增材制造技術(shù)基礎(chǔ) 課件全套 項(xiàng)目1-7 了解增材制造技術(shù)與3D打印 -3D打印技術(shù)發(fā)展展望

項(xiàng)目一了解增材制造技術(shù)與3D打印

增材制造（AdditiveManufacturing，AM）是指融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、材料加工與成形技術(shù)、以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實(shí)體物品的制造技術(shù)?！卷?xiàng)目目標(biāo)】（1）能準(zhǔn)確描述增材制造技術(shù)。（2）能準(zhǔn)確描述增材制造的過程?！局R(shí)目標(biāo)】（1）掌握增材制造技術(shù)特點(diǎn)。（2）熟悉增材制造的流程。（3）了解增材制造技術(shù)的發(fā)展歷史?！灸芰δ繕?biāo)】（1）能弄清增材制造方法與傳統(tǒng)制造方法的區(qū)別與聯(lián)系。（2）能說出增材制造技術(shù)的作用。（3）通過學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)收集、分析、整理參考資料的技能。提綱1.1增材制造技術(shù)概述1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展1.33D打印的原理1.43D打印的材料1.1增材制造技術(shù)概述什么是增材制造？通過數(shù)字化增加材料的方式進(jìn)行制造傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法稱為“減材制造”鍛造或鑄造方法則是“等材制造”三維——二維——三維的轉(zhuǎn)換CAD模型堆積成形產(chǎn)品1.1增材制造技術(shù)概述一、課堂引入制造技術(shù)第一類技術(shù)為等材制造第二類技術(shù)為減材制造第三類技術(shù)為增材制造1.1增材制造技術(shù)概述一、課堂引入狹義、廣義“狹義”的增材制造是指不同的能量源與CAD/CAM技術(shù)結(jié)合、分層累加材料的技術(shù)體系“廣義”增材制造則以材料累加為基本特征，以直接制造零件為目標(biāo)的大范疇技術(shù)群1.1增材制造技術(shù)概述二、相關(guān)知識(shí)1.增材制造技術(shù)的含義以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將材料(包括液體、粉材、線材或塊材等)自法化地累加起來成為實(shí)體結(jié)構(gòu)的制造方法，都可視為增材制造技術(shù)。1.1增材制造技術(shù)概述二、相關(guān)知識(shí)1.1增材制造技術(shù)概述二、相關(guān)知識(shí)2.增材制造與傳統(tǒng)制造方法的區(qū)別

1.1增材制造技術(shù)概述二、相關(guān)知識(shí)3.增材制造與傳統(tǒng)制造方法的關(guān)系

相輔相成相互補(bǔ)充密不可分

增材制造技術(shù)主要是制造樣品，也就是將設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)模型迅速轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的、看得見、摸得著的三維實(shí)體樣件。3D打印生產(chǎn)的是單個(gè)樣件或是小批量樣件。而真正的大批量生產(chǎn)，包括中批量生產(chǎn)還是要采用傳統(tǒng)制造方法來實(shí)現(xiàn)。1.1增材制造技術(shù)概述三、3D打印技術(shù)的意義1.3D打印技術(shù)的特點(diǎn)

1.1增材制造技術(shù)概述三、3D打印技術(shù)的意義2.3D打印技術(shù)的意義

3D打印將引起制造業(yè)發(fā)展模式的變革3D打印將引起全球制造業(yè)竟?fàn)幐窬值母淖?D打印將成為傳統(tǒng)制造技術(shù)的補(bǔ)充1.1增材制造技術(shù)概述四、拓展閱讀填補(bǔ)國(guó)內(nèi)增材制造技術(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的空白

根據(jù)2018年第6號(hào)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公告，由國(guó)家增材制造產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（江蘇）牽頭制定的《增材制造主要特性和測(cè)試方法零件和粉末原材料》現(xiàn)已正式發(fā)布。

該標(biāo)準(zhǔn)于2015年正式立項(xiàng)，項(xiàng)目編號(hào)為20151395-T-604。由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出，由全國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC562）歸口。該標(biāo)準(zhǔn)為目前國(guó)內(nèi)唯一一份增材制造類零件與粉末原材料主要特性及測(cè)試方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，給出了相應(yīng)的推薦測(cè)試目錄、測(cè)試方法及測(cè)試報(bào)告，適用于指導(dǎo)原材料供應(yīng)商、設(shè)備制造商、設(shè)備使用者、零件供應(yīng)商、客戶等對(duì)通過增材制造工藝制備的零件及原材料的主要特性及測(cè)試方法進(jìn)行協(xié)商。1.1增材制造技術(shù)概述五、課堂討論請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：●可以從哪些方面入手，了解增材制造技術(shù)。同學(xué)們之間相互提出3D打印技術(shù)相關(guān)的話題?！裨趯W(xué)習(xí)增材造技術(shù)的過程中，準(zhǔn)備采用什么樣的學(xué)習(xí)方法？●試著用思維導(dǎo)圖的方式對(duì)增材制造技術(shù)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行描繪。1.1增材制造技術(shù)概述六、思考與練習(xí)1.增材制造方法與傳統(tǒng)制造方法有什么區(qū)別?2.增材制造方法與傳統(tǒng)制造方法有什么聯(lián)系?3.簡(jiǎn)述增材制造成形過程可以分為哪幾個(gè)步驟?4.增材制造技術(shù)有什么作用?項(xiàng)目一了解增材制造技術(shù)與3D打印

增材制造（AdditiveManufacturing，AM）是指融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、材料加工與成形技術(shù)、以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實(shí)體物品的制造技術(shù)?！卷?xiàng)目目標(biāo)】（1）能準(zhǔn)確描述增材制造技術(shù)。（2）能準(zhǔn)確描述增材制造的過程?！局R(shí)目標(biāo)】（1）掌握增材制造技術(shù)特點(diǎn)。（2）熟悉增材制造的流程。（3）了解增材制造技術(shù)的發(fā)展歷史?！灸芰δ繕?biāo)】（1）能弄清增材制造方法與傳統(tǒng)制造方法的區(qū)別與聯(lián)系。（2）能說出增材制造技術(shù)的作用。（3）通過學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)收集、分析、整理參考資料的技能。提綱1.1增材制造技術(shù)概述1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展1.33D打印的原理1.43D打印的材料1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展3D打印的產(chǎn)生早在40年前，人們就在使用3DCAD(3D計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，20世紀(jì)70年代誕生)時(shí)就希望將設(shè)計(jì)方便地“轉(zhuǎn)化”為實(shí)物，因此也就有了發(fā)明金屬3D打印機(jī)的必要。

Matsubara在紙板層疊技術(shù)的基礎(chǔ)上首先提出可以嘗試使用光固化材料，光敏聚合樹脂涂在耐火的顆粒上面，然后這些顆粒被填充到疊層，加熱后會(huì)生成與疊層對(duì)應(yīng)的板層，光線有選擇地投射到這個(gè)板層上將指定部分硬化，沒有掃描的部分將會(huì)使用化學(xué)溶劑溶解掉，這樣板層將會(huì)不斷堆積直到最后形成一個(gè)立體模型，這樣的方法適用于制作傳統(tǒng)工藝難以加工的曲面。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展一、課堂引入1.3D打印思想3D打印思想起源于19世紀(jì)末的美國(guó)，并在20世紀(jì)80年代得以發(fā)展和推廣。3D打印是科技融合體模型中最新的高“維度”的體現(xiàn)之一，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟把它稱作“上上個(gè)世紀(jì)的思想，20世紀(jì)的技術(shù)，這個(gè)世紀(jì)的市場(chǎng)”。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展一、任務(wù)引入2.3D打印技術(shù)3D打印技術(shù)可以追溯到20世紀(jì)80年代。1981年，名古屋工業(yè)研究所發(fā)明了光硬化聚合物的方法制造三維塑料模型，即光固化3D打印技術(shù)的前身。1986年，ChuckHull發(fā)明立體光刻技術(shù)（stereolithography），3D打印正式走向商業(yè)用。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)1.3D打印技術(shù)的產(chǎn)生背景及發(fā)展過程（1）誕生階段20世紀(jì)70年代——80年代，3D打印的概念真正開始確立，技術(shù)逐漸得到了實(shí)現(xiàn)，其學(xué)名正式命名為“快速成形”。1986年，查爾斯W·赫爾開發(fā)了第一臺(tái)商業(yè)3D打印機(jī)。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)1.3D打印技術(shù)的產(chǎn)生背景及發(fā)展過程（2）發(fā)展應(yīng)用階段1993年，麻省理工學(xué)院獲得授權(quán)，開始開發(fā)基于3DP技術(shù)的3D打印機(jī)1990年，美國(guó)Stratasys公司率先推出了基于熔融沉積造型(

