(dá)到±0.1mm。2.成型過(guò)程自動(dòng)化程度高。SLA系統(tǒng)非常穩(wěn)定，加工開(kāi)始后，成型過(guò)程可以完全自動(dòng)化，直至原型制作完成。3.表面質(zhì)量較好。雖然在每層固化時(shí)側(cè)面及曲面可能出現(xiàn)臺(tái)階，但上表面仍可得到玻璃狀的效果。

4.可以制作結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜的模型。5.可以直接制作面向熔模精密鑄造的具有中空結(jié)構(gòu)的消失型。4.2光固化成型工藝特點(diǎn)二、光固化成型工藝的缺點(diǎn)：1.制件易變形。成型過(guò)程中材料發(fā)生物理和化學(xué)變化，制件較易彎曲。2.需要設(shè)計(jì)工件的支撐結(jié)構(gòu)，否則會(huì)引起成型件變形。3.設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)及維護(hù)成本較高。液態(tài)樹(shù)脂材料和激光器的價(jià)格較高。4.可使用的材料種類較少。目前可用的材料主要為感光性的液態(tài)樹(shù)脂材料。5.液態(tài)樹(shù)脂具有氣味和毒性，并且需要避光保護(hù)。6.成型后的原型樹(shù)脂一般并未完全固化，為提高模型的使用性能和尺寸穩(wěn)定性，通常需要二次固化。4.3光固化成型工藝過(guò)程光固化成型技術(shù)的工藝過(guò)程如圖所示。一、CAD模型創(chuàng)建及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換二、模型擺放及添加支撐4.3光固化成型工藝過(guò)程三、模型切片分層四、分層疊加成形過(guò)程五、后處理4.3光固化成型工藝過(guò)程

整個(gè)零件完整成型后，需要借助工具從成型設(shè)備上取下，進(jìn)行零件的清洗、未固化樹(shù)脂排出、支撐去除、表面打磨和涂覆等處理，以后將制件置于大功率紫外燈箱中作進(jìn)一步的內(nèi)腔固化。一、光固化成型加工材料的基本要求4.4光固化成型工藝的適用材料

光敏性好，受到加工光照迅速固化。加工固化后質(zhì)量高。非加工狀態(tài)下穩(wěn)定性好。環(huán)境友好性，應(yīng)當(dāng)是無(wú)毒、無(wú)污染的，以避免對(duì)加工者和環(huán)境造成危害。較低的成本。為了能使光固化成型加工更易推廣。二、光敏樹(shù)脂4.4光固化成型工藝的適用材料

基于光固化成型加工方式的要求，光敏樹(shù)脂類材料成了目前應(yīng)用最為廣泛、主流的光固化成型3D打印材料。所謂光敏樹(shù)脂又被稱為UV（UltravioletRays）樹(shù)脂，是一種對(duì)紫外線敏感的正常（加工之前）形態(tài)為液態(tài)的樹(shù)脂。目前應(yīng)用的光敏樹(shù)脂有多種，其成分也不盡相同。但典型光固化成型用光敏樹(shù)脂均由以下幾種基本成分組成：低分子聚合物、活性單體、光引發(fā)劑、填料和助劑。三、光敏樹(shù)脂的分類4.4光固化成型工藝的適用材料根據(jù)光引發(fā)劑的引發(fā)機(jī)理，光固化樹(shù)脂可以分為三類：自由基光固化樹(shù)脂、陽(yáng)離子光固化樹(shù)脂和混雜型光固化樹(shù)脂。四、光敏樹(shù)脂研究現(xiàn)狀光固化成型誤差分類4.5光固化成型工藝的精度一、前期數(shù)據(jù)處理誤差

1.STL格式文件轉(zhuǎn)換誤差4.5光固化成型工藝的精度

2.分層處理誤差4.5光固化成型工藝的精度4.5光固化成型工藝的精度二、成型加工誤差1.機(jī)器誤差設(shè)備誤差主要是成型機(jī)造成的，也就是所謂設(shè)備誤差。設(shè)備誤差是提高制件精度的硬件基礎(chǔ)，不容忽視。設(shè)備誤差主要是體現(xiàn)在三個(gè)方向上。工作臺(tái)軸方向的運(yùn)動(dòng)誤差。X、Y方向同步帶變形。成型制作的掃描工作中，還會(huì)存在另外兩個(gè)問(wèn)題：其一，制成件精度會(huì)受系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)慣性左右。其二，掃描機(jī)構(gòu)振動(dòng)對(duì)成型制件精度的影響。4.5光固化成型工藝的精度2.樹(shù)脂收縮變形產(chǎn)生的誤差光固化成型工藝中，制件的質(zhì)量產(chǎn)生影響的主要因素是光敏樹(shù)脂固液態(tài)的變化。液態(tài)光敏樹(shù)脂在固化過(guò)程中都會(huì)發(fā)生收縮，收縮會(huì)在工件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，沿層厚從正在固化的層表面向下，隨固化程度不同，層內(nèi)應(yīng)力呈梯度分布。在層與層之間，新固化層收縮時(shí)要受到層間粘合力限制。層內(nèi)應(yīng)力和層間應(yīng)力的合力作用致使工件產(chǎn)生翹曲變形。4.5光固化成型工藝的精度3.加工參數(shù)設(shè)置誤差4.5光固化成型工藝的精度三、后處理誤差光固化快速成型過(guò)程完成后，要從成型機(jī)上將已成型的制件取出，將支撐結(jié)構(gòu)剝離，如果工件內(nèi)有沒(méi)有被凝結(jié)充分的樹(shù)脂還需進(jìn)行再次固化處理。之后還要對(duì)實(shí)體原型進(jìn)行后處理，即拋光、上色和打磨等，依然會(huì)影響制成件精度?，F(xiàn)將其主要影響分為以下三種：4.5光固化成型工藝的精度三、后處理誤差光固化快速成型過(guò)程完成后，要從成型機(jī)上將已成型的制件取出，將支撐結(jié)構(gòu)剝離，如果工件內(nèi)有沒(méi)有被凝結(jié)充分的樹(shù)脂還需進(jìn)行再次固化處理。之后還要對(duì)實(shí)體原型進(jìn)行后處理，即拋光、上色和打磨等，依然會(huì)影響制成件精度。現(xiàn)將其主要影響分為以下三種：去除支撐引起的誤差，濕度、溫度以及自然光等環(huán)境情況的影響產(chǎn)生的制件精度誤差，二次固化處理及表面處理產(chǎn)生的誤差。課堂作業(yè)課堂作業(yè)

光固化成型對(duì)材料的要求？ThankYou!項(xiàng)目五疊層實(shí)體制造工藝（LOM）

目前我國(guó)的高端3D打印技術(shù)，主要是應(yīng)用在航空航天，工業(yè)機(jī)械以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域關(guān)鍵部件的制造上。應(yīng)用3D打印技術(shù)，幾乎能制造出任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件，且能實(shí)現(xiàn)減重，這是傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法相提并論的。同時(shí)，中國(guó)是第一個(gè)掌握了大型構(gòu)件激光立體成形技術(shù)的國(guó)家，復(fù)雜精密金屬結(jié)構(gòu)件的增材制造裝備與應(yīng)用已達(dá)到世界先進(jìn)水平，并且第一個(gè)將其應(yīng)用在了戰(zhàn)斗機(jī)和民航客機(jī)上。翻轉(zhuǎn)課堂的起源翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的對(duì)比疊層實(shí)體制造工藝原理疊層實(shí)體制造工藝特點(diǎn)5.15.25.35.45.5

用CO2激光器在剛粘接的新層上切割出零件截面輪廓和工件外框，并在截面輪廓與外框之間多余的區(qū)域內(nèi)切割出上下對(duì)齊的網(wǎng)格；激光切割完成后，工作臺(tái)帶動(dòng)已成形的工件下降，與帶狀片材(料帶)分離；供料機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)收料軸和供料軸，帶動(dòng)料帶移動(dòng)，使新層移到加工區(qū)域；工作臺(tái)上升到加工平面；熱壓輥熱壓，工件的層數(shù)增加一層，高度增加一個(gè)料厚；再在新層上切割截面輪廓5.1疊層實(shí)體制造工藝原理5.1疊層實(shí)體制造工藝原理

疊層實(shí)體制造成型工件5.1疊層實(shí)體制造工藝原理

一、光疊層實(shí)體制造優(yōu)點(diǎn)：1.制作精度高，翹曲變形較??；2.成型速度較快，易于制造大型零件；該工藝只需在片材上切割出零件截面的輪廓，而不用掃描整個(gè)截面，因此常用于加工內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的大型零件。3.原材料價(jià)格便宜，原型制作成本低；4.成型時(shí)無(wú)須設(shè)計(jì)支承，前期處理的工作量??；5.原型具有較高的硬度和較好的力學(xué)性能，可進(jìn)行切削加工。5.2疊層實(shí)體制造工藝特點(diǎn)

