3D打印機(jī)組裝與調(diào)試 課件 第4-6講 4D打印技術(shù)；熔融沉積工藝原理；3D打印工藝

4D打印技術(shù)授課教師：陳金英3D打印機(jī)組裝與調(diào)試4D打印技術(shù)013D打印機(jī)組裝與調(diào)試思考題024D打印技術(shù)簡介014D打印技術(shù)的定義4D打印是指利用“可編程物質(zhì)”和3D打印技術(shù)。

“可編程物質(zhì)”是指能夠以編程方式改變外形、密度、導(dǎo)電性、顏色、光學(xué)特性、電磁特性等屬性的物質(zhì)。

4D打印的第四維是指物體在制造出來以后，其形狀或性能可以自我變換。如，放入水中、或者加熱、加壓、通電、光照等制造出在預(yù)定的刺激下包括形態(tài)、密度、顏色、彈性、導(dǎo)電性、光學(xué)特性、電磁特性等可自我變換物理屬性4D打印技術(shù)簡介014D打印技術(shù)的定義4D打印制造的物體兩種形式物體的各部分連接在一起，可自我形成另一種形態(tài)或性能。

物體由可分離的三維像素組成。（一種基于體積的像素，與平面像素類似，三維像素是“可編程物質(zhì)”的基本單元，不同的“可編程物質(zhì)”具有不同的三維像素）三維像素可聚集形成更大的可編程部件，該部件也可分解成三維像素。4D打印技術(shù)簡介02構(gòu)成要素4D打印的主要構(gòu)成要素可以分為四個(gè)部分：01030204智能或刺激反饋材料4D打印設(shè)備外部刺激因子智能化設(shè)計(jì)過程4D打印技術(shù)視頻02構(gòu)成要素4D打印技術(shù)簡介4D打印產(chǎn)物能夠根據(jù)應(yīng)用場景的特定需求、刺激因子的特定作用條件下，進(jìn)行的自發(fā)變化，展現(xiàn)出“智能”特性，將構(gòu)成這類特殊物質(zhì)的基本材料稱之為“智能材料”(SmartMaterial)。從4D打印產(chǎn)物效能的角度，對材料命名。

“刺激反饋”是構(gòu)成4D打印體材料的基本屬性之一，側(cè)重于材料能夠接受預(yù)設(shè)刺激，并產(chǎn)生一定反饋結(jié)果的能力。側(cè)重于材料本身所具有的屬性。智能或刺激反饋材料02構(gòu)成要素4D打印技術(shù)簡介4D打印結(jié)構(gòu)是通過打印設(shè)備將不同材料合理分布并一次成型的結(jié)構(gòu)體。不同的材料屬性，如:溶脹比、熱膨脹系數(shù)，可以使結(jié)構(gòu)按特定方式變化成為可能。Stratasys公司研發(fā)的聚合物噴射(PolyJetTechnology)3D打印技術(shù)，在處理復(fù)合材料的打印方面取得了較大進(jìn)展。選擇性激光熔化技術(shù)(SelectiveLaserMelting)則使用具有高能量密度的激光，熔化金屬粉末層以創(chuàng)造均勻的3D金屬結(jié)構(gòu)，不需要任何粘合劑和額外的支持，推動(dòng)了4D打印的發(fā)展。4D打印設(shè)備02構(gòu)成要素4D打印技術(shù)簡介刺激因子是用來改變4D打印結(jié)構(gòu)體的形狀、屬性和功能變化的觸發(fā)器。研究者在4D打印領(lǐng)域中已經(jīng)運(yùn)用的刺激因子包括：刺激因子水溫度紫外線光與熱組合水與熱組合刺激因子的選擇取決于特定的應(yīng)用領(lǐng)域，也決定了4D打印結(jié)構(gòu)體中智能材料的選擇。02構(gòu)成要素4D打印技術(shù)簡介盡管智能材料自身在打印對象形態(tài)變化中扮演著至關(guān)重要的角色，但是基于對交互機(jī)制、可預(yù)測行為和需求參數(shù)充分考慮的復(fù)雜設(shè)計(jì)過程，也能夠保證達(dá)到可控結(jié)果的環(huán)節(jié)之一。