Fused

Deposition

Modeling，F(xiàn)DM)技術(shù)的快速成形機(jī)，并很快發(fā)布了基于FDM技術(shù)的Dimension系列3D打印機(jī)。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印技術(shù)快速發(fā)展原因（1）全國(guó)對(duì)3D打印技術(shù)的認(rèn)可，注重研發(fā)。（2）逐漸豐富打印材料種類，推動(dòng)3D打印機(jī)應(yīng)用范圍擴(kuò)大。（3）各行業(yè)為了加快產(chǎn)品開發(fā)、改進(jìn)產(chǎn)品性能、提高用戶需求響應(yīng)速度，積極探索3D打印技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。（4）實(shí)施3D打印技術(shù)普及教育。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印技術(shù)快速發(fā)展原因目前，3D打印技術(shù)在國(guó)內(nèi)已取得了良好的發(fā)展成果,國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了一些3D打印技術(shù)的創(chuàng)意商店，正處于發(fā)展階段。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)3.3D打印技術(shù)發(fā)展的阻礙因素20世紀(jì)80年代，3D打印設(shè)備價(jià)格極其昂貴且所能打印的產(chǎn)品數(shù)量也少得可憐。和所有新技術(shù)一樣，3D打印技術(shù)也有著自己的缺點(diǎn)，它們會(huì)成為3D打印技術(shù)發(fā)展路上的絆腳石，從而影響它成長(zhǎng)的速度。3D打印也許真的可能給世界帶來一些改變，但如果想成為市場(chǎng)的主流，就要克服種種擔(dān)憂和可能產(chǎn)生的負(fù)面影響。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)3.3D打印技術(shù)發(fā)展的阻礙因素(1)技術(shù)限制3D打印確實(shí)是一種讓人驚喜的技術(shù)，但是目前看來并不完善，集中表現(xiàn)在成形零件的精度不高。另一方面是，3D打印零件的強(qiáng)度不夠高，這也是這一技術(shù)本身存在的巨大缺陷。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)3.3D打印技術(shù)發(fā)展的阻礙因素(2)材料限制除了技術(shù)問題外，材料問題是3D打印遇到的瓶頸，目前支持3D打印的材料有尼龍、光敏樹脂、塑料等數(shù)十種材料，數(shù)量十分有限，要打印滿足各種各樣需要的物品，需要更多的材料支持。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)3.3D打印技術(shù)發(fā)展的阻礙因素(3)機(jī)器限制3D打印技術(shù)在構(gòu)建物體的幾何形狀方面有特別的優(yōu)勢(shì)，幾乎任何靜態(tài)的形狀都可以被打印出來，在構(gòu)建零件的性能上已經(jīng)獲得了一定的成績(jī)。但是打印那些需要高速運(yùn)動(dòng)的物體和受力比較大的零部件就受到很大的限制。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)3.3D打印技術(shù)發(fā)展的阻礙因素(4)效率問題目前3D打印機(jī)的打印速度很慢，即便是-個(gè)很小的東西，打印出來也需要較長(zhǎng)的時(shí)間，要想利用3D打印大量地生產(chǎn)產(chǎn)品，還需要提高打印速度。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)3.3D打印技術(shù)發(fā)展的阻礙因素(5)知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題3D打印技術(shù)也會(huì)涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)生活中的很多流行的東西都會(huì)得到廣泛的傳播。人們可以利用3D打印方便、隨意地復(fù)制任何東西。如何制定3D打印的法律法規(guī)來保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，也是我們面臨的問題之一，否則就會(huì)出現(xiàn)復(fù)制品泛濫的現(xiàn)象。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)3.3D打印技術(shù)發(fā)展的阻礙因素(6)道德的挑戰(zhàn)制造者打印出該手槍的部分組件，并結(jié)合真槍其他部分零件,組合制作成這把槍，還在一個(gè)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行了試槍，可以發(fā)射真實(shí)的子彈。這種做法已經(jīng)觸碰到了道德底線。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展二、相關(guān)知識(shí)3.3D打印技術(shù)發(fā)展的阻礙因素(7)費(fèi)用高昂3D打印技術(shù)需要的費(fèi)用是很高的，工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的價(jià)格從幾十萬到幾百萬元人民幣不等。相比起來,桌面級(jí)3D打印機(jī)價(jià)格較為便宜，也要幾千元,其成形效率低，材料成本也很高，如每千克金屬鈦粉要好幾千元人民幣。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展三、增材制造技術(shù)發(fā)展歷史1.國(guó)外3D打印技術(shù)的發(fā)展（1）1892年到1988年屬于初期階段。1892年，J.E.Blanther在他的美國(guó)專利中曾建議用分層制造法構(gòu)成地形圖。1902

年，Carlo

Baese在他的美國(guó)專利中提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。1940年，Perera

提出了在硬紙板上切割輪廓線，然后將這些紙板粘結(jié)成三維地形圖的方法。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展三、增材制造技術(shù)發(fā)展歷史1.國(guó)外3D打印技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)50年代之后,出現(xiàn)了幾百個(gè)有關(guān)增材制造技術(shù)的專利。1984年，邁克爾·費(fèi)金(MichaelFeygin)研制成功分層實(shí)體制造(LaminatedObjectMtanufacturing，LOM)。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展三、增材制造技術(shù)發(fā)展歷史1.國(guó)外3D打印技術(shù)的發(fā)展（2）1988年到1990年屬于快速原型技術(shù)階段。1988年，美國(guó)3DSystems公司推出世界上第一臺(tái)商用快速成形機(jī)——立體光刻SLA-1(StereoLithography

Appearance，SLA)機(jī)。1988年，美國(guó)Stratasys公司首次提出熔融沉積成形(

Fused

Deposition

Modeling，F(xiàn)DM)。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展三、增材制造技術(shù)發(fā)展歷史1.國(guó)外3D打印技術(shù)的發(fā)展1989年美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校提出選擇性激光選區(qū)燒結(jié)(Selected

Laser

Sintering，SLS)。美國(guó)Sandier國(guó)立實(shí)驗(yàn)室將選擇性激光燒結(jié)工藝和激光熔覆工藝（LaserCladding）相結(jié)合提出激光工程化凈成形(Laser

Engineered

Net

Shaping，LENS)。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展三、增材制造技術(shù)發(fā)展歷史1.國(guó)外3D打印技術(shù)的發(fā)展（3）1990年到現(xiàn)在為直接增材制造階段。2013年2月美國(guó)麻省理工學(xué)院成功研發(fā)四維打印技術(shù)(Four

Dimensional

Printing，4DP)，俗稱4D打印。無須打印機(jī)器就能讓材料增材制造的革命性新技術(shù)。2013

年2月美國(guó)康奈爾大學(xué)打印出可造人體器官。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展三、增材制造技術(shù)發(fā)展歷史2.國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)的發(fā)展自20世紀(jì)90年代初，3D打印的概念開始在中國(guó)興起，在國(guó)家科技部等多部門持續(xù)支持下，清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等高校成為國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)的重要科研基地，在典型的成形設(shè)備、軟件、材料等方面研究和產(chǎn)業(yè)化方面獲得了重大進(jìn)展。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展三、增材制造技術(shù)發(fā)展歷史2.國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入21世紀(jì)后，3D打印技術(shù)逐漸被大眾所接受。我國(guó)研發(fā)出了一批增材制造裝備,在典型成形設(shè)備、軟件、材料等方面研究和產(chǎn)業(yè)化方面獲得了重大進(jìn)展，初步實(shí)現(xiàn)設(shè)備產(chǎn)業(yè)化，接近國(guó)外產(chǎn)品水平，改變了該類設(shè)備早期仰賴進(jìn)口的局面。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展三、增材制造技術(shù)發(fā)展歷史2.國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)的發(fā)展國(guó)產(chǎn)3D打印機(jī)在打印精度、打印速度、打印尺寸和軟件支持等方面雖然在不斷提升，但是技術(shù)水平還有待進(jìn)步發(fā)展。

近五年國(guó)內(nèi)增材制造市場(chǎng)發(fā)展不大，主要還在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，沒有在消費(fèi)品領(lǐng)域形成快速發(fā)展的市場(chǎng)。另一方面，研發(fā)方面投入不足，在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面落后于美國(guó)和歐洲。1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展四、拓展閱讀從工人到院士！“中國(guó)3D打印之父”盧秉恒的“破壁”人生

他是中國(guó)工程院院士，西安交通大學(xué)教授，也是一位在工廠一線工作過十余載的熟練工。他是盧秉恒，我國(guó)增材制造技術(shù)的奠基人，中國(guó)3D打印之父。