二、疊層實(shí)體制造缺點(diǎn)1.材料利用率低，并且廢料不能重復(fù)利用；2.工件表面有臺(tái)階紋，其高度為材料的厚度（通常為0.1mm）。因此表面質(zhì)量相對(duì)較差，成型后需進(jìn)行表面打磨；3.工件易吸濕膨脹變形，成型后應(yīng)盡快進(jìn)行表面防潮處理；4.工件特別是薄壁件的抗拉強(qiáng)度和彈性不夠好；5.去除廢料的工作比較費(fèi)時(shí)，并且有些廢料剝離比較困難；6.疊層方向和垂直于疊層方向上的機(jī)械特性差異非常大。5.2疊層實(shí)體制造工藝特點(diǎn)

LOM成型的一般工藝過(guò)程：5.3疊層實(shí)體制造工藝過(guò)程

疊層塊的濕變形引起的尺寸和重量變化：5.3疊層實(shí)體制造工藝過(guò)程

打磨成型表面：5.3疊層實(shí)體制造工藝過(guò)程

表面涂覆滲透：5.3疊層實(shí)體制造工藝過(guò)程

拋光后的表面：5.3疊層實(shí)體制造工藝過(guò)程

一、疊層實(shí)體制造工藝材料之一———紙5.4疊層實(shí)體制造工藝的適用材料（1）紙纖維的組織結(jié)構(gòu)要好。（2）紙的厚薄要適中。（3）要有一定的力學(xué)性能，能承受一定的拉力。（4）涂膠后的紙厚薄必須均勻。1.紙的要求

5.4疊層實(shí)體制造工藝的適用材料（1）多孔性（2）反應(yīng)性（3）化學(xué)特性和機(jī)械特性2.紙的一般特性

5.4疊層實(shí)體制造工藝的適用材料

纖維結(jié)構(gòu)較長(zhǎng)較粗大，在各個(gè)方向上交織緊密，就具有較強(qiáng)的力學(xué)性能，可有效改善剝離分層。表面纖維具有一定的空隙，有利于膠的滲透和粘合。3.紙的性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

二、疊層實(shí)體制造工藝材料之一———熱熔膠5.4疊層實(shí)體制造工藝的適用材料（1）熔點(diǎn)不太高(70一120O℃)，室溫固化比較快，有利于涂布。（2）熔融狀態(tài)下與紙具有較好的涂掛性和涂勻性。（3）在紙纖維中有一定的滲透能力，和紙有較好的潤(rùn)濕性和親和性，粘結(jié)牢固。（4）吸濕性較低，在制件保存過(guò)程中不會(huì)引起較大的形變。（5）有利于廢料的剝離，后處理方便。1.疊層實(shí)體制造工藝用膠的基本要求

5.4疊層實(shí)體制造工藝的適用材料

熱熔膠在一定溫度范圍內(nèi)熔融具有一定的流動(dòng)性在LOM機(jī)的加熱輥下，把紙層層牢固粘合。切割時(shí)如果在激光的能量范圍內(nèi)，熱熔膠能夠發(fā)生分解或炭化，將有利于廢料剝離。2.熱熔膠的一般性能

5.5疊層實(shí)體制造工藝的精度一、分層切片產(chǎn)生誤差1.分層產(chǎn)生的臺(tái)階誤差分析2.減小臺(tái)階誤差的方法二、粘膠厚度對(duì)精度的影響1.粘膠厚度產(chǎn)生的誤差分析2.改善粘膠厚度均勻分布的措施

5.5疊層實(shí)體制造工藝的精度三、制件的熱變形引起翹曲變形1.制件的熱變形翹曲分析2.改善熱變形翹曲的措施四、制件的吸濕變形引起翹曲變形1.制件的吸濕變形分析2.減小制件的濕變形的措施課堂作業(yè)課堂作業(yè)

影響疊層制造成型技術(shù)成型件精度的主要因素有哪些？解決措施是什么？ThankYou!項(xiàng)目六熔融沉積制造工藝(FDM)

文創(chuàng)作品是熔融沉積成型工藝的重要應(yīng)用之一，包括品牌標(biāo)志、品牌吉祥物、動(dòng)漫角色等。文創(chuàng)產(chǎn)品承載著中國(guó)傳統(tǒng)美學(xué)、情感體驗(yàn)等文化，而制作3D打印文創(chuàng)作品不僅要有專業(yè)的技術(shù)技能，還要有自覺(jué)傳承、傳播與發(fā)展中國(guó)傳統(tǒng)文化、紅色文化、社會(huì)主義核心價(jià)值觀的責(zé)任感和使命感。要立足時(shí)代，加強(qiáng)新材料、新工藝研究，具有較強(qiáng)的以3D打印技術(shù)技能服務(wù)中華民族復(fù)興、實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的理想信念。翻轉(zhuǎn)課堂的起源翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的對(duì)比熔融沉積成型工藝原理熔融沉積成型工藝特點(diǎn)6.16.26.36.46.5

熔融沉積是采用絲狀材料作為加工物質(zhì)，成型設(shè)備主要由送絲構(gòu)、噴嘴、工作臺(tái)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及控制系統(tǒng)組成。噴頭裝置在計(jì)算機(jī)的控制下做X、Y方向的平面運(yùn)動(dòng)，而工作臺(tái)做Z方向的運(yùn)動(dòng)。絲狀熱塑性材料由供絲機(jī)構(gòu)送至噴頭，并在噴頭中加熱至熔融態(tài)，然后被選擇性地涂覆在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成加工工件截面輪廓。當(dāng)一層成形完成后，工作臺(tái)下降一截面層的高度，噴頭再進(jìn)行下一層的涂覆，如此循環(huán)，最終形成三維實(shí)體。6.1熔融沉積成型工藝原理一、熔融沉積成型原理6.1熔融沉積成型工藝原理

通過(guò)控制FDM噴頭加熱器，直接將材料加熱熔化，采用一對(duì)夾持輪將絲材插入加熱腔入口，電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)將絲材送往噴頭內(nèi)，已熔融的物料包裹在料絲外，從而把熔融態(tài)的材料從噴嘴中擠出。6.1熔融沉積成型工藝原理二、熔融沉積成型擠出過(guò)程

柱塞式擠出方式即通過(guò)兩個(gè)摩擦輪將料絲夾緊，然后依靠摩擦輪運(yùn)動(dòng)將料絲送入加熱器內(nèi)，使固態(tài)料絲加熱到熔融態(tài)，再靠絲料的活塞推進(jìn)作用將熔融態(tài)絲料由噴嘴擠出，完成絲料的堆積成型。6.1熔融沉積成型工藝原理三、熔融沉積成型出絲系統(tǒng)1.柱塞式擠出方式螺桿式擠出方式是通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)螺桿協(xié)同同步齒形帶傳動(dòng)與送料箱，將料絲送入成型頭內(nèi)，再通過(guò)加熱棒將料絲加熱到熔融態(tài)，并在螺桿的運(yùn)動(dòng)下將熔融態(tài)料絲從噴嘴中擠出，最后完成料絲的堆積成型。6.1熔融沉積成型工藝原理2.螺桿式擠出方式6.1熔融沉積成型工藝原理3.絲料的送絲方式6.2熔融沉積成型工藝特點(diǎn)一、熔融沉積成型工藝的優(yōu)點(diǎn)：1.成本低。2.原材料的利用率高。3.設(shè)備、材料體積較小，原材料以材料卷的形式提供，易于搬運(yùn)和快速更換。4.成型材料范圍較廣。5.原材料在成型過(guò)程中無(wú)化學(xué)變化，制件的翹曲變形小。6.環(huán)境污染較小。在整個(gè)打印過(guò)程中不涉6.2熔融沉積成型工藝特點(diǎn)二、熔融沉積成型工藝的缺點(diǎn)：1.精度低。2.強(qiáng)度低。尤其是沿Z軸方向的材料強(qiáng)度比較弱，達(dá)不到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。3.打印時(shí)間長(zhǎng)。需按橫截面形狀逐步打印，成型過(guò)程中受到一定的限制，制作時(shí)間長(zhǎng)。4.需要支撐材料。在成型過(guò)程中需要加入支撐材料，在打印完成后要進(jìn)行剝離。6.3熔融沉積成型工藝過(guò)程熔融沉積成型的工藝流程圖如下所示：6.3熔融沉積成型工藝過(guò)程一、CAD模型構(gòu)建STL文件是3D打印機(jī)通用數(shù)據(jù)格式，大部分CAD建模系統(tǒng)都支持該格式，如專業(yè)級(jí)建模軟件UG，Pro/E，AutoCAD，SolidWorks等，也有普通用戶的建模軟件，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的操作編輯3D模型，如Autodesk123、3Done等，在CAD系統(tǒng)或反求系統(tǒng)中獲得零件的三維模型后，就可以將其以STL格式輸出，供3D打印成型系統(tǒng)使用。6.3熔融沉積成型工藝過(guò)程二、模型分層處理