4D打印技術(shù)的優(yōu)勢是在空間合理分布不同材料，以創(chuàng)造復(fù)雜的3D形態(tài)的能力。通過設(shè)計(jì)智能材料分布的方向、位置，使結(jié)構(gòu)體受刺激因子的刺激后，產(chǎn)生形態(tài)上的變化。智能化設(shè)計(jì)過程4D打印技術(shù)簡介034D打印流程由于4D打印結(jié)構(gòu)體具有基于時(shí)間變化的特性，設(shè)計(jì)和制作流程中存在一個(gè)或多個(gè)中間形態(tài)。數(shù)字化設(shè)計(jì)過程傳統(tǒng)的3D打印技術(shù)，可以通過專業(yè)掃描儀或者DIY掃描設(shè)備獲取對象的3D數(shù)據(jù)，也可以使用3D制作軟件從零開始建立三維數(shù)字化模型。4D打印在數(shù)字化建模初，就將材料的觸發(fā)介質(zhì)、時(shí)間等變形因素，以及其它相關(guān)數(shù)字化參數(shù)預(yù)先植入打印材料中。4D打印技術(shù)簡介034D打印流程中間件成型過程3D打印設(shè)備開始工作到結(jié)構(gòu)體離開工作臺(tái)的過程。4D打印過程中需要適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型的支持。如何預(yù)測結(jié)構(gòu)體基于時(shí)間的形態(tài)變化過程，包括變化后的形態(tài)；如何提供避免自組裝行為過程中組件發(fā)生碰撞的理論模型；如何減少自組裝過程中的試錯(cuò)性行為。數(shù)學(xué)問題包括4D打印技術(shù)簡介034D打印流程中間件成型過程數(shù)學(xué)問題，必須通過智能化的計(jì)算芯片加以判斷、解決。未來人工智能芯片可植入到3D打印設(shè)備之中，即3D打印設(shè)備也將具有“智慧性”。通過對數(shù)字化設(shè)計(jì)完成之后，傳輸?shù)酱蛴≡O(shè)備上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，可以對材料進(jìn)行合理安排，以保證最后的打印效果。未來4D打印設(shè)備會(huì)向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的方向發(fā)展。不同模塊之間的可替換性，能夠基本保證針對不同材料、不同平臺(tái)的支持。4D打印技術(shù)簡介044D打印技術(shù)的主要優(yōu)勢1實(shí)物可從一種形態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)，提供了最大限度的產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度。2可在打印部件中嵌入驅(qū)動(dòng)、邏輯及感知等能力，且無需額外的時(shí)間和成本。3可在同一批次產(chǎn)品中定制生產(chǎn)。4生產(chǎn)個(gè)性化產(chǎn)品是4D打印的獨(dú)特優(yōu)勢。5可先打印極其簡單的結(jié)構(gòu)，然后通過外部刺激轉(zhuǎn)變成具有復(fù)雜功能的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)。6一旦制造出4D打印材料并嵌入動(dòng)態(tài)功能，生產(chǎn)成品的功能將超過預(yù)期。4D打印技術(shù)簡介044D打印技術(shù)的主要優(yōu)勢7可從根本上消除供應(yīng)鏈和組裝線。8利用設(shè)計(jì)和編程實(shí)現(xiàn)物質(zhì)世界的數(shù)字化。9數(shù)字文件可發(fā)送到世界任何地點(diǎn)，并收集合適的三維像素，制造所需產(chǎn)品。10三維像素的設(shè)計(jì)和制造將成為新興行業(yè)，所帶來的影響將異常深遠(yuǎn)。11將激發(fā)科學(xué)家和工程師想象各種多功能動(dòng)態(tài)物體，之后進(jìn)行物質(zhì)編程，并利用4D打印實(shí)現(xiàn)，“物質(zhì)程序化”這一新領(lǐng)域可能將興起。4D打印技術(shù)簡介054D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域生物、醫(yī)療領(lǐng)域人體組織及其組織器官4D打印血管，只需在材料內(nèi)部通過軟件設(shè)計(jì)編程置入實(shí)踐、觸發(fā)介質(zhì)等參數(shù)，可以解決材料唯一性的難題。在適應(yīng)性方面，4D打印的血管具有自我調(diào)節(jié)和自我修復(fù)的效果，使得在生物、醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，有著其它技術(shù)無法企及的效果。4D打印技術(shù)簡介054D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域生物、醫(yī)療領(lǐng)域醫(yī)療器械4D打印的主要應(yīng)用構(gòu)想，集中在人體植入物方面的醫(yī)療器械。如：納米機(jī)器人、器官支架等。4D打印技術(shù)簡介054D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域軍事工業(yè)領(lǐng)域4D打印的結(jié)構(gòu)體，具備自組裝、多功能和自我修復(fù)能力，可以使未來軍工設(shè)備，根據(jù)部署的不同現(xiàn)場環(huán)境和作戰(zhàn)目標(biāo)，靈活調(diào)整以自適應(yīng)實(shí)時(shí)戰(zhàn)況，提高作戰(zhàn)效能。4D打印技術(shù)的偽裝服，可兼顧輕便性的同時(shí)，根據(jù)季節(jié)、周圍環(huán)境重塑成需要的形態(tài)，為偵查人員執(zhí)行任務(wù)提供便利性。4D打印可以將大型軍用設(shè)備，在未布置前比實(shí)際形狀小得多的樣子呈現(xiàn)。