視頻截圖1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展五、課堂討論請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的產(chǎn)生與發(fā)展的了解，分組討論以下問題：●在什么樣的情況下，人們產(chǎn)生了3D打印的想法？●3D打印技術(shù)發(fā)展過程中，大家認(rèn)為可從哪些方面進(jìn)行突破？●如何能做到盡快普及3D打?。?.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展六、思考與練習(xí)1.3D打印的發(fā)展有哪幾個(gè)階段?2.3D打印技術(shù)快速發(fā)展的原因有哪些?3.3D打印技術(shù)發(fā)展的滯礙因素有哪些?4.簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外3D打印發(fā)展歷史。項(xiàng)目一了解增材制造技術(shù)與3D打印

增材制造（AdditiveManufacturing，AM）是指融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、材料加工與成形技術(shù)、以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實(shí)體物品的制造技術(shù)?！卷?xiàng)目目標(biāo)】（1）能準(zhǔn)確描述增材制造技術(shù)。（2）能準(zhǔn)確描述增材制造的過程?！局R(shí)目標(biāo)】（1）掌握增材制造技術(shù)特點(diǎn)。（2）熟悉增材制造的流程。（3）了解增材制造技術(shù)的發(fā)展歷史。【能力目標(biāo)】（1）能弄清增材制造方法與傳統(tǒng)制造方法的區(qū)別與聯(lián)系。（2）能說出增材制造技術(shù)的作用。（3）通過學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)收集、分析、整理參考資料的技能。提綱1.1增材制造技術(shù)概述1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展1.33D打印的原理1.43D打印的材料1.33D打印的原理3D打印的原理是什么？3D打印是快速成型技術(shù)的一種，又稱增材制造，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。光敏樹脂液相固化成形（SLA)熔絲堆積成形(FDM)1.33D打印的原理一、課堂引入通俗地說，3D打印機(jī)是可以“打印”出真實(shí)的3D物體的一種設(shè)備，比如打印一個(gè)機(jī)器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機(jī)”是參照了普通打印機(jī)的技術(shù)原理，因?yàn)榉謱蛹庸さ倪^程與噴墨打印十分相似?？焖俪尚蜗到y(tǒng)就像一臺(tái)“立體打印機(jī)”，因此得名“3D打印機(jī)”。1.33D打印的原理二、相關(guān)知識(shí)1.3D實(shí)物的成形方法我國(guó)偉大的哲學(xué)家、思想家老子的“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”用來描述3D打印的原理和過程就很合適：即從細(xì)微特征開始，通過不斷累積的方式制造出三維物體。1.33D打印的原理二、相關(guān)知識(shí)1.3D實(shí)物的成形方法3D實(shí)物的獲取方法可分為以下4種：受迫成形、去除成形、離散/堆積成形、生長(zhǎng)成形。（1）受迫成形受迫成形是成形材料受壓力的作用而成形的方法。（2）去除成形去除成形是人類從開始制作工具到現(xiàn)代化生產(chǎn)一直沿用的主要成形方法。1.33D打印的原理二、相關(guān)知識(shí)1.3D實(shí)物的成形方法（3）離散/堆積成形與傳統(tǒng)制造方法不同，離散/堆積成形是從零件的CAD實(shí)體模型出發(fā)，通過軟件分層離散和數(shù)控成形系統(tǒng)，用層層加工的方法將成形材料堆積而形成實(shí)體零件。（4）生長(zhǎng)成形生長(zhǎng)成形(或仿生成形)是指模仿自然界中生物生長(zhǎng)方式而成形的方法。1.33D打印的原理二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印技術(shù)原理3D打印技術(shù)是基于“離散/堆積成形”的成形思想，用層層加工的方法將成形材料“堆積”而形成實(shí)體零件，也稱為“快速成形技術(shù)”或“疊加制造技術(shù)”。1.33D打印的原理二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印技術(shù)原理3D打印成形技術(shù)可以分成若干種不同的工藝，每一種成形工藝的成形方法和材料都有區(qū)別，但是共同點(diǎn)都是一層一層打印切片的模型。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術(shù)原理3D打印成形技術(shù)可以分成若干種不同的工藝，每一種成形工藝的成形方法和材料都有區(qū)別，但是共同點(diǎn)都是一層一層打印切片的模型。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術(shù)原理基本過程按順序描述如下：（1）CAD設(shè)計(jì)制作數(shù)據(jù)模型是整個(gè)增材制造過程的第一步。獲得數(shù)據(jù)模型的方法有兩種：①

通過CAD進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；②通過三維掃描進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)來獲得三維模型。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術(shù)原理（2）格式轉(zhuǎn)換和文件處理增材制造的一個(gè)關(guān)鍵步驟是將CAD模型轉(zhuǎn)化為STL格式文件。STL文件采用三角形（多邊形）來呈現(xiàn)物體表面結(jié)構(gòu)，使CAD模型轉(zhuǎn)化為STL文件，用于約束物理尺寸、水密性（曲面閉合）以及多邊形數(shù)量。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術(shù)原理（3）打印增材制造的一個(gè)關(guān)鍵步驟是將CAD模型轉(zhuǎn)化為STL格式文件。STL文件采用三角形（多邊形）來呈現(xiàn)物體表面結(jié)構(gòu)，使CAD模型轉(zhuǎn)化為STL文件，用于約束物理尺寸、水密性（曲面閉合）以及多邊形數(shù)量。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術(shù)原理（4）打印件取出對(duì)于一些增材制造技術(shù)，取出打印件就像將打印件與構(gòu)建平臺(tái)分離開一樣簡(jiǎn)單；而對(duì)于一些工業(yè)機(jī)來說，當(dāng)打印件沉浸在打印材料中或者與構(gòu)建平臺(tái)長(zhǎng)在一起時(shí)，打印件的取出需要較高的技術(shù)性。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術(shù)原理（5）后處理過程后處理過程根據(jù)打印工藝而有所不同，工藝在處理前需要紫外后固化，金屬零件需要在退火爐中進(jìn)行去應(yīng)力退火，零件可以直接移除。1.33D打印的原理四、拓展閱讀桌面級(jí)3D打印機(jī)工作原理

桌面級(jí)3D打印機(jī)在市面上的種類也是各種各樣，但其基本的工作原理是不變的。3D打印機(jī)相對(duì)于其它的技術(shù)而言，具有速度快，價(jià)格便宜，實(shí)用性高等優(yōu)點(diǎn)。了解了3D打印機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，我們也要知道它的工作原理。3D打印機(jī)就是可以打出真實(shí)立體物體的一種設(shè)備，采用分層加工、疊加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實(shí)體，與傳統(tǒng)減材技術(shù)完全不同。稱之為打印機(jī)，是因其加工過程與噴墨打印機(jī)相似。1.33D打印的原理五、課堂討論請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印原理的理解，分組討論以下問題：●三維實(shí)體和二維平面有什么關(guān)系?●“離散/堆積成形”的成形思想是指什么?●討論下身邊有哪些物品可以采用3D打印技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)?1.33D打印的原理六、思考與練習(xí)1.

3D實(shí)物的成形方法有哪幾類?2.

解釋下3D打印技術(shù)的原理是什么?3.

3D打印的過程有哪些步驟?4.

3D打印技術(shù)有哪些類型?項(xiàng)目一了解增材制造技術(shù)與3D打印

增材制造（AdditiveManufacturing，AM）是指融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、材料加工與成形技術(shù)、以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實(shí)體物品的制造技術(shù)。【項(xiàng)目目標(biāo)】（1）能準(zhǔn)確描述增材制造技術(shù)。（2）能準(zhǔn)確描述增材制造的過程?！局R(shí)目標(biāo)】（1）掌握增材制造技術(shù)特點(diǎn)。（2）熟悉增材制造的流程。（3）了解增材制造技術(shù)的發(fā)展歷史。【能力目標(biāo)】（1）能弄清增材制造方法與傳統(tǒng)制造方法的區(qū)別與聯(lián)系。（2）能說出增材制造技術(shù)的作用。（3）通過學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)收集、分析、整理參考資料的技能。提綱1.1增材制造技術(shù)概述1.23D打印的產(chǎn)生與發(fā)展1.33D打印的原理1.43D打印的材料1.43D打印的材料常見打印原材料有那些？