完成STL文件格式的檢查和修復(fù)后，選擇成型的方向可以方便準(zhǔn)確地制造實(shí)物。利用分層程序選擇參數(shù)并將模型分層，得到每一薄片層的平面信息及其有關(guān)的三角形面片數(shù)據(jù)。FDM成形中，每一個(gè)層片都是在上一層上堆積而成，上一層對(duì)當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。6.3熔融沉積成型工藝過(guò)程三、分層疊加成型

升高工作臺(tái)并靠近噴頭，到較近距離時(shí)改用較小的升降速度，繼續(xù)升高工作臺(tái)并貼緊噴頭，噴頭與工作臺(tái)的高度可以根據(jù)底面粘結(jié)情況微調(diào)，一般成型機(jī)在正式打印前需要進(jìn)行該步調(diào)平工作。6.3熔融沉積成型工藝過(guò)程四、后處理

加工過(guò)程結(jié)束后，從工作臺(tái)上取出模型，然后進(jìn)行檢驗(yàn)及后續(xù)處理。熔融沉積成型的后處理步驟主要包括去除支撐、模型打磨、拋光、噴涂上色等過(guò)程。6.4熔融沉積成型工藝的適用材料一、熔融沉積成型工藝對(duì)材料的要求

1.能承受一定高溫。2.與成型材料不浸潤(rùn)，便于后處理。3.具有水溶性或者酸溶性。4.具有有較低的熔融溫度。5.流動(dòng)性要好。6.4熔融沉積成型工藝的適用材料二、熔融沉積成型材料根據(jù)以上特征，目前市場(chǎng)上主要的FDM材料包括ABS、PLA、PC、PP、合成橡膠等。PLA材料6.5熔融沉積成型工藝精度一、材料特性對(duì)誤差的影響二、層厚與噴頭內(nèi)徑

層厚參數(shù)取決于噴頭內(nèi)徑的大小，因?yàn)閮?nèi)徑大小會(huì)直接影響到噴頭出絲的粗細(xì)。成形工藝過(guò)程中，為了保證層與層之間能夠形成一定的擠壓，為使得兩層之間黏合形成牢固的一體式結(jié)構(gòu)，就要在設(shè)置工藝參數(shù)時(shí)要求層高參數(shù)小于噴頭內(nèi)徑值。6.5熔融沉積成型工藝精度三、擠出速度和打印速度的交互作用

為了確保擠出的絲材均勻一致、不間斷、不堆積，就需要將擠出機(jī)的速度和打印速度相互協(xié)調(diào)，保證擠出絲材的體積或稱流量等于當(dāng)前模型設(shè)計(jì)時(shí)需要的體積。出絲流量小于成形所需材料體積，會(huì)產(chǎn)生斷絲或者是欠填充；出絲流量大于成形所需材料體積，會(huì)使已成型表面凹凸不平，甚至是會(huì)將邊緣結(jié)構(gòu)粘結(jié)撕裂。6.5熔融沉積成型工藝精度三、擠出速度和打印速度的交互作用

為了確保擠出的絲材均勻一致、不間斷、不堆積，就需要將擠出機(jī)的速度和打印速度相互協(xié)調(diào)，保證擠出絲材的體積或稱流量等于當(dāng)前模型設(shè)計(jì)時(shí)需要的體積。出絲流量小于成形所需材料體積，會(huì)產(chǎn)生斷絲或者是欠填充；出絲流量大于成形所需材料體積，會(huì)使已成型表面凹凸不平，甚至是會(huì)將邊緣結(jié)構(gòu)粘結(jié)撕裂。6.5熔融沉積成型工藝精度課堂作業(yè)課堂作業(yè)

熔融沉積制造成型技術(shù)主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？舉例說(shuō)明。ThankYou!項(xiàng)目七選擇性激光燒結(jié)工藝（SLS）

思變則達(dá)，固守則敗。在傳統(tǒng)鑄造工藝中，大尺寸、薄壁結(jié)構(gòu)一直是難以突破的技術(shù)壁壘，但金屬3D技術(shù)則可實(shí)現(xiàn)“大”和“薄”，采用多光束無(wú)縫拼接技術(shù)，即可實(shí)現(xiàn)一次性整體快速成形。而長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)際高端金屬3D打印裝備市場(chǎng)是一直被美國(guó)、德國(guó)和英國(guó)的公司壟斷的。但是我國(guó)自主研發(fā)的3D打印設(shè)備打破了國(guó)外壟斷。實(shí)現(xiàn)了工業(yè)級(jí)高端金屬增材制造裝備的國(guó)產(chǎn)化，并且成功出口到法國(guó)，德國(guó)等歐洲國(guó)家。采用該項(xiàng)技術(shù)制造的C919大飛機(jī)的3.07米高的中央翼緣條，至今依然是國(guó)際上無(wú)拼接連續(xù)成形，尺寸最大的金屬3D打印零部件。翻轉(zhuǎn)課堂的起源翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的對(duì)比選擇性激光燒結(jié)工藝的基本原理選擇性激光燒結(jié)工藝的特點(diǎn)7.17.27.37.47.5

熔融沉積是采用絲狀材料作為加工物質(zhì)，成型設(shè)備主要由送絲構(gòu)、噴嘴、工作臺(tái)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及控制系統(tǒng)組成。噴頭裝置在計(jì)算機(jī)的控制下做X、Y方向的平面運(yùn)動(dòng)，而工作臺(tái)做Z方向的運(yùn)動(dòng)。絲狀熱塑性材料由供絲機(jī)構(gòu)送至噴頭，并在噴頭中加熱至熔融態(tài)，然后被選擇性地涂覆在工作臺(tái)上，快速冷卻后形成加工工件截面輪廓。當(dāng)一層成形完成后，工作臺(tái)下降一截面層的高度，噴頭再進(jìn)行下一層的涂覆，如此循環(huán)，最終形成三維實(shí)體。7.1選擇性激光燒結(jié)工藝的基本原理一、熔融沉積成型原理

7.1選擇性激光燒結(jié)工藝的基本原理

1.可采用多種材料。2.可直接制作金屬制品。3.無(wú)須支撐結(jié)構(gòu)。4.材料利用率高。7.2選擇性激光燒結(jié)工藝的特點(diǎn)一、選擇性激光燒結(jié)工藝的優(yōu)點(diǎn)二、選擇性激光燒結(jié)工藝的缺點(diǎn)

1.表面粗糙。2.燒結(jié)過(guò)程揮發(fā)異味。3.有時(shí)需要比較復(fù)雜的輔助工藝。7.3選擇性激光燒結(jié)工藝流程選擇性激光燒結(jié)工藝使用的材料一般有石蠟、高分子材料、金屬、陶瓷粉末和它們的復(fù)合粉末材料。以高分子材料為例，高分子粉末材料激光燒結(jié)快速成型制造工藝過(guò)程同樣分為前處理、分層燒結(jié)疊加以及后處理三個(gè)階段。7.3選擇性激光燒結(jié)工藝流程

前處理。前處理階段主要完成模型的三維CAD造型，并經(jīng)STL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后輸入到粉末激光燒結(jié)快速成型系統(tǒng)中。7.3選擇性激光燒結(jié)工藝流程

粉層激光燒結(jié)疊加。在疊層加工階段，設(shè)備根據(jù)原型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在設(shè)定的建造參數(shù)下，自動(dòng)完成原型的逐層粉末燒結(jié)疊加過(guò)程。與LOM和SLA工藝相比較而言，SLS工藝中成型區(qū)域溫度的控制是比較重要的。7.3選擇性激光燒結(jié)工藝流程

后處理。激光燒結(jié)后的PS原型件，強(qiáng)度很弱，需要根據(jù)使用要求進(jìn)行滲蠟或滲樹(shù)脂等補(bǔ)強(qiáng)處理。由于該原型用于熔模鑄造，所以進(jìn)行滲蠟處理。滲蠟后的該鑄件原型如圖所示。7.4選擇性激光燒結(jié)工藝的適用材料

一、聚合物粉末材料1.聚苯乙烯（PS）（1）聚苯乙烯為非結(jié)晶性材料，在選擇性激光燒結(jié)中成型精度較好。（2）無(wú)定型聚合物，沒(méi)有明顯熔點(diǎn)，適宜操作窗口寬。（3）吸濕率較小，在燒結(jié)前不需要經(jīng)干燥處理。（4）來(lái)源廣泛。（5）燒結(jié)溫度較低，不需加熱至較高溫度即可成型，節(jié)省了能源。7.4選擇性激光燒結(jié)工藝的適用材料