當(dāng)將其放在特定的位置，再自動(dòng)變形、自動(dòng)組裝，在使用后還能回收帶走。4D打印技術(shù)簡介054D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域與3D打印不同的是，4D打印將不再需要通過“定制”這一套程序來實(shí)現(xiàn)個(gè)性化產(chǎn)品制作，而是完全能即時(shí)地表達(dá)自己的想法并制作出來，且能隨時(shí)更新自己的創(chuàng)意。用個(gè)性化元素構(gòu)建自己的個(gè)性化生活，使得私人訂制轉(zhuǎn)向私人工廠，加快產(chǎn)品創(chuàng)新速度。在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代背景下，數(shù)字文件可在保證質(zhì)量不受影響的情況下無限復(fù)制，而4D打印可以將這種數(shù)字精度擴(kuò)展到實(shí)體領(lǐng)域，從而保證實(shí)體產(chǎn)品精確的批量生產(chǎn)，降低不良率，提高生產(chǎn)效率。4D打印技術(shù)簡介054D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域交通工具未來人們甚至可以根據(jù)所需汽車性能、外部形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等購買汽車組件，隨時(shí)隨地通過組件的自組裝形成個(gè)性化定制的汽車產(chǎn)品。當(dāng)前社會(huì)“停車難”的問題，隨著資源、空間的日益消耗逐漸被放大，汽車以后甚至可以折疊成不占空間的形狀，使停車問題不再令人頭疼。未來4D打印汽車通過革新的智能材料，當(dāng)重大事故或者自然災(zāi)害所產(chǎn)生的外部觸發(fā)介質(zhì)作用于材料時(shí)，其設(shè)計(jì)的反饋方式可最大程度保證車內(nèi)乘客的安全，未來安全氣囊可能被更具創(chuàng)造力的保護(hù)措施所取代。4D打印技術(shù)簡介054D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域教育領(lǐng)域4D打印也為教育行業(yè)打開了一扇新窗口，但鮮有機(jī)構(gòu)、學(xué)者研究、探索如何將4D打印技術(shù)運(yùn)用在教育領(lǐng)域中。傳統(tǒng)教具、模型不具備“四維”的動(dòng)態(tài)性，教師若通過特定的刺激方式使模型按照預(yù)定的變化方式，與課堂內(nèi)容相結(jié)合，可以調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性、提高專注度。4D打印技術(shù)簡介054D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域建筑與航空航天領(lǐng)域4D打印在建筑領(lǐng)域具有無限的可能性，以地下排水系統(tǒng)為例，利用4D打印技術(shù)開發(fā)出的“自適應(yīng)”水管，可以根據(jù)水管外壁受力的不同自行改變其管道直徑、材料剛性。利用4D打印建構(gòu)的房屋物理空間將被賦予可變性，根據(jù)光照變化等刺激因子的作用，房屋內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以隨用戶需求而變化。