光敏樹脂復(fù)合材料、FDM容積材料、金屬粉末、石膏粉末、塑膠粉末等金屬打印粉末FDM容積材料光敏樹脂復(fù)合材料1.43D

打印的材料一、課堂引入3D打印材料是3D打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在某種程度上，材料的發(fā)展決定了3D打印能否得到更廣泛的應(yīng)用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠材料、金屬材料、陶瓷材料等。另外，彩色石膏材料、人工骨粉、細(xì)胞生物材料、砂糖等食品也用于3D打印領(lǐng)域。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)1.3D打印材料的分類（1）按成形和工藝實(shí)現(xiàn)方法分類第一類：絲材堆積成形(FDM)。第二類：粉末、絲狀材料高能束燒結(jié)或融化成形(SLS、SLM和EBM)等。第三類：光敏樹脂液相固化成形(SLA)。第四類：三維打印成形(3DP)。第五類：薄片分層疊加成形(LOM)。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)1.3D打印材料的分類（2）按材料形態(tài)分類液態(tài)材料：SLA，光敏樹脂(聚氨酯丙烯酸酯、環(huán)氧丙烯酸酯、不飽和聚酯樹脂、光敏稀釋劑等)。固態(tài)粉末：SLS，非金屬粉(蠟粉、塑料粉、覆膜陶瓷粉等)，金屬粉(不銹鋼粉、鈦金屬粉等)。固態(tài)片材：LOM，紙、塑料、金屬鉑+黏結(jié)劑。固態(tài)絲材：FDM，蠟絲、ABS絲、PLA絲等。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)1.3D打印材料的分類（3）按材料的物理狀態(tài)分類可分為液體材料、薄片材料、粉末材料、絲狀材料等。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)1.3D打印材料的分類（4）按照材料的化學(xué)性能分類可分為高分子材料、金屬材料、光敏樹脂材料、無機(jī)非金屬材料、生物材料等。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹①

ABS塑料ABS塑料的原材料呈顆粒狀，它是一種常用的3D打印材料。它有多種顏色可以選擇，是消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)用戶最喜愛的打印材料之一。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹②

PLA塑料PLA塑料是另外一種常用的3D打印材料，尤其對(duì)于消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)來說，PLA塑料具有環(huán)保、可降解的優(yōu)點(diǎn)。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹③

亞克力材料亞克力(有機(jī)玻璃)材料的表面光潔度好，可以打印出透明和半透明的產(chǎn)品。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹④

尼龍尼龍也就是聚酰胺纖維，它最大的特點(diǎn)是耐磨性極高，在混紡織物中加入少量的尼龍可大大提高其耐磨性。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹⑤

樹脂樹脂也被稱為UV樹脂，是激光光固化成形的重要原料。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹⑥

玻璃玻璃是一種用途廣泛的材料，但它不易加工，尤其不易用于3D打印，因?yàn)檫@種材料的熔點(diǎn)非常高。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹⑦

陶瓷陶瓷既具有陶器的透氣性和吸水性，又具有瓷器的堅(jiān)硬性。將陶瓷粉末采用SLS技術(shù)進(jìn)行燒結(jié)打印的陶瓷產(chǎn)品具有高耐熱、可回收、安全、無毒的特點(diǎn)。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹⑧

金屬——金、銀和鈦金屬

金屬打印是一項(xiàng)能夠直接立體制造高性能金屬功能件的高端增材制造技術(shù)。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹⑨

金屬—不銹鋼不銹鋼是最廉價(jià)的金屬打印材料，它質(zhì)地堅(jiān)硬，并且有很強(qiáng)的牢固度。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（2）特殊3D打印材料介紹①

人造骨粉利用3D打印技術(shù)，將人造骨粉轉(zhuǎn)變成精密的骨骼組織。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（2）特殊3D打印材料介紹②

巧克力等食品級(jí)原料巧克力、可粉、砂糖甚至肉制品都可以作為3D打印材質(zhì)來“打印”美味食品。1.43D

打印的材料二、相關(guān)知識(shí)2.3D打印材料介紹（2）特殊3D打印材料介紹③

生物細(xì)胞通過3D打印技術(shù)將細(xì)胞作為材料層打印在生物支架(基質(zhì))材料上，通過準(zhǔn)確定位，形成具備生物特性的組織。1.43D

打印的材料三、3D打印材料的要求和面臨的問題1.3D打印材料要求（1）3D打印工藝對(duì)其成形材料的要求一般有以下幾點(diǎn)：①

有利于快速、精確地加工原型零件。②

快速成形制件。③

盡量滿足產(chǎn)品對(duì)強(qiáng)度、剛度、耐潮濕性、熱穩(wěn)定性能等的要求。④

應(yīng)該有利于后續(xù)處理工藝。1.43D

打印的材料三、3D打印材料的要求和面臨的問題1.3D打印材料要求（2）3D打印有四個(gè)應(yīng)用目標(biāo)：概念型、測(cè)試型、模具型及功能零件，要求如下：①

概念型對(duì)材料成形精度和物理化學(xué)特性要求不高，主要要求成形速度快。②

測(cè)試型對(duì)于成形后的強(qiáng)度、剛度、耐溫性、抗蝕性能等有一定要求。③

模具型要求材料適應(yīng)具體模具制造要求。④

功能零件則要求材料具有較好的力學(xué)和化學(xué)性能。1.43D

打印的材料三、3D打印材料的要求和面臨的問題2.3D打印材料面臨的問題目前在工業(yè)級(jí)打印材料方面存在的問題主要是：①

可使用的材料的成熟度跟不上3D市場(chǎng)的發(fā)展。②

打印流暢性不足。③

材料強(qiáng)度不夠。④

材料對(duì)人體的安全性和對(duì)環(huán)境友好性的矛盾。⑤

材料標(biāo)準(zhǔn)化及系列化規(guī)范的制定。1.43D

打印的材料四、拓展閱讀常見的3D打印材料有那些呢？3D打印材料是3D打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在某種程度上，材料的發(fā)展決定著3D打印能否有更廣泛的應(yīng)用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、細(xì)胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印領(lǐng)域得到了應(yīng)用。3D打印所用的這些原材料都是專門針對(duì)3D打印設(shè)備和工藝而研發(fā)的，與普通的塑料、石膏、樹脂等有所區(qū)別，其形態(tài)一般有粉末狀、絲狀、層片狀、液體狀等。1.43D

打印的材料五、課堂討論請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印原材料的理解，分組討論以下問題：●你覺得哪些材料可用于3D打印?●

你認(rèn)為3D打印材料應(yīng)具有哪些性能?●

你最想用哪一種3D打印材料來生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品?1.43D

打印的材料六、思考與練習(xí)1.

3D打印材料如何分類?2.

常見3D打印材料和特殊3D打印材料分別有哪些?3.

對(duì)3D打印材料有哪些要求?4.

3D打印材料面臨有哪些問題?項(xiàng)目二3D打印技術(shù)實(shí)務(wù)

3D打印的建模步驟是指通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分割”成逐層的截面，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。打印是指3D打印機(jī)通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個(gè)實(shí)體。【項(xiàng)目目標(biāo)】（1）學(xué)習(xí)三維模型構(gòu)造方法。（2）掌握3D打印技術(shù)的基本要求和成形過程?！局R(shí)目標(biāo)】（1）了解常用的3D建模軟件。（2）熟悉STL格式文件。（3）熟悉三維模型的切片處理?！灸芰δ繕?biāo)】（1）能弄清三維模型構(gòu)造的原理。（2）能說出3D打印技術(shù)流程。（3）培養(yǎng)學(xué)習(xí)3D打印的興趣、會(huì)分析3D打印技術(shù)的步驟。提綱2.1三維模型構(gòu)造2.2三維模型的STL格式化2.3三維模型的切片處理2.4打印3D模型2.1三維模型構(gòu)造什么是三維模型？

三維模型經(jīng)常用三維建模工具這種專門的軟件生成，但是也可以用其它方法生成。作為點(diǎn)和其它信息集合的數(shù)據(jù)，三維模型可以手工生成，也可以按照一定的算法生成。2.1三維模型構(gòu)造一、課堂引入1.3D打印與三維建模的關(guān)系3D打印作為一門嶄新的應(yīng)用技術(shù)得到飛速發(fā)展，滲透到工業(yè)制造、生物醫(yī)療、航空航天、建筑工程、文化創(chuàng)意、數(shù)碼娛樂等各個(gè)行業(yè)。3D打印分三維建模和3D打印兩個(gè)過程，要完成3D打印，三維建模是基礎(chǔ)，沒有數(shù)字化模型，就無法進(jìn)行3D打印。2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)1.幾何建?；靖拍?/p>

幾何建模就是形體的描述和表達(dá)，是建立在幾何信息和拓?fù)湫畔⒒A(chǔ)的建模。其主要處理零件的幾何信息和拓?fù)湫畔ⅰ?.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)1.幾何建模基本概念

（1)幾何模型幾何模型是把三維實(shí)體的幾何形狀及其屬性用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述和存儲(chǔ)，供計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換與處理的數(shù)據(jù)模型,包含了三維形體的幾何信息、拓?fù)湫畔⒁约捌渌麑傩缘臄?shù)據(jù)。幾何建模技術(shù)的發(fā)展過程經(jīng)歷了線框模型→曲面模型→實(shí)體模型的過程。2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)1.幾何建?；靖拍?/p>

（2）幾何建模幾何建模是指用計(jì)算機(jī)及其圖形系統(tǒng)來表示和構(gòu)造形體的幾何形狀，建立計(jì)算機(jī)內(nèi)部模型的技術(shù)方法，形體的表達(dá)建立在幾何信息和拓?fù)湫畔⒌奶幚砘A(chǔ)上。2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)1.幾何建?；靖拍?/p>