一、聚合物粉末材料2.聚碳酸酯（PC）3．尼龍（PA）（1）標(biāo)準(zhǔn)的DTM尼龍，耐熱性和耐腐蝕性較好。（2）DTM精細(xì)尼龍，表面粗糙度降低。（3）DTM醫(yī)用級(jí)的精細(xì)尼龍，在高溫高壓下五個(gè)循環(huán)蒸汽消毒。（4）原型復(fù)合材料，提高了耐熱性、耐腐蝕性和表面粗糙度，加工性能更加完善。7.4選擇性激光燒結(jié)工藝的適用材料4.ABS5.聚丙烯6.覆膜砂二、金屬粉末材料

1.單一成分金屬粉末2.多組元混合金屬粉末3.金屬和有機(jī)黏結(jié)劑的混合粉末7.4選擇性激光燒結(jié)工藝的適用材料三、陶瓷粉末材料

由于陶瓷粉末材料自身的燒結(jié)溫度極高的特性，同時(shí)在激光燒結(jié)過(guò)程中，在極短的時(shí)間內(nèi)幾乎不能實(shí)現(xiàn)粉末間的熔化粘接，因此只能通過(guò)混合于陶瓷顆粒中或覆膜于陶瓷顆粒之間的黏結(jié)劑熔化來(lái)實(shí)現(xiàn)陶瓷顆粒之間的連接。目前，研究的陶瓷粉末材料主要有四類：直接混合黏結(jié)劑的陶瓷粉末、表面覆膜的陶瓷粉末、表面改性的陶瓷粉末、樹(shù)脂砂。7.5選擇性激光燒結(jié)工藝精度影響SLS工藝成型質(zhì)量的因素7.5選擇性激光燒結(jié)工藝精度一、三維模型處理誤差

在三維模型進(jìn)行離散化的過(guò)程中會(huì)造成一些數(shù)據(jù)損失，導(dǎo)致模型誤差與切片誤差。模型誤差包括了模型造型誤差、STL文件近似擬合曲線造成的誤差。而切片誤差包括原理誤差、邊界描述不準(zhǔn)確造成的誤差、首層切片不當(dāng)造成的誤差。7.5選擇性激光燒結(jié)工藝精度二、機(jī)器誤差

成型設(shè)備造成的誤差主要來(lái)自于掃描系統(tǒng)的誤差：激光掃描引起誤差，激光的延時(shí)造成掃描滯后導(dǎo)致的誤差，光斑直徑對(duì)零件精度的誤差，振鏡掃描系統(tǒng)發(fā)生偏移導(dǎo)致在平面內(nèi)的誤差等等。7.5選擇性激光燒結(jié)工藝精度三、工藝參數(shù)不當(dāng)造成的誤差

在同一臺(tái)設(shè)備上針對(duì)同一成型材料采用不同的成型參數(shù)進(jìn)行粉末燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，其成形件的性能存在較大的差異。因此，國(guó)內(nèi)外許多的學(xué)者都將工藝參數(shù)的研究作為SLS工藝的一項(xiàng)重要工作。7.5選擇性激光燒結(jié)工藝精度三、工藝參數(shù)不當(dāng)造成的誤差

在同一臺(tái)設(shè)備上針對(duì)同一成型材料采用不同的成型參數(shù)進(jìn)行粉末燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，其成形件的性能存在較大的差異。因此，國(guó)內(nèi)外許多的學(xué)者都將工藝參數(shù)的研究作為SLS工藝的一項(xiàng)重要工作。7.5選擇性激光燒結(jié)工藝精度7.5選擇性激光燒結(jié)工藝精度四、燒結(jié)件后處理造成的誤差

由于原型件力學(xué)強(qiáng)度不高，在轉(zhuǎn)移、清理過(guò)程中常會(huì)發(fā)生磕碰、損壞。若選用后處理材料不當(dāng)，制件的精度便會(huì)受到影響，如相容性太好會(huì)使制件變軟彎曲，甚至溶解在后處理樹(shù)脂中。課堂作業(yè)影響激光燒結(jié)成型技術(shù)精度的主要因素有哪些？課堂作業(yè)ThankYou!項(xiàng)目八三維噴涂粘結(jié)工藝（3DP）

思變則達(dá)，固守則敗。在傳統(tǒng)鑄造工藝中，大尺寸、薄壁結(jié)構(gòu)一直是難以突破的技術(shù)壁壘，但金屬3D技術(shù)則可實(shí)現(xiàn)“大”和“薄”，采用多光束無(wú)縫拼接技術(shù)，即可實(shí)現(xiàn)一次性整體快速成形。而長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)際高端金屬3D打印裝備市場(chǎng)是一直被美國(guó)、德國(guó)和英國(guó)的公司壟斷的。但是我國(guó)自主研發(fā)的3D打印設(shè)備打破了國(guó)外壟斷。實(shí)現(xiàn)了工業(yè)級(jí)高端金屬增材制造裝備的國(guó)產(chǎn)化，并且成功出口到法國(guó)，德國(guó)等歐洲國(guó)家。采用該項(xiàng)技術(shù)制造的C919大飛機(jī)的3.07米高的中央翼緣條，至今依然是國(guó)際上無(wú)拼接連續(xù)成形，尺寸最大的金屬3D打印零部件。翻轉(zhuǎn)課堂的起源翻轉(zhuǎn)課堂與傳統(tǒng)課堂的對(duì)比三維噴涂粘結(jié)工藝原理三維噴涂粘結(jié)工藝特點(diǎn)8.18.28.38.48.51.粘接材料三維噴涂粘結(jié)技術(shù)成型原理是由噴墨打印頭按照計(jì)算機(jī)所設(shè)計(jì)的模型輪廓向粉末成型材料噴射液體粘結(jié)劑，使粉末逐層打印并重疊粘結(jié)成型制件，可通過(guò)對(duì)墨盒數(shù)量及顏色的控制打印出多色三維零件。此技術(shù)能打印彩色原型件，可以更大限度的適應(yīng)市場(chǎng)需求，應(yīng)用更加廣泛。8.1三維噴涂粘結(jié)工藝原理一、三維噴涂粘結(jié)技術(shù)的分類2.光固化三維噴涂粘結(jié)技術(shù)此類技術(shù)的原理是將光敏樹(shù)脂按照計(jì)算機(jī)所設(shè)計(jì)的輪廓逐層噴出，并通過(guò)紫外光迅速固化成型。噴頭沿平面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將噴射樹(shù)脂材料和支撐材料同時(shí)噴出，形成所需要的截面，并通過(guò)紫外光固化。按此過(guò)程不斷重復(fù)，層層疊加。8.1三維噴涂粘結(jié)工藝原理一、三維噴涂粘結(jié)技術(shù)的分類3.熔融材料三維噴涂粘結(jié)技術(shù)此類技術(shù)使用成型材料為熔融材料，通過(guò)加熱材料熔融，使其按照所設(shè)計(jì)的輪廓從噴頭噴出，并逐層堆積，同時(shí)噴出相應(yīng)的支撐材料成型。與光固化三維打印技術(shù)相比，只是少了紫外光固化過(guò)程，過(guò)程更簡(jiǎn)潔。8.1三維噴涂粘結(jié)工藝原理一、三維噴涂粘結(jié)技術(shù)的分類8.1三維噴涂粘結(jié)工藝原理二、三維噴涂粘結(jié)技術(shù)的工作原理1.成本低，體積小2.材料類型選擇廣泛。3.打印過(guò)程無(wú)污染。4.成型速度快。5.運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、可靠性高。6.高度柔性。8.2三維噴涂粘結(jié)工藝特點(diǎn)一、三維噴涂粘接工藝優(yōu)點(diǎn)1.成形精度不高。2.制件強(qiáng)度較差。采用粉末粘結(jié)，初始打印坯強(qiáng)度不高，而經(jīng)過(guò)后續(xù)燒結(jié)的打印制件強(qiáng)度也會(huì)受到燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度、升溫速率、保溫時(shí)間等多方面因素的影響，因此確定合適的燒結(jié)工藝也是決定打印制件強(qiáng)度的關(guān)鍵所在。8.2三維噴涂粘結(jié)工藝特點(diǎn)二、三維噴涂粘接工藝缺點(diǎn)三維噴涂粘結(jié)模型前期準(zhǔn)備不需要設(shè)計(jì)支撐，未成形的粉末即可作為支撐材料，只需要利用三維CAD系統(tǒng)完成所需生產(chǎn)零件的模型設(shè)計(jì)，將模型轉(zhuǎn)化為STL文件，利用專用切片軟件將其切成薄片。8.3熟識(shí)三維噴涂粘結(jié)工藝流程一、模型期數(shù)據(jù)準(zhǔn)備8.3熟識(shí)三維噴涂粘結(jié)工藝流程二、分層疊加過(guò)程1.制件粉末的初步清理2.基于不同方法的后處理工藝3.制件表面的后期處理8.3熟識(shí)三維噴涂粘結(jié)工藝流程三、成型件的后處理（1）顆粒小，最好成球狀，均勻，無(wú)明顯團(tuán)聚。（2）粉末流動(dòng)性好，使供粉系統(tǒng)不易堵塞，能鋪成薄層。（3）在溶液噴射沖擊時(shí)不產(chǎn)生凹陷、濺散和孔洞。（4）與黏接溶液作用后能很快固化。8.4三維噴涂粘結(jié)工藝的適用材料成型粉末需要具備如下特點(diǎn)：（1）顆粒小，最好成球狀，均勻，無(wú)明顯團(tuán)聚。（2）粉末流動(dòng)性好，使供粉系統(tǒng)不易堵塞，能鋪成薄層。（3）在溶液噴射沖擊時(shí)不產(chǎn)生凹陷、濺散和孔洞。（4）與黏接溶液作用后能很快固化。8.4三維噴涂粘結(jié)工藝的適用材料成型粉末需要具備如下特點(diǎn)：