航空航天工業(yè)對于空間的合理分配也有極高的要求，龐大的設(shè)備需要利用航天飛機(jī)的運(yùn)送才能進(jìn)入太空。而4D打印物體的自組裝行為，能夠?yàn)檫\(yùn)輸過程節(jié)省較大空間，可將打印完成的組件以便于運(yùn)輸?shù)男螤钏屯眨谟钪婵臻g中完成自動(dòng)變換形狀、組裝等行為，降低運(yùn)輸成本以及困難度。010203思考題4D打印技術(shù)的定義是什么？4D打印的主要構(gòu)成要素可以分為哪幾個(gè)部分？4D打印技術(shù)的主要優(yōu)勢是什么？4D打印技術(shù)的解決停車難的問題，你有何想法？4D打印技術(shù)在數(shù)字化設(shè)計(jì)過程中的特點(diǎn)是什么？你比較喜歡4D打印技術(shù)的應(yīng)用的哪個(gè)領(lǐng)域？本小節(jié)結(jié)束！授課教師：陳金英3D打印及組裝與調(diào)試熔融沉積工藝原理授課教師：陳金英3D打印機(jī)組裝與調(diào)試熔融沉積工藝原理雙噴頭熔融沉積制造工藝的基本原理熔融沉積成型工藝的特點(diǎn)熔融沉積快速成型的材料01020304成型材料的特性指標(biāo)053D打印基本流程0607思考題3D打印機(jī)組裝與調(diào)試熔融沉積工藝原理熔融沉積快速成型是繼光固化快速成型和疊層實(shí)體快速成型工藝后的另一種應(yīng)用比較廣泛的快速成型工藝方法，以美國Stratasys公司開發(fā)的FDM制造系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛。熔融沉積是將絲狀的熱熔性材料加熱熔化，通過一個(gè)微細(xì)噴嘴的噴頭擠噴出來。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。將實(shí)芯材料纏繞在供料輥上，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)有D(zhuǎn)，輥?zhàn)雍徒z材之間的摩擦力使絲材向噴頭的出口送進(jìn)。通過導(dǎo)向套使材料能順利、準(zhǔn)確地由供料輥送到噴頭的內(nèi)腔。噴頭的前端有電阻絲式加熱器，加熱熔融材料，通過出口涂覆至工作臺(tái)上，并冷卻后形成制件。雙噴頭熔融沉積制造工藝的基本原理熔融沉積快速成型工藝在原型制作時(shí)需要同時(shí)制作支撐，為節(jié)省材料成本和提高沉積效率，新型FDM設(shè)備采用了雙噴頭。一個(gè)噴頭用于沉積模型材料，一個(gè)噴頭用于沉積支撐材料。沉積過程中具有較高的沉積效率和降低模型制作成本靈活地選擇具有特殊性能的支撐材料便于后處理過程中去除支撐材料，如水溶材料、低于模型材料熔點(diǎn)的熱熔材料等雙噴頭的優(yōu)點(diǎn)雙色雙噴頭3D打印機(jī)熔融沉積成型工藝的特點(diǎn)1熔融沉積成型工藝的優(yōu)點(diǎn)系統(tǒng)構(gòu)造和原理簡單，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低（無激光器；）原材料無毒，適宜在辦公環(huán)境安裝使用；用蠟成形的零件原型，可以直接用于失蠟鑄造；可以成型任意復(fù)雜程度的零件；無化學(xué)變化，制件的翹曲變形?。辉牧侠寐矢?，且材料壽命長；支撐去除簡單，無需化學(xué)清洗，分離容易；可直接制作彩色原型。2熔融沉積成型工藝的缺點(diǎn)成型件表面有較明顯條紋；