（3）幾何信息幾何信息是指形體的形狀、位置和大小的信息。如：直線描述方程，矩形體的長(zhǎng)寬高等。2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)1.幾何建模基本概念

（4）拓?fù)湫畔⒎从承误w各組成元素?cái)?shù)量及其相互間關(guān)系。如：相交、相鄰、相切、垂直、平行等。注意兩形體幾何信息相同，若拓?fù)湫畔⒉煌?，則兩形體可能完全不同。2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)1.幾何建模基本概念

（5）非幾何信息非幾何信息是指除產(chǎn)品幾何信息和拓?fù)湫畔⒅獾男畔?，不僅包括零件的質(zhì)量、材料，性能參數(shù)等物理屬性，還包括公差、加工粗糙度和技術(shù)要求等工藝屬性。2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)2.形體的表示

如圖所示，形體在計(jì)算機(jī)內(nèi)采用六層拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行定義，形體基本元素包括點(diǎn)、邊、面。2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)3.三維建模的應(yīng)用

（1）工業(yè)領(lǐng)域主要用于工業(yè)級(jí)別的產(chǎn)品建模，比如汽車、手機(jī)、計(jì)算機(jī)等。

2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)3.三維建模的應(yīng)用

（2）建筑領(lǐng)域、景觀場(chǎng)景主要用于建筑類的建模，通過一張建筑的概念圖，上色、建模、將這棟建筑表現(xiàn)出來。設(shè)計(jì)師通過靈感繪出概念圖，建模師將他的靈感實(shí)現(xiàn)，變成立體模型表現(xiàn)出來。2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)3.三維建模的應(yīng)用

（3）室內(nèi)設(shè)計(jì)更多的用于室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)，與裝修公司合作較多。

（4）動(dòng)畫影視通過設(shè)計(jì)稿，建模，最終完成。

（5）游戲美術(shù)多用于游戲類建模，包括：角色建模、環(huán)境建模、手繪貼圖、次世代貼圖。2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)4.三維建模類型

（1）正向設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)者的數(shù)據(jù)、草圖、照片、工程圖紙（二維）等信息在計(jì)算機(jī)上利用CAD軟件構(gòu)建三維模型。常用軟件：UG、Pro/E、、3DSMAX、Solidworks等。2.1三維模型構(gòu)造二、相關(guān)知識(shí)4.三維建模類型

（2）逆向設(shè)計(jì)

對(duì)已有產(chǎn)品（樣品或模型）進(jìn)行三維掃描或自動(dòng)測(cè)量，再由計(jì)算機(jī)生成三維模型。常見的三維掃描儀品牌有：Steinbichler、Gom、Breuckmann、Artec3d（德國(guó)），中國(guó)有shining3d。常用軟件：UG、CopyCAD、PolyWorks等。2.1三維模型構(gòu)造三、特征建模與三維建模軟件1.特征建模

特征建模是在實(shí)體建?；A(chǔ)之上，通過特征及其集合來定義、描述零件模型的過程。不僅包含與生產(chǎn)有關(guān)的非幾何信息，而且描述這些信息之間關(guān)系。2.1三維模型構(gòu)造三、特征建模與三維建模軟件1.特征建模（1）特征的分類

（1）形狀特征

形狀特征指具有一定工程語(yǔ)義的幾何形體，可按照STEP標(biāo)準(zhǔn)或幾何形狀進(jìn)行分類。2.1三維模型構(gòu)造三、特征建模與三維建模軟件1．特征建模

（1）特征的分類

（2）精度特征

包括尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等。

（3）材料特征

如材料型號(hào)、性能、硬度、表面處理、檢驗(yàn)方式等。2.1三維模型構(gòu)造三、特征建模與三維建模軟件1．特征建模

（1）特征的分類

（4）技術(shù)特征

描述零件的有關(guān)性能和技術(shù)要求。

（5）裝配特征

描述裝配過程中配合關(guān)系、裝配順序、裝配方法等。

（6）管理特征

描述管理信息，如零件名、批量、設(shè)計(jì)者、日期等。2.1三維模型構(gòu)造三、特征建模與三維建模軟件（2）特征間的關(guān)系

（1）相鄰關(guān)系：反映了特征在空間位置之間的相互關(guān)系。

（2）從屬關(guān)系：特征往往有主特征與輔助特征，它們之間存在著某種從屬關(guān)系，如附著于回轉(zhuǎn)體軸段主特征的鍵槽、退刀槽、倒角等。

（3）分布關(guān)系：表示某類特征在空間按照某種方式所排列的關(guān)系。2.1三維模型構(gòu)造三、特征建模與三維建模軟件（3）特征建模方法

（1）特征識(shí)別

將設(shè)計(jì)的實(shí)體幾何模型與系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)先定義特征庫(kù)中的特征進(jìn)行自動(dòng)比較，確定特征的具體類型及其他信息，形成實(shí)體的特征建模。2.1三維模型構(gòu)造三、特征建模與三維建模軟件（3）特征建模方法

（2）基于特征的設(shè)計(jì)

利用系統(tǒng)內(nèi)已預(yù)定義的特征庫(kù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行特征造型或特征建模。2.1三維模型構(gòu)造三、特征建模與三維建模軟件（3）特征建模方法

（3）特征映射

特征具有多視域性，視域不同造型特征也可能不同。如圖所示，從力學(xué)考慮可認(rèn)為是筋，從機(jī)械加工考慮則認(rèn)為是槽，因而須將設(shè)計(jì)特征映射為后續(xù)所需要特征。2.1三維模型構(gòu)造三、特征建模與三維建模軟件

(3)特征建模方法

（4）交互特征確定

利用現(xiàn)有的實(shí)體建模系統(tǒng)建立產(chǎn)品的幾何模型，由用戶進(jìn)入特征定義系統(tǒng)，通過圖形交互拾取，在已有實(shí)體模型上定義特征幾何所需要的幾何要素，并將特征參數(shù)或精度、技術(shù)要求、材料熱處理等信息，作為屬性添加到特征模型中。2.1三維模型構(gòu)造三、特征建模與三維建模軟件2.常用的三維建模軟件

三維建模軟件眾多，包括普通建模軟件（AutoCAD）、基礎(chǔ)建模軟件（Tinkercad、Autodesk123D、3Done）和各種專業(yè)建模軟件。2.1三維模型構(gòu)造四、拓展閱讀三維建模技術(shù)

一般來說，“3D建?！本褪峭ㄟ^3D制作軟件，通過虛擬的3D空間，用3D數(shù)據(jù)建立一個(gè)模型。三維建模大致可以分為NURBS和多邊形網(wǎng)格。NURBS對(duì)要求精細(xì)、靈活、復(fù)雜的模型有很好的應(yīng)用，適合定量生產(chǎn)。多邊形建?；诶娣ǎm用于渲染和復(fù)雜場(chǎng)景動(dòng)畫。總的來說，各有各的優(yōu)勢(shì)。2.1三維模型構(gòu)造五、課堂討論

請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：●什么是幾何模型？什么是幾何建模?●實(shí)體模型有哪些表示方法？●特征建模有哪些方法？各有什么特點(diǎn)？2.1三維模型構(gòu)造六、思考與練習(xí)1.三維建模有什么應(yīng)用?2.在機(jī)械行業(yè)，常用的三維建模軟件有哪些？3.什么是逆向建模？逆向建模有什么應(yīng)用？項(xiàng)目二3D打印技術(shù)實(shí)務(wù)

3D打印的建模步驟是指通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分割”成逐層的截面，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。打印是指3D打印機(jī)通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個(gè)實(shí)體?！卷?xiàng)目目標(biāo)】（1）學(xué)習(xí)三維模型構(gòu)造方法。（2）掌握3D打印技術(shù)的基本要求和成形過程?！局R(shí)目標(biāo)】（1）了解常用的3D建模軟件。（2）熟悉STL格式文件。（3）熟悉三維模型的切片處理?！灸芰δ繕?biāo)】（1）能弄清三維模型構(gòu)造的原理。（2）能說出3D打印技術(shù)流程。（3）培養(yǎng)學(xué)習(xí)3D打印的興趣、會(huì)分析3D打印技術(shù)的步驟。提綱2.1三維模型構(gòu)造2.2三維模型的STL格式化2.3三維模型的切片處理2.4打印3D模型2.2三維模型的STL格式什么是是STL格式？STL文件格式（stereolithography，光固化立體造型術(shù)的縮寫）是由3DSYSTEMS公司于1988年制定的一個(gè)接口協(xié)議，是一種為快速原型制造技術(shù)服務(wù)的三維圖形文件格式。STL文件由多個(gè)三角形面片的定義組成，每個(gè)三角形面片的定義包括三角形各個(gè)定點(diǎn)的三維坐標(biāo)及三角形面片的法矢量。2.2三維模型的STL格式一、課堂引入1.STL格式文件