可以使用的粉末材料主要有石膏粉末、金屬粉末、陶瓷粉末、型砂、淀粉、熱塑材料或者是其他一些有合適粒徑的粉末等。3DP加工中有多個(gè)因素影響其精度：1.由模型通過(guò)軟件數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換成STL格式文件時(shí)產(chǎn)生。使STL模型對(duì)原模型的描述存在誤差，在曲面相交處會(huì)產(chǎn)生破損或重復(fù)等缺陷。2.進(jìn)行分層處理所產(chǎn)生的誤差。8.5三維噴涂粘結(jié)工藝精度一、三維噴涂粘結(jié)工藝精度分析3DP加工中有多個(gè)因素影響其精度：1.由模型通過(guò)軟件數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換成STL格式文件時(shí)產(chǎn)生。使STL模型對(duì)原模型的描述存在誤差，在曲面相交處會(huì)產(chǎn)生破損或重復(fù)等缺陷。2.進(jìn)行分層處理所產(chǎn)生的誤差。3.打印過(guò)程中打印件的變形及完成后黏結(jié)劑中多余水分未經(jīng)足夠的干燥去除，以及由于溫度和構(gòu)造產(chǎn)生應(yīng)力變化造成的變形等。8.5三維噴涂粘結(jié)工藝精度一、三維噴涂粘結(jié)工藝精度分析1.減少分層帶來(lái)的階梯誤差。2.注意分層方向?qū)Τ尚秃蟮谋砻尜|(zhì)量的影響。3.減少三角片面近似逼近實(shí)體模型帶來(lái)的誤差。4．尋求能按照三維零件曲率和斜率自動(dòng)調(diào)整分層厚度的軟件，使成型件有高品質(zhì)表面。5.研究新的成型方法、材料及成型件表面處理方法，減少變形提高成型件的穩(wěn)定性。8.5三維噴涂粘結(jié)工藝精度二、三維噴涂粘結(jié)工藝誤差解決方案課堂作業(yè)談一談你對(duì)三維噴涂粘結(jié)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的看法。課堂作業(yè)ThankYou!項(xiàng)目九其他3D打印成型工藝

人好比就是一個(gè)機(jī)器，因?yàn)槭軅?、衰老或其他原因，?huì)產(chǎn)生某些“零件”的損壞，人體的“零件”具有一定的自修復(fù)性，但是超過(guò)一定限度后就難以自修復(fù)，生物3D打印的重要目標(biāo)就是替換損壞的“零件”即器官移植。2012年，我國(guó)學(xué)者就利用生物3D打印技術(shù)成功打印出腎臟，該腎臟仿照人體腎臟結(jié)構(gòu)，并且具備一定的功能，當(dāng)年被國(guó)際著名期刊《Biomaterials》評(píng)價(jià)為“生物3D打印領(lǐng)域最先進(jìn)水平”。2022年來(lái)我國(guó)成功研制出六軸生物3D打印機(jī)，科研人員研發(fā)出了具有內(nèi)生毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)，且能夠在體外存活的心肌組織。更絕的是，這些組織可以在體外起搏超過(guò)6個(gè)月，該研究成果不僅突破了已有技術(shù)的發(fā)展瓶頸，而且彰顯了我國(guó)的科技創(chuàng)新自信，真是振奮人心，激發(fā)了我輩投身科學(xué)、立志報(bào)國(guó)的熱情。9.1金屬粉末添置方式9.2熔絲沉積方式1.激光選區(qū)熔化（SelectiveLaserMelting,SLM)成型技術(shù)2.激光近凈成型（LaserEngineeredNetShaping,LENS)技術(shù)3.電子束選區(qū)熔化（ElectronBeamSelectiveMelting,EBSM)成型技術(shù)金屬粉末添置方式1.電子束熔絲沉積成型技術(shù)2.電弧熔絲沉積成型技術(shù)熔絲沉積方式激光選區(qū)熔化成型技術(shù)激光按給定路徑掃描鋪粉器預(yù)先鋪放的一層金屬粉末（厚度為20?100mm),該層金屬粉末熔敷于前一層之上形成冶金結(jié)合。SLM成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（1）可以大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。（2）由于激光掃描金屬粉末后，金屬粉末快速熔化后又極快凝固。（3）節(jié)約材料。（4）由于光斑直徑小，能量高，可以制備精度較高的零部件。同時(shí)，因?yàn)槭侵苯蛹庸こ尚彤a(chǎn)品，可以制備任何復(fù)雜零件。SLM成型技術(shù)的工藝過(guò)程激光近凈成型技術(shù)

其零件的成型原理為：高功率激光通過(guò)聚焦后形成一個(gè)較小的光斑作用于基體并在基體上形成一個(gè)較小的熔池，同時(shí)粉末運(yùn)輸系統(tǒng)將金屬粉末通過(guò)噴嘴匯集后輸送到熔池中，粉末經(jīng)熔化，凝固后形成一個(gè)致密的金屬點(diǎn)。隨激光在零件上的移動(dòng)，逐漸形成線和面，最后通過(guò)面的累加形成三維金屬零件。LENS成型技術(shù)的工藝特點(diǎn)

LENS成型技術(shù)的工藝優(yōu)點(diǎn)：1.能夠直接制造致密的金屬零件，其硬度、強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度等力學(xué)性能較高，與相同材料的軋制件相近。2.材料適應(yīng)性強(qiáng)，可以加工鐵、鋁、鈦、鎳等多種金屬粉末及其混合粉末，能夠通過(guò)改變粉末的成分制造功能梯度材料。3.材料與激光相互作用時(shí)快速熔化和凝固，使其可以得到常規(guī)加工方法下無(wú)法得到的組織，如高度細(xì)化的晶粒、晶內(nèi)亞結(jié)構(gòu)、高度過(guò)飽和固溶體等。LENS成型技術(shù)工藝的不足之處：“近似凈形”（0.2?0.5mm過(guò)量構(gòu)建），需要精加工。LENS成型技術(shù)的工藝過(guò)程電子束選區(qū)熔化成型技術(shù)

在真空室內(nèi)，電子束在偏轉(zhuǎn)線圈驅(qū)動(dòng)下按CAD/CAM規(guī)劃的路徑掃描。熔化預(yù)先鋪層的金屬粉末，完成一個(gè)層面的掃描后，工作箱下降一個(gè)層高。鋪粉器重新鋪放一層粉末，電子束再次掃描熔化。如此反復(fù)進(jìn)行，層層堆積，直接成型制造出需要的零件。EBSM成型技術(shù)的工藝特點(diǎn)

EBSM成型技術(shù)的工藝優(yōu)點(diǎn)：1.成型過(guò)程不消耗保護(hù)氣體。2.無(wú)需預(yù)熱。3.力學(xué)性能好。4.由于在真空環(huán)境中成型，成型件沒(méi)有其他雜質(zhì)，原汁原味地保持著原始的粉末成分，這是其他快速成型技術(shù)難以做到的。5.電子束能夠極其微細(xì)地聚焦，甚至能聚焦到0.1μm。所以加工面積可以很小，是一種精密微細(xì)的加工方法。6.成型過(guò)程一般不需要額外添加支撐。EBSM成型技術(shù)的工藝特點(diǎn)

EBSM成型技術(shù)的工藝缺點(diǎn)：1.成型前需長(zhǎng)時(shí)間抽真空，便得成型準(zhǔn)備時(shí)間很長(zhǎng)；且抽真空消耗相當(dāng)多電能，總機(jī)功耗中，抽真空占去了大部分功耗。2.成型完畢后，由于不能打開(kāi)真空室，熱量只能通過(guò)輻射散失，降溫時(shí)間相當(dāng)漫長(zhǎng)，降低了成型效率。3.需要一套專用設(shè)備和真空系統(tǒng)，價(jià)格較高。電子束熔絲沉積成型技術(shù)

電子束熔絲成型技術(shù)是基于“離散一堆積”原理發(fā)展起來(lái)的一種高效率金屬結(jié)構(gòu)直接制造技術(shù)，其工作原理是：在真空成型環(huán)境中，利用具有高能量的電子束作為熱源，將送進(jìn)的金屬絲材熔化，按照規(guī)劃好的成型路徑，逐點(diǎn)逐層堆積，直至成型出近凈成型的金屬零件。電子束熔絲沉積成型技術(shù)的工藝特點(diǎn)

電子束熔絲沉積成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1.原材料僅使用線（絲）材，價(jià)格大大低于粉材，且100%進(jìn)入熔池。2.超高速的金屬沉積速率，成型速度快。3.可打印大部分包括熔點(diǎn)很高的合金材料，完全致密，力學(xué)性能接近或等效于鍛件性能。4.可打印超大型以及巨型非標(biāo)零部件，目前最長(zhǎng)達(dá)7.2m。電子束熔絲沉積成型技術(shù)的工藝特點(diǎn)

電子束熔絲沉積成型技術(shù)的缺點(diǎn)：1.構(gòu)建完成的工件表面誤差在2?3mm，達(dá)到“近凈型”形態(tài)，需要CNC數(shù)控機(jī)床完成精加工及表面拋光。2.需要一套專用設(shè)備和真空系統(tǒng)，價(jià)格較高。電子束熔絲沉積成型技術(shù)的工藝過(guò)程

電弧法熔絲沉積成型技術(shù)

電弧熔絲沉積成型技術(shù)也是根據(jù)離散、堆積制造思想，與電子束熔絲沉積成型技術(shù)類似，只是熱源和成型條件不同。電弧熔絲沉積成型技術(shù)是以電弧作為成型熱源將金屬絲材熔化，按設(shè)定的成型路徑堆積每一層片，采用逐層堆積的方式形成所需的三維實(shí)體零件。電弧熔絲沉積成型技術(shù)的工藝特點(diǎn)電弧熔絲沉積成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1.直接從CAD模型制得成型件，可以成型各種形狀的復(fù)雜件，制造成本低，加工周期短。2.電弧增材制造技術(shù)成型的零件由金屬熔滴沉積而成，化學(xué)成分均勻、致密度高，具有強(qiáng)度高、韌性好好等優(yōu)點(diǎn)。3.與其他幾種金屬3D打印技術(shù)相比具有設(shè)備成本低，生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用低，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。4.在生產(chǎn)形狀復(fù)雜單件或小批量零件時(shí)，具有經(jīng)濟(jì)、快速的優(yōu)點(diǎn)，從而可以使產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)變化的需求。5.絲材利用率接近百分之百，節(jié)約了成本，尤其對(duì)于比較貴重的合金材料非常必要。電弧熔絲沉積成型技術(shù)的不足之處：1.成型工藝需要改進(jìn)。2.成型系統(tǒng)有待優(yōu)化。3.成型材料成型性能需要進(jìn)一步提高。電弧熔絲沉積成型技術(shù)的工藝特點(diǎn)電弧熔絲沉積成型技術(shù)的工藝過(guò)程

電弧熔絲沉積成型技術(shù)的工藝過(guò)程與電子?xùn)c熔絲沉積成型技術(shù)的工藝過(guò)程基本一致，具體如下：1.建立CAD三維模型。2.使用專用切片軟件進(jìn)行切片3.近凈成型。使用電弧作為能量源，通過(guò)電弧融化金屬線材在工件表面形成溶池，隨著

熔池在工件表面的移動(dòng)，離開(kāi)熱源的熔池冷卻結(jié)晶固化，達(dá)到零件“近凈型”形態(tài)。4.將工件進(jìn)行熱處理以消除內(nèi)部應(yīng)力、改善金屬組織結(jié)構(gòu)。5.最后通過(guò)CNC數(shù)控機(jī)床完成工件精加工及表面拋光。小結(jié)

主要學(xué)習(xí)了五種金屬3D直接打印成型技術(shù)的工藝原理、工藝特點(diǎn)和工藝過(guò)程，包括：1.激光選區(qū)熔化成型技術(shù)2.激光近凈成型技術(shù)3.電子束選區(qū)熔化成型技術(shù)4.電子束熔絲沉積成型技術(shù)5.電弧熔絲沉積成型技術(shù)ThankYou!項(xiàng)目十典型工藝3D打印實(shí)例黨的二十大報(bào)告提出，堅(jiān)持創(chuàng)新在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位。在黨的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，我國(guó)在載人航天、探月工程、深海工程、超級(jí)計(jì)算、量子信息、“復(fù)興號(hào)”高速列車、大飛機(jī)制造等領(lǐng)域取得一批重大創(chuàng)新建設(shè)成果。新時(shí)代是奮斗者的時(shí)代，奮斗也是長(zhǎng)期的，甚至是艱辛的。今天的我們面對(duì)各種前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，更應(yīng)當(dāng)堅(jiān)信奮斗的力量、激發(fā)奮斗的勇氣和智慧。在創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要注意資源節(jié)約、綠色環(huán)保、降低成本，同時(shí)要學(xué)習(xí)大國(guó)工匠們吃苦耐勞、腳踏實(shí)地的品德和愛(ài)崗敬業(yè)的精神，具備創(chuàng)新意識(shí)、職業(yè)素養(yǎng)，才能完成自己的本職工作，實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值。10.1FDM3D打印機(jī)（UP系列）操作實(shí)例10.2FDM3D打印機(jī)（桌面）操作實(shí)例10.3FDM3D打印機(jī)（弘瑞）操作實(shí)例10.4激光固化3D打印機(jī)操作實(shí)例10.5LCD光固化3D打印機(jī)操作實(shí)例1.啟動(dòng)程序FDM3D打印機(jī)（UP系列）操作實(shí)例點(diǎn)擊桌面上的UP圖標(biāo)，程序就會(huì)按照如圖所示打開(kāi)2.載入模型FDM3D打印機(jī)（UP系列）操作實(shí)例

點(diǎn)擊菜單中-文件/打開(kāi)或者工具欄中按鈕，選擇一個(gè)想要打印的模型。將鼠標(biāo)移到模型上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，模型的詳細(xì)資料介紹會(huì)懸浮顯示出來(lái)，如圖所示3.編輯模型FDM3D打印機(jī)（UP系列）操作實(shí)例

在打印之前，您需要初始化打印機(jī)。點(diǎn)擊3D打印菜單下面的初始化選項(xiàng)，當(dāng)打印機(jī)發(fā)出蜂鳴聲，初始化即開(kāi)始。打印噴頭和打印平臺(tái)將再次返回到打印機(jī)的初始位置，當(dāng)準(zhǔn)備好后將再次發(fā)出蜂鳴聲。4.初始化打印機(jī)

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜單欄“編輯”選項(xiàng)，可以通過(guò)不同的方式觀察目標(biāo)模型。（也可通過(guò)點(diǎn)擊菜單欄下方的相應(yīng)視圖按鈕實(shí)現(xiàn)）5.調(diào)平打印平臺(tái)FDM3D打印機(jī)（UP系列）操作實(shí)例

在正確校準(zhǔn)噴嘴高度之前，需要檢查噴嘴和打印平臺(tái)四個(gè)角的距離是否一致。可以借助配件附帶的“水平校準(zhǔn)器”來(lái)進(jìn)行平臺(tái)的水平校準(zhǔn)，校準(zhǔn)前，請(qǐng)將水平校準(zhǔn)器吸附至噴頭下側(cè)，并將3.5mm雙頭線依次插入水平校準(zhǔn)器和機(jī)器后方底部的插口，當(dāng)您點(diǎn)擊軟件中的“自動(dòng)水平校準(zhǔn)”選項(xiàng)時(shí)，水平校準(zhǔn)器將會(huì)依次對(duì)平臺(tái)的九個(gè)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，并自動(dòng)列出當(dāng)前各點(diǎn)數(shù)值。6.校準(zhǔn)噴嘴FDM3D打印機(jī)（UP系列）操作實(shí)例

在設(shè)定噴嘴高度前，您可以借助打印平臺(tái)后部的“自動(dòng)對(duì)高塊”來(lái)測(cè)試噴嘴高度。測(cè)試前，請(qǐng)將水平校準(zhǔn)器自噴頭取下，并確保噴嘴干凈以便則量準(zhǔn)確。將3.5mm雙頭線分別插入自動(dòng)對(duì)高塊和機(jī)器后方底部的插口，然后點(diǎn)擊軟件中的“噴嘴高度測(cè)試選項(xiàng)”，平臺(tái)會(huì)逐漸上升，接近噴嘴時(shí)，上升速度會(huì)變得非常緩慢，直至噴嘴觸及自動(dòng)對(duì)高塊上的彈片，測(cè)試即完成，軟件將會(huì)彈出噴嘴當(dāng)前高度的提示框。7.準(zhǔn)備打印平臺(tái)FDM3D打印機(jī)（UP系列）操作實(shí)例