STL文件是3D打印的通用格式文件，輸入3D打印機(jī)能夠直接快速成形實(shí)體模型，工業(yè)設(shè)計(jì)比較常用。一般三維軟件都可以將自己生成的模型另存為STL文件。2.2三維模型的STL格式一、課堂引入2.3D打印為什么要用STLSTL文件格式是3D打印最常用的文件格式。當(dāng)與3D切片器結(jié)合使用時(shí)，它允許計(jì)算機(jī)與SLA3D打印機(jī)硬件通信。STL文件格式起初很少，已被許多其他CAD軟件包采用和支持，如今已被廣泛用于快速原型制作，3D打印和計(jì)算機(jī)輔助制造。2.2三維模型的STL格式二、相關(guān)知識(shí)1.STL文件簡(jiǎn)介（1）STL文件定義STL文件格式是一種為快速原型制造技術(shù)服務(wù)的三維圖形文件格式。它將實(shí)體表面離散化為大量的三角形面片，依靠這些三角形面片來逼近理想的三維實(shí)體模型。

（2）STL格式STL是片層格式文件，一種3D模型文件格式。當(dāng)模型保存為STL文件之后，模型的所有表面和曲線都會(huì)被轉(zhuǎn)換成網(wǎng)格2.2三維模型的STL格式二、相關(guān)知識(shí)1.STL文件簡(jiǎn)介

（3）STL文件特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：生成簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)文件廣泛，具有簡(jiǎn)單的分層算法，模型易于分割。

缺點(diǎn)：近似性，數(shù)據(jù)的冗余，信息缺乏，精度損失，錯(cuò)誤和缺陷。2.2三維模型的STL格式二、相關(guān)知識(shí)2.STL文件的精度STL文件的數(shù)據(jù)格式是采用小三角形來近似逼近三維實(shí)體模型的外表面，小三角形數(shù)量的多少直接影響著近似逼近的精度。精度越高，網(wǎng)格的劃分越細(xì)密，三角形面片形成的三維實(shí)體就越趨近于理想實(shí)體的形狀。2.2三維模型的STL格式二、相關(guān)知識(shí)3.STL文件的基本規(guī)則

（1）取向規(guī)則用平面小三角形中的頂點(diǎn)排序來確定其所表達(dá)的表面是內(nèi)表面或外表面，順時(shí)針的頂點(diǎn)排序表示該表面為內(nèi)表面，逆時(shí)針的頂點(diǎn)排序表示該表面為外表面。

2.2三維模型的STL格式二、相關(guān)知識(shí)3.STL文件的基本規(guī)則

（2）共頂點(diǎn)規(guī)則每個(gè)平面小三角形必須與每個(gè)相鄰的平面小三角形共用兩個(gè)頂點(diǎn)，即一個(gè)平面小三角形的頂點(diǎn)不能落在相鄰的任何一個(gè)平面小三角形的邊上。

2.2三維模型的STL格式二、相關(guān)知識(shí)3.STL文件的基本規(guī)則

（3）取值規(guī)則每個(gè)小三角形平面的頂點(diǎn)坐標(biāo)值必須是正數(shù)，零和負(fù)數(shù)是錯(cuò)的。然而，目前幾乎所有的CAD/CAM軟件都允許在任意的空間位置生成STL文件，唯有AutoCAD軟件還要求必須遵守這個(gè)規(guī)則。

2.2三維模型的STL格式二、相關(guān)知識(shí)3.STL文件的基本規(guī)則

（4）合法實(shí)體規(guī)則STL格式不得違反合法實(shí)體規(guī)則，又稱充滿法則。即在三維模型的所有表面上，必須布滿小三角形平面，不得有任何遺漏（即不能有裂縫或孔洞），不能有厚度為零的區(qū)域，外表面不能從其本身穿過等。

2.2三維模型的STL格式二、相關(guān)知識(shí)4.常見的STL文件錯(cuò)誤

像其他的CAD/CAM常用的交換數(shù)據(jù)一樣，STL也經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤和格式錯(cuò)誤，其中最常見的錯(cuò)誤如下：

（1）出現(xiàn)違反共頂點(diǎn)規(guī)則的三角形。

（2）出現(xiàn)違反取向規(guī)則的三角形。

（3）出現(xiàn)錯(cuò)誤的裂縫或孔洞。

（4）三角形過多或過少。

（5）微小特征遺漏或出錯(cuò)。2.2三維模型的STL格式三、增材制造的前處理1.三維模型的創(chuàng)建根據(jù)專業(yè)需要，選擇熟悉的三維建模軟件（如3DOnePlus、AutoCAD、Inventor）創(chuàng)建三維模型。2.2三維模型的STL格式三、增材制造的前處理2.STL文件的輸出當(dāng)三維模型創(chuàng)建完成之后，在進(jìn)行快速原型制作之前，需要進(jìn)行STL文件的輸出。目前，幾乎所有的商業(yè)化CAD/CAM系統(tǒng)都有STL文件的輸出數(shù)據(jù)接口，而且操作和控制也十分方便。在STL文件輸出過程中，根據(jù)模型的復(fù)雜程度和所要求的精度指標(biāo)，可以選擇STL文件的輸出精度。2.2三維模型的STL格式三、增材制造的前處理3.格式轉(zhuǎn)換與糾錯(cuò)

基于STL文件出現(xiàn)的錯(cuò)誤，在快速成形機(jī)開始工作之前，應(yīng)對(duì)STL格式文件進(jìn)行檢查。目前，已有多種用于觀察、糾錯(cuò)和編輯STL格式文件的專用軟件。2.2三維模型的STL格式三、增材制造的前處理4.分割與處理文件

（1）STL文件的分割處理在實(shí)際快速原型制作過程中，如果所要制作的原型尺寸相對(duì)于快速成形系統(tǒng)臺(tái)面尺寸過大或過小，就必須對(duì)STL模型進(jìn)行剖切處理或者有必要進(jìn)行拼接處理。2.2三維模型的STL格式三、增材制造的前處理4.分割與處理文件

（2）STL文件處理MagicsRP是一款對(duì)STL文件進(jìn)行編輯修改、縫補(bǔ)的軟件。2.2三維模型的STL格式四、拓展閱讀3D打印三維模型文件STL格式規(guī)范

STL格式由Albert咨詢集團(tuán)（今天的Albert-Battaglin咨詢集團(tuán)）于1987年為3DSystems開發(fā)，用于將3DCAD模型移動(dòng)到其立體光刻設(shè)備(SLA)機(jī)器上。STL文件使用鏈接的三角形刻面來描述三維對(duì)象的表面幾何形狀。STL格式允許ASCII和（較小的）二進(jìn)制表示。STL是標(biāo)準(zhǔn)鑲嵌語(yǔ)言的首字母縮寫。2.2三維模型的STL格式五、課堂討論

請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：●你覺得什么樣的文件可以用于3D打印?●你認(rèn)為STL文件有什么樣的特點(diǎn)?●你認(rèn)為STL文件常見的錯(cuò)誤有哪些?2.2三維模型的STL格式六、思考與練習(xí)1.什么是STL文件?STL文件的精度取決于什么?2.STL文件的基本規(guī)則有哪些?3.STL格式轉(zhuǎn)換常見的有哪些軟件?4.在實(shí)際快速原型制作過程中，如果所要制作的原型尺寸過大，應(yīng)該怎么處理？項(xiàng)目二3D打印技術(shù)實(shí)務(wù)

3D打印的建模步驟是指通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分割”成逐層的截面，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。打印是指3D打印機(jī)通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個(gè)實(shí)體。【項(xiàng)目目標(biāo)】（1）學(xué)習(xí)三維模型構(gòu)造方法。（2）掌握3D打印技術(shù)的基本要求和成形過程?！局R(shí)目標(biāo)】（1）了解常用的3D建模軟件。（2）熟悉STL格式文件。（3）熟悉三維模型的切片處理?！灸芰δ繕?biāo)】（1）能弄清三維模型構(gòu)造的原理。（2）能說出3D打印技術(shù)流程。（3）培養(yǎng)學(xué)習(xí)3D打印的興趣、會(huì)分析3D打印技術(shù)的步驟。提綱2.1三維模型構(gòu)造2.2三維模型的STL格式化2.3三維模型的切片處理2.4打印3D模型2.3三維模型的切片處理什么是模型切片處理？切片是指用軟件把模型文件轉(zhuǎn)換成3D打印機(jī)動(dòng)作數(shù)據(jù)，是指將一個(gè)實(shí)體分成厚度相等的很多層，這是3D打印的基礎(chǔ)，分好的層將是3D打印進(jìn)行的路徑。

CAD模型

軟件切片2.3三維模型的切片處理一、課堂引入

3d打印切片就是對(duì)三維模型數(shù)據(jù)處理過程的簡(jiǎn)稱。3D打印機(jī)配套的有一個(gè)切片軟件，這個(gè)切片軟件就是對(duì)要打印的三維模型文件進(jìn)行打印參數(shù)設(shè)置的軟件。模型切片2.3三維模型的切片處理二、相關(guān)知識(shí)1.三維模型文件的近似處理由于工件的三維模型上往往有一些不規(guī)則的自由曲面,所以成形前必須對(duì)其進(jìn)行近似處理。目前在3D打印中最常見的近似處理方法是將工件的三維CAD模型轉(zhuǎn)換成STL模型,即用一系列小三角形平面來逼近工件的自由曲面。2.3三維模型的切片處理二、相關(guān)知識(shí)2.三維模型文件的切片處理

3D打印是按每一層截面輪廓來制作工件的,因此,成形前必須在三維模型上用切片軟件沿成形的高度方向,每隔一定的間隔(即切片層高)進(jìn)行切片處理,以便提取截面的輪廓。2.3三維模型的切片處理二、相關(guān)知識(shí)3.常見的切片軟件

常見的切片軟件有cura、s3d、RepetierHost。2.3三維模型的切片處理三、切片方法1.軟件安裝雙擊Cura_14.07.exe安裝Cura（安裝路徑不要有中文）2.3三維模型的切片處理三、切片方法2.軟件參數(shù)

設(shè)置界面

advanced設(shè)置

expert設(shè)置

2.3三維模型的切片處理三、切片方法3.切片

（1）載入模型

單擊如下圖標(biāo)載入需要切片的模型。2.3三維模型的切片處理三、切片方法3.切片

（2）旋轉(zhuǎn)、放大操作首選鼠標(biāo)左鍵單擊載入的模型（這樣才能選中模型）：①旋轉(zhuǎn)操作②縮放操作。2.3三維模型的切片處理三、切片方法3.切片

（3）保存gcode文件等到切片的進(jìn)度條完成，則切片完成，單擊file-saveGcode保存gcode文件，如圖所示。2.3三維模型的切片處理四、拓展閱讀3D打印切片軟件

在建立了3D模型以后要就進(jìn)行切片，切片的工作是講3D模型轉(zhuǎn)化為3D打印機(jī)本身可以執(zhí)行的代碼，G代碼，M代碼，下面介紹一款常用的3D打印切片軟件。Cura由3D打印機(jī)公司Ultimaker及其社區(qū)開發(fā)和維護(hù)。Cura本身源于開源，3D打印切片軟件是免費(fèi)的，也是行業(yè)內(nèi)普及率非常高的一款切片軟件，早期國(guó)內(nèi)很多3D打印廠商也在用Cura做切片功能。我們能看到Cura甚至為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的3D打印機(jī)添加了配置文件，其開源和開放的態(tài)度非常明確，也讓許多用戶因此受益。2.3三維模型的切片處理五、課堂討論請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：●什么是3D切片軟件？它能做什么？●常見的3D切片軟件有哪些？?jī)?yōu)缺點(diǎn)？●3D打印文件常用哪幾種格式？2.3三維模型的切片處理六、思考與練習(xí)1.你們學(xué)校用哪一種或哪幾種切片軟件？2.你知道每個(gè)參數(shù)的含義嗎？3.如何通過合理設(shè)置參數(shù)來提高打印質(zhì)量？項(xiàng)目二3D打印技術(shù)實(shí)務(wù)

3D打印的建模步驟是指通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分割”成逐層的截面，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。打印是指3D打印機(jī)通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個(gè)實(shí)體?！卷?xiàng)目目標(biāo)】（1）學(xué)習(xí)三維模型構(gòu)造方法。（2）掌握3D打印技術(shù)的基本要求和成形過程?！局R(shí)目標(biāo)】（1）了解常用的3D建模軟件。（2）熟悉STL格式文件。（3）熟悉三維模型的切片處理?！灸芰δ繕?biāo)】（1）能弄清三維模型構(gòu)造的原理。（2）能說出3D打印技術(shù)流程。（3）培養(yǎng)學(xué)習(xí)3D打印的興趣、會(huì)分析3D打印技術(shù)的步驟。提綱2.1三維模型構(gòu)造2.2三維模型的STL格式化2.3三維模型的切片處理2.4打印3D模型2.4打印3D模型模型打印前準(zhǔn)備工作

在正式打印模型前應(yīng)當(dāng)做好準(zhǔn)備工作，要將打印機(jī)調(diào)平并將模型切片。模型切片打印機(jī)1234順序調(diào)平2.4打印3D模型一、課堂引入打印模型

你最想打印一個(gè)什么物品，為什么？你覺得3D打印出這個(gè)物品需要進(jìn)行哪些操作步驟？你認(rèn)為在打印過程中哪個(gè)步驟是最關(guān)鍵的？2.4打印3D模型二、相關(guān)知識(shí)1.將模型轉(zhuǎn)換為STL格式

設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。平時(shí)選擇模型時(shí)要選擇STL格式。如果設(shè)計(jì)的3D模型不是STL格式，那么將其轉(zhuǎn)換成打印機(jī)可以識(shí)別的STL格式是3D打印關(guān)鍵的一步。

2.4打印3D模型二、相關(guān)知識(shí)2.將模型進(jìn)行切片

有了STL的模型之后還需要在電腦上安裝相應(yīng)的3D打印切片軟件，用它來實(shí)現(xiàn)3D模型的參數(shù)調(diào)整，并將模型切片，轉(zhuǎn)換成3D打印機(jī)可以識(shí)別的格式，最后才能將模型發(fā)送到打印機(jī)打印。打印機(jī)識(shí)別的格式一般是X3G、gcode格式。2.4打印3D模型二、相關(guān)知識(shí)3.選擇材質(zhì)，使打印機(jī)正常進(jìn)絲

目前桌面3D打印機(jī)最常用的就是PLA和ABS兩種材質(zhì)，其次是光敏樹脂液體材料，金屬、陶瓷粉末等材料。當(dāng)然，不同的機(jī)型適用的材料是不一樣的，我們要根據(jù)打印物品的需要準(zhǔn)備好打印材料，并在打印機(jī)上安裝好，使機(jī)器能夠正常進(jìn)絲。。

2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用1.打印機(jī)底板調(diào)平

（1）連續(xù)按左方向鍵，返回主菜單，顯示屏顯示如下：2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用1.打印機(jī)底板調(diào)平

（2）按向下鍵選擇“調(diào)試選項(xiàng)”2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用1.打印機(jī)底板調(diào)平

（3）選擇“底板調(diào)平”選項(xiàng)后，按中間確認(rèn)后顯示2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用1.打印機(jī)底板調(diào)平

（4）按向下鍵選中“調(diào)平底板”選項(xiàng)，按中間鍵確認(rèn)，進(jìn)入調(diào)平模式，再連續(xù)按五次中鍵，這時(shí)屏幕顯示“請(qǐng)稍等”并且墨頭開始移動(dòng)，準(zhǔn)備再底板上選取第一個(gè)調(diào)試點(diǎn)。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用1.打印機(jī)底板調(diào)平

（5）此時(shí)上鍵為增溫，下鍵為降溫。預(yù)設(shè)完畢后，單擊確認(rèn)按鍵，保存已設(shè)置的溫度2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用1.打印機(jī)底板調(diào)平

（6）當(dāng)屏幕上顯示如圖時(shí)，則表示墨頭已經(jīng)找好第一個(gè)點(diǎn)，這時(shí)我們可以開始對(duì)前面的兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用1.打印機(jī)底板調(diào)平

（7）如圖所示，可以看到，墨頭已經(jīng)壓在了相片紙（A4）紙上，這時(shí)我們輕輕拉動(dòng)相片紙，如果相片紙可以拉動(dòng)但是感覺刀有輕微的阻力為最佳狀態(tài)。如果相片紙被緊緊咬住或者感覺不到絲毫阻力，則需要調(diào)節(jié)底板與墨頭的間距使之合適。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用1.打印機(jī)底板調(diào)平

（8）如果墨頭與底板間距過?。ㄏ嗥埍灰ё。┗蛘哌^大（感覺不到阻力），則需要通過調(diào)節(jié)底面四個(gè)螺絲來調(diào)節(jié)底板高度，具體操作為：俯視底板，順時(shí)針旋動(dòng)螺絲為上升底板，逆時(shí)針旋動(dòng)螺絲為下降底板，直到調(diào)至合適高度為止。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用1.打印機(jī)底板調(diào)平

（9）按中心鍵進(jìn)入下一個(gè)點(diǎn)的測(cè)試，重復(fù)上述操作，依次調(diào)試前、后、左、右、中心五個(gè)點(diǎn)。調(diào)試結(jié)束后，屏幕的狀態(tài)如下圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用1.打印機(jī)底板調(diào)平