打印前，須將平臺(tái)備好，才能保證模型穩(wěn)固，不至于在打印的過(guò)程中發(fā)生偏移。可借助平臺(tái)自帶的八個(gè)彈簧固定打印平板,在打印平臺(tái)下方有八個(gè)小型彈簧，請(qǐng)將平板按正確方向置于平臺(tái)上，然后輕輕撥動(dòng)彈簧以便卡住平板。8.打印參數(shù)設(shè)置FDM3D打印機(jī)（UP系列）操作實(shí)例質(zhì)量:分為普通、快速、精細(xì)三個(gè)選項(xiàng)。非實(shí)體模型：當(dāng)要打印的模型為非完全實(shí)體，如存在不完全面時(shí)，請(qǐng)選擇此項(xiàng)。無(wú)基底：如選擇此項(xiàng)，在打印模型前將不會(huì)產(chǎn)生基底。暫停：您可在方框內(nèi)輸入想要暫停打印的高度，當(dāng)打印機(jī)打印至該高度時(shí)，將會(huì)自動(dòng)暫停打印，直至您點(diǎn)擊“恢復(fù)打印位置”。9.打印菜單欄選擇“三維打印”下拉菜單選擇“打印”或者按快捷鍵Ctrl+P。1.打開(kāi)切片軟件CuraFDM3D打印機(jī)（桌面）操作實(shí)例雙擊圖標(biāo)，打開(kāi)Cura軟件，進(jìn)入軟件主界面2.導(dǎo)入模型FDM3D打印機(jī)（桌面）操作實(shí)例

單擊“文件”—“打開(kāi)”，選擇“haitun.stl”模型文件。3.分層軟件參數(shù)設(shè)置FDM3D打印機(jī)（桌面）操作實(shí)例

根據(jù)層厚、外圍壁厚、開(kāi)啟回退、頂端/低端層厚、填充密度、打印速度、打印溫度、支撐類型、增加底座、線材直徑、打包密度等參數(shù)，設(shè)置好海豚模型。4.將保存好的Gcode文件放入存儲(chǔ)卡中，將存儲(chǔ)卡插入打印機(jī)卡槽。FDM3D打印機(jī)（桌面）操作實(shí)例5.打印機(jī)開(kāi)機(jī)，設(shè)置印機(jī)參數(shù)：確定熱床平臺(tái)高度合適；機(jī)器預(yù)熱；系統(tǒng)歸零；選擇打印文件進(jìn)行打印。6.打印完成。1.軟件切片F(xiàn)DM3D打印機(jī)（弘瑞）操作實(shí)例2.打印前準(zhǔn)備FDM3D打印機(jī)（弘瑞）操作實(shí)例

調(diào)平臺(tái)、上料、平臺(tái)涂膠3.開(kāi)始打印FDM3D打印機(jī)（弘瑞）操作實(shí)例4.取件，打印完成后用鏟刀插入零件和平臺(tái)中間，平直將模型鏟下。FDM3D打印機(jī)（弘瑞）操作實(shí)例5.后處理。對(duì)模型表面進(jìn)行表面打磨處理。1.打印準(zhǔn)備激光固化3D打印機(jī)操作實(shí)例

檢查機(jī)器、檢查液料盒、連接電源線盒USB線、添加打印材料、檢查模型2.開(kāi)始打印激光固化3D打印機(jī)操作實(shí)例3.后處理激光固化3D打印機(jī)操作實(shí)例準(zhǔn)備后處理工具：酒精、清洗缸、清洗瓶、鐵鏟、塑料鏟、偏口鉗、過(guò)濾漏斗、無(wú)塵布。移除成型平臺(tái)，用鐵鏟取下模型用酒精清洗模型。把模型放入清洗溶液中，蓋好蓋子搖晃2分鐘，也可浸泡10分鐘左右，當(dāng)模型壁較薄時(shí)，要減少浸泡時(shí)間。查看液料盒。用塑料鏟輕輕刮動(dòng)液料盒底部，查看液料盒底部是否有無(wú)固化殘留，如有殘留請(qǐng)用塑料鏟鏟起，并用鑷子取出殘留。1.軟件切片LCD光固化3D打印機(jī)操作實(shí)例

雙擊打開(kāi)軟件“CreationWorkshop”，加載文件：點(diǎn)擊左上角加載文件圖標(biāo)，單擊選擇要加載的文件，打開(kāi)“海賊王.喬巴.stl”文件。2.打印成型LCD光固化3D打印機(jī)操作實(shí)例1）檢查機(jī)器2）

倒入樹(shù)脂3）

調(diào)平4）

選擇“程零”，并按3鍵Z軸歸零，等到工作臺(tái)的兩根托臂升起一半的時(shí)候暫停。界面中不能出現(xiàn)“Z-限”，“Z+限”等情況。5）

打開(kāi)分層文件，程序1-確定-長(zhǎng)按下頁(yè)-50條循環(huán)次數(shù)改成“模型總層數(shù)-20”-返回-確定-手動(dòng)。6）放映幻燈片-右鍵暫停。7）長(zhǎng)按3鍵Z軸歸零——自動(dòng)。8）LCD投影燈將圖像中白色像素區(qū)域?qū)?shù)脂固化，實(shí)現(xiàn)此層的實(shí)體成型。9）由Z軸滑臺(tái)帯動(dòng)固化基座和已成型的零件向下移動(dòng)一層，待液面填充后再進(jìn)行下層的照射，直到整個(gè)模型被固化成型。3.后處理LCD光固化3D打印機(jī)操作實(shí)例準(zhǔn)備后處理工具：酒精、清洗缸、清洗瓶、鐵鏟、塑料鏟、偏口鉗、過(guò)濾漏斗、無(wú)塵布。移除成型平臺(tái)，用鐵鏟取下模型用酒精清洗模型。把模型放入清洗溶液中，蓋好蓋子搖晃2分鐘，也可浸泡10分鐘左右，當(dāng)模型壁較薄時(shí)，要減少浸泡時(shí)間。用剪刀、鑷子去除支撐。把模型放入固化爐中固化10分鐘左右。ThankYou!項(xiàng)目十一產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)與3D打印

通過(guò)產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)和3D打印，可以滿足不同行業(yè)的特殊需求，這項(xiàng)技術(shù)可用于在短時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)稀缺的最終用戶產(chǎn)品——在2020年新冠肺炎疫情期間，許多創(chuàng)客項(xiàng)目都利用3D打印生產(chǎn)供醫(yī)護(hù)人員使用的個(gè)人防護(hù)裝備。隨著3D打印創(chuàng)新水平的提高，該技術(shù)也越來(lái)越多地被應(yīng)用于大規(guī)模制造。但3D打印是一個(gè)全面的制造過(guò)程，從人造膝關(guān)節(jié)到航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的渦輪，沒(méi)有什么能難得住它。它已經(jīng)從一種制造塑料絲等小物件的“業(yè)余”工具，發(fā)展成為使用各種特殊金屬和其他材料生產(chǎn)產(chǎn)品的工業(yè)流程。

11.1糖果屋設(shè)計(jì)與3D打印11.2螺桿與螺母的設(shè)計(jì)與3D打印11.3橡皮筋小汽車的設(shè)計(jì)與3D打印11.4投石機(jī)設(shè)計(jì)與3D打印11.5玩具小火車的設(shè)計(jì)與3D打印11.6關(guān)門(mén)神器的設(shè)計(jì)與3D打印糖果屋裝配圖糖果屋設(shè)計(jì)與3D打印1.UG設(shè)計(jì)糖果屋設(shè)計(jì)與3D打印2.玩具屋模型的切片處理糖果屋設(shè)計(jì)與3D打印螺桿螺母螺桿與螺母的設(shè)計(jì)與3D打印1.UG設(shè)計(jì)螺桿與螺母的設(shè)計(jì)與3D打印2.創(chuàng)建螺紋螺桿與螺母的設(shè)計(jì)與3D打印3.打印參數(shù)設(shè)定螺桿與螺母的設(shè)計(jì)與3D打印層高采用標(biāo)準(zhǔn)打印質(zhì)量，層高設(shè)定為0.18mm，保證打印速度。外殼外周殼數(shù)量設(shè)定為3，封底層數(shù)和封頂層數(shù)設(shè)置為2。填充填充設(shè)置為15%。速度打印速度設(shè)置為70mm/s，空走速度設(shè)置為120mm/s，這樣既不影響打印質(zhì)量，又能保證打印效率。溫度按照PLA材料特點(diǎn)，為增加粘附力，設(shè)置為220℃。橡皮筋小汽車裝配圖橡皮筋小汽車的設(shè)計(jì)與3D打印1.UG設(shè)計(jì)橡皮筋小汽車的設(shè)計(jì)與3D打印2.導(dǎo)出STL模型橡皮筋小汽車的設(shè)計(jì)與3D打印3.橡皮筋小汽車模型的切片處理橡皮筋小汽車的設(shè)計(jì)與3D打印投石機(jī)模型投石機(jī)設(shè)計(jì)與3D打印1.UG設(shè)計(jì)投石機(jī)設(shè)計(jì)與3D打印2.切片及打印投石機(jī)設(shè)計(jì)與3D打印玩具小火車裝配圖玩具小火車的設(shè)計(jì)與3D打印1.UG設(shè)計(jì)玩具小火車的設(shè)計(jì)與3D打印2.切片及打印玩具小火車的設(shè)計(jì)與3D打印關(guān)門(mén)神器裝配圖關(guān)門(mén)神器的設(shè)計(jì)與3D打印1.UG設(shè)計(jì)關(guān)門(mén)神器的設(shè)計(jì)與3D打印2.切片及打印關(guān)門(mén)神器的設(shè)計(jì)與3D打印ThankYou!項(xiàng)目十二產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)與3D打印

靠4萬(wàn)塊飛機(jī)碎片，得到300項(xiàng)航空技術(shù)。通過(guò)逆向研究，我國(guó)飛機(jī)在設(shè)計(jì)思路、飛機(jī)的結(jié)構(gòu)、管線布局、氣動(dòng)設(shè)計(jì)以及彈射等技術(shù)上，都得到了一定的成果。

12.1海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印12.2醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印1.相機(jī)標(biāo)定海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印相機(jī)參數(shù)標(biāo)定是整個(gè)掃描系統(tǒng)精度的基礎(chǔ)，因此掃描系統(tǒng)在安裝完成后，第一次掃描前必須進(jìn)行標(biāo)定。另外，在以下幾種情況下也要進(jìn)行標(biāo)定：（1）對(duì)掃描系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)途運(yùn)輸（2）對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)整（3）硬件發(fā)生碰撞或者嚴(yán)重震動(dòng)（4）設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間不使用2.粘貼標(biāo)志點(diǎn)海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印為完整地掃描一個(gè)三維的物體，通常需要將被掃描物體表面貼上標(biāo)志點(diǎn)，以進(jìn)行拼接掃描。要求標(biāo)志點(diǎn)粘貼牢固、平整。根據(jù)像素和識(shí)別精度的關(guān)系，一般按下表來(lái)對(duì)應(yīng)選擇標(biāo)志點(diǎn)。掃描范圍標(biāo)志點(diǎn)直徑（內(nèi)圓）400×3007mm300×2257mm200×1503mm100×753mm60×451.5mm3.工件表面處理海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印工件的表面質(zhì)量對(duì)掃描的進(jìn)行也很重要。如果掃描工件的表面太吸光或者太反光，必須用顯像劑處理。只有亮但不反光的表面適合掃描，例如木雕類，陶瓷類工件等。另外要保證工件表面干凈，無(wú)明顯的干擾污漬，同時(shí)也要將工件放平穩(wěn)。準(zhǔn)備好表面處理工具：顯像劑、標(biāo)志點(diǎn)、棉簽、口罩、手套等，如圖12-4所示。噴涂一層顯像劑，噴粉距離約為30cm左右，盡可能薄且均勻。4.掃描海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印5.聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印6.體外孤點(diǎn)海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印7.減少噪音海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印8.統(tǒng)一采樣海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印9.封裝海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印10.3D打印海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印11.取件海豚模型逆向設(shè)計(jì)與3D打印用鏟刀插入零件和平臺(tái)中間，平直將模型鏟下。后處理，對(duì)模型表面進(jìn)行表面打磨處理。1.相機(jī)標(biāo)定醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印相機(jī)參數(shù)標(biāo)定是整個(gè)掃描系統(tǒng)精度的基礎(chǔ)，因此掃描系統(tǒng)在安裝完成后，第一次掃描前必須進(jìn)行標(biāo)定。另外，在以下幾種情況下也要進(jìn)行標(biāo)定：（1）對(duì)掃描系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)途運(yùn)輸（2）對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)整（3）硬件發(fā)生碰撞或者嚴(yán)重震動(dòng)（4）設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間不使用2.粘貼標(biāo)志點(diǎn)醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印

醋瓶模型屬于中等尺寸物體，仍然需要使用標(biāo)志點(diǎn)拼接掃描的方式速度較快。因要求為掃描整體點(diǎn)云，所以需要粘貼標(biāo)志點(diǎn)，以進(jìn)行拼接掃描。3.噴粉醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印為了更好的采集產(chǎn)品的三維輪廓信息，需要噴涂一層顯像劑掃描，噴粉距離約為30cm左右，盡可能薄且均勻。4.掃描醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印選擇非連接項(xiàng)點(diǎn)云著色5.去除體外孤點(diǎn)醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印6.減少噪音醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印7.聯(lián)合點(diǎn)對(duì)象醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印8.采樣醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印9.封裝數(shù)據(jù)醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印10.面片處理醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印刪除釘狀物去除特征后效果11.醋瓶的3D打印及后處理醋瓶逆向設(shè)計(jì)與3D打印ThankYou!項(xiàng)目十三：創(chuàng)新思維《三國(guó)志》記載：孫權(quán)送了一頭大象給曹操。大象到達(dá)的那天，曹操率領(lǐng)文武官員和小兒子曹沖去觀看，曹操想知道這頭大象的重量，可是文武官員望著面前的厐然大物，沒(méi)有一人能想出稱象的有效方法。這時(shí)，年僅六歲的曹沖說(shuō)：“把象放到船上，在水面所達(dá)到的船舷處做上記號(hào)，然后在船上改裝石塊，當(dāng)水面到達(dá)船舷的記號(hào)處為止。這時(shí)，只要將船上的石塊分批稱出重量，就能知道大象的重量了。”曹操聽(tīng)了十分高興，馬上命人照這個(gè)辦法去做了。要想獲得對(duì)未知世界的認(rèn)識(shí)，人們就要不斷地探索前人沒(méi)有采用過(guò)的思維方法、思考角度去進(jìn)行思維，就要獨(dú)創(chuàng)性地尋求沒(méi)有先例的辦法和途徑去正確、有效地觀察問(wèn)題，分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，從而極大地提高人類認(rèn)識(shí)未知事物的能力，認(rèn)識(shí)能力的提高離不開(kāi)創(chuàng)新性思維。13.1創(chuàng)新思維概述13.2創(chuàng)新思維特性13.3創(chuàng)新思維方法創(chuàng)新思維概念創(chuàng)新思維概述

創(chuàng)新思維是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程。它是發(fā)揮人的自主創(chuàng)新能力，以超越常規(guī)的眼光從特異的角度觀察思考問(wèn)題，提出與眾不同且又能經(jīng)得起檢驗(yàn)的全新觀點(diǎn)、全新思路、全新方案解決問(wèn)題的思維方式。新思維的形成過(guò)程大致可分為以下四個(gè)階段：創(chuàng)新思維概述

l．存儲(chǔ)準(zhǔn)備階段2．懸想加工階段3．頓悟階段4．驗(yàn)證階段創(chuàng)新思維特性

掌握創(chuàng)新思維的特點(diǎn)和類型，就能從習(xí)以為常的事物中發(fā)現(xiàn)新事物!能在紛繁雜亂的問(wèn)題中理清思路，能把困難的事物變?yōu)槿菀椎氖挛?；能把荒謬的矛盾變成合理的解決方案。這種思維習(xí)慣不但會(huì)讓一個(gè)人的生活得到意想不到的收獲，也會(huì)讓一個(gè)企業(yè)甚至一個(gè)國(guó)家都發(fā)生翻天覆地的變化。創(chuàng)新思維特性

1.突破性2.新穎性3.多向性多向思維是創(chuàng)造者應(yīng)具有的思維方法，必須在創(chuàng)造實(shí)踐中逐步認(rèn)識(shí)和鍛煉。從創(chuàng)新思維方向觀察，創(chuàng)新思維分多向發(fā)散思維、順向思維、逆向思維、側(cè)向思維和收斂思維等。創(chuàng)新思維具有以下9個(gè)基本特性：創(chuàng)新思維特性

4.深刻性5.獨(dú)立性6.意外性創(chuàng)新思維的產(chǎn)生一般表現(xiàn)出一種意外性或突發(fā)性。7．敏捷性8．風(fēng)險(xiǎn)性9．非邏輯性創(chuàng)新思維方法

創(chuàng)新的方法種類繁多，經(jīng)過(guò)專家總結(jié)，創(chuàng)新的一般方法主要包括群體集智法、系統(tǒng)分析法、聯(lián)想創(chuàng)新法、類比法、組合創(chuàng)新法和反求設(shè)計(jì)法等。在進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新的時(shí)候，選用合適的方法是十分重要的。1、群體集智法群體集智法是