（10）按一下確認(rèn)鍵完成調(diào)試。調(diào)試完成后可再重新調(diào)試一遍，確保打印板水平。不同型號(hào)的打印機(jī)調(diào)平方法不盡相同，但都要保證打印頭和底板之間的距離適中，并保持水平。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用2.打印機(jī)預(yù)熱

（1）“開始預(yù)熱”為機(jī)器預(yù)熱選項(xiàng)，按確認(rèn)鍵進(jìn)入預(yù)熱界面，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用2.打印機(jī)預(yù)熱

（2）如果想要左頭和底板加熱，向下按鍵選擇“左頭”選項(xiàng)，按中間確認(rèn)鍵，“關(guān)”狀態(tài)裝換成“開”，此時(shí)按向上按鍵，選擇“開始預(yù)熱”選項(xiàng)，左頭和底板即為加熱狀態(tài)。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用2.打印機(jī)預(yù)熱

（3）如果想要設(shè)置左右打印頭及加熱板的預(yù)熱溫度，主界面選擇“信息和設(shè)置”選項(xiàng)，單擊確認(rèn)按鍵進(jìn)入“預(yù)熱設(shè)置”選項(xiàng)，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用2.打印機(jī)預(yù)熱

（4）在“預(yù)熱設(shè)置”選項(xiàng)內(nèi)，例如要設(shè)置右頭預(yù)熱溫度，單擊確認(rèn)按鍵后箭頭指到溫度，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用2.打印機(jī)預(yù)熱

（5）此時(shí)上鍵為增溫，下鍵為降溫。預(yù)設(shè)完畢后，單擊確認(rèn)按鍵，保存已設(shè)置的溫度，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用3.開始打印

（1）將切片模型導(dǎo)入打印機(jī)。找到打印機(jī)上的SD卡插槽，在按鍵的右邊，將SD卡正面向前，按照如圖所示的方向壓入卡槽內(nèi)，注意內(nèi)存卡一定要確認(rèn)對(duì)準(zhǔn)卡槽后壓入。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用3.開始打印

（2）打開打印機(jī)電源開關(guān)，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用3.開始打印

（3）按向下按鍵選擇“SD卡文件”，按中間按鍵確認(rèn)，屏幕上列出SD卡中保存的X3G文件列表，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用3.開始打印

（4）通過按上、下方向鍵選中想要打印的文件，按中間建確認(rèn)，機(jī)器準(zhǔn)備進(jìn)行打印，底板（熱床）、墨頭（熱頭）開始預(yù)熱，屏幕顯示當(dāng)前底板、墨頭的溫度以及加熱進(jìn)度，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用3.開始打印

（5）加熱完成，開始執(zhí)行打印任務(wù)，這時(shí)屏幕顯示任務(wù)完成進(jìn)度以及底板、墨頭的當(dāng)前溫度，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用3.開始打印

（6）當(dāng)打印進(jìn)度達(dá)到100%時(shí)，屏幕顯示打印完成，機(jī)器發(fā)出音樂提示，同時(shí)底板降至最低，墨頭回到初始位置，打印完成，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用4.打印結(jié)束在一段時(shí)間內(nèi)打印結(jié)束，噴頭自動(dòng)歸位，為方便取下打印好的模型，可以先將打印平臺(tái)拆下來，然后用刮板輕輕地將模型從平臺(tái)上刮下來。如果時(shí)間充足，也可以在模型冷卻后再將其從平臺(tái)上拿下來(有些打印機(jī)的平臺(tái)是固定的無法拆下)。2.4打印3D模型三、3D打印機(jī)的使用4.打印結(jié)束當(dāng)料架上剩余的料不足以下一次打印，或者需要更換顏色時(shí)，必須首先進(jìn)行退、續(xù)料操作，然后再給打印機(jī)換上新料。2.4打印3D模型四、拓展閱讀3D打印對(duì)模型有什么要求？3D模型文件是3D打印前必不可少的文件，3D模型文件主要可以通過兩個(gè)方法得到，一種是通過掃描建模來得到模型文件，另外一種就是設(shè)計(jì)師通過軟件來建模了，設(shè)計(jì)人員建模時(shí)需要依據(jù)打印要求來建模，設(shè)計(jì)3D打印用模型要滿足哪些要求呢？1.依據(jù)材料特性來建模2.物體模型必須為封閉的：3.模型要滿足壁厚要求4.物體模型必須為流形：5.合理的法線方向：6.多出的幾何樣式必須刪除7.刪除重復(fù)的面片8.轉(zhuǎn)STL文件要滿足分辨率要求2.4打印3D模型五、課堂討論

請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題●你認(rèn)為3D打印進(jìn)行到這里就徹底結(jié)束了么？如果不是，還需要進(jìn)行哪些工作？●試著復(fù)述一遍3D打印機(jī)的操作過程，其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充與修正?！衲阏J(rèn)為在打印過程中哪個(gè)步驟是最關(guān)鍵的？2.4打印3D模型六、思考與練習(xí)1.不同的打印機(jī)，操作方法也不同，你們的打印機(jī)如何操作？2.打印過程中，如何提高打印質(zhì)量和成功率？3.打印結(jié)束，如何進(jìn)行后處理？后處理內(nèi)容有哪些？項(xiàng)目三3D打印技術(shù)的類型主流的五種3D打印技術(shù)：熔絲堆積成形(FDM)光敏樹脂液相固化成形(SLA)選擇性激光粉末燒結(jié)成形(SLS)三維打印成形（3DP）薄片分層疊加成形（LOM）提綱3.1熔絲堆積成形技術(shù)（FDM）3.2光敏樹脂液相固化成形技術(shù)（SLA）3.3選擇性激光粉末燒結(jié)成形技術(shù)（SLS）3.4三維打印成形技術(shù)（3DP）3.5薄片分層疊加成形技術(shù)（LOM）3.6其它3D打印技術(shù)介紹3.1熔絲堆積成形技術(shù)什么是熔絲堆積成形技術(shù)？熔絲堆積成形技術(shù)（FDM）工藝是一種將各種熱熔性的絲狀材料（PLA、ABS等）加熱熔化，在計(jì)算機(jī)控制下逐層堆積成形的工藝方法，又稱為熔絲沉積制造。3.1熔絲堆積成形技術(shù)一、課堂引入它是一種不使用激光加工器加工的方法，不涉及高溫、高壓等危險(xiǎn)要素，該工藝設(shè)備使用，維護(hù)簡(jiǎn)單，速度快，無污染，一般僅需幾個(gè)小時(shí)就可將復(fù)雜原型打印出來，是成本較低的3D打印技術(shù)。3.1熔絲堆積成形技術(shù)二、相關(guān)知識(shí)1、FDM技術(shù)的基本過程絲狀的熱塑性材料通過加熱棒加熱到熔融狀態(tài)，從打印噴頭底部的噴頭中擠出，打印噴頭按照控制系統(tǒng)指令沿著零件截面輪廓軌跡運(yùn)動(dòng)，將熔融狀態(tài)的材料按照自動(dòng)生成的路徑選擇性地涂覆在工作臺(tái)上，迅速冷卻后形成截面輪廓，當(dāng)前層成形后，工作臺(tái)下降特定高度再進(jìn)行下一層的涂覆，材料按照分層數(shù)據(jù)逐層堆積形成三維產(chǎn)品。3.1熔絲堆積成形技術(shù)二、相關(guān)知識(shí)FDM工藝工作原理圖3.1熔絲堆積成形技術(shù)二、相關(guān)知識(shí)2.1FDM的優(yōu)點(diǎn)●FDM工藝原理簡(jiǎn)單，操作容易實(shí)現(xiàn)，●FDM工藝設(shè)備不需要激光器、掃描振鏡等昂貴部件，設(shè)備費(fèi)用低?！窈筇幚磉^程比較簡(jiǎn)單?！癯尚尾牧戏N類多、來源廣泛。

3.1熔絲堆積成形技術(shù)二、相關(guān)知識(shí)2.2FDM的缺點(diǎn)●打印噴頭的速度和成形速度慢，效率低，不適合構(gòu)建大型零件?！翊蛴『蟮哪Ｐ统叽缇容^低?！窈穸确较蛏系慕Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱，需要設(shè)計(jì)和制作支撐結(jié)構(gòu)。3.1熔絲堆積成形技術(shù)二、相關(guān)知識(shí)3．FDM材料一類是成形材料，另一類是支撐材料。常用的成形材料有工程塑料PLA、ABS、工程塑料PPSF及ABS和PS的混合料等。

3.1熔絲堆積成形技術(shù)二、相關(guān)知識(shí)4、FDM應(yīng)用●教學(xué)用具、模具的制作●應(yīng)用于藝術(shù)創(chuàng)意行業(yè)●建筑設(shè)計(jì)行