沿成型軸垂直方向的強(qiáng)度比較弱；需要設(shè)計(jì)與制作支撐結(jié)構(gòu)；

原材料價(jià)格昂貴；需要對整個(gè)截面進(jìn)行掃描涂覆，成形時(shí)間較長。熔融沉積快速成型的材料成型材料支撐材料熔融沉積工藝使用的材料分為兩部分01熔融沉積快速成型工藝對原型材料的要求材料的粘度材料的粘度低、流動(dòng)性好，阻力就小，有助于材料順利擠出。材料的流動(dòng)性差，需要很大的送絲壓力才能擠出，會(huì)增加噴頭的啟停響應(yīng)時(shí)間，從而影響成型精度。材料熔融溫度熔融溫度低可以使材料在較低溫度下擠出，有利于提高噴頭和整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的壽命。可以減少材料在擠出前后的溫差，減少熱應(yīng)力，從而提高原型的精度。熔融沉積快速成型的材料材料的收縮率由于擠出時(shí)，噴頭內(nèi)部需要保持一定的壓力才能將材料順利擠出，擠出材料絲一般會(huì)發(fā)生一定程度的膨脹。如果材料收縮率對壓力比較敏感，會(huì)造成噴頭擠出的材料絲直徑與噴嘴的名義直徑相差太大，影響材料的成型精度。FDM成型材料的收縮率對溫度不能太敏感，否則會(huì)產(chǎn)生零件翹曲、開裂。由以上材料特性對FDM工藝實(shí)施的影響來看，F(xiàn)DM工藝對成型材料的要求是熔融溫度低、粘度低、粘結(jié)性好、收縮率小。材料的粘結(jié)型FDM工藝是基于分層制造的一種工藝，層與層之間往往是零件強(qiáng)度最薄弱的地方，粘結(jié)性的好壞，決定了零件成型以后的強(qiáng)度。粘結(jié)性過低，有時(shí)在成型過程中因熱應(yīng)力會(huì)造成層與層之間的開裂。熔融沉積快速成型的材料02熔融沉積快速成型工藝對支撐材料的要求能承受一定高溫度由于支撐材料要與成型材料在支撐面上接觸，所以支撐材料必須能夠承受成型材料的高溫，在此溫度下不產(chǎn)生分解與融化。與成型材料不浸潤支撐材料是加工中采取的輔助手段，在加工完畢后必須去除，所以支撐材料與成型材料的親和性不應(yīng)太好。具有水溶性或者酸溶性對于具有很復(fù)雜的內(nèi)腔、孔等原型，為了便于后處理，可通過支撐材料在某種液體里溶解而去支撐。由于現(xiàn)在FDM使用的成型材料一般是ABS工程塑料，該材料可以溶解在有機(jī)溶劑中，所以不能使用有機(jī)溶劑。目前已開發(fā)出水溶性支撐材料。熔融沉積快速成型的材料具有較低的熔融溫度具有較低的熔融溫度可以使材料在較低的溫度擠出，提高噴頭的使用壽命。流動(dòng)性要好由于支撐材料的成型精度要求不高，為了提高機(jī)器的打印速度，要求支撐材料具有很好的流動(dòng)性，相對而言，對于粘性可以差一些。所以，F(xiàn)DM工藝對支撐材料的要求是能夠承受一定的高溫、與成型材料不浸潤、具有水溶性或者酸溶性、具有較低的熔融溫度、流動(dòng)性要好等。材

料適用的設(shè)備系統(tǒng)可供選擇的顏色備

注ABS丙稀腈丁二烯苯乙烯FDM1650FDM2000FDM8000FDMQuantum白黑紅綠藍(lán)耐用的無毒塑料ABSi醫(yī)學(xué)專用ABSFDM1650FDM2000黑白被食品及藥物管理局認(rèn)可的、耐用的且無毒的塑料E20FDM1650FDM2000所有顏色人造橡膠材料，與封鉛、軸襯、水龍帶和軟管等使用的材料相似ICW06熔模鑄造用蠟FDM1650FDM2000N/AN/A可機(jī)加工蠟FDM1650FDM2000N/AN/A造型材料GenisysModelerN/A高強(qiáng)度聚酯化合物，多為磁帶式而不是卷繞式成型材料的特性指標(biāo)FDM工藝成型材料的基本信息材

料抗拉強(qiáng)度/MPa彎曲強(qiáng)度/MPa沖擊韌性/(J/m2)延伸率/%肖氏硬度/D玻璃化溫度/℃ABS22411076105104ABSi3761101.43.1108116ABSplus3652964ABS-3036611396109.5108PC-ABS34.8501234.3110125PC529753.393115161PC-ISO528253.395161PPSF5511058.73386230E206.45.534796ICW063.54.31713GenisysModelingMaterial19.326.93262成型材料的特性指標(biāo)FDM工藝成型材料的特性指標(biāo)3D打印基本流程以FDM工藝為例----簡述3D打印流程生成數(shù)字模型是3D打印過程的第一步。生成數(shù)字模型的最常見方法是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件(CAD)。有大量免費(fèi)的建模設(shè)計(jì)軟件與3D打印是兼容的，如Proe、UG、SolidWorks等。逆向工程也可以通過3D掃描生成數(shù)字模型。01建模軟件與傳統(tǒng)制造方法不同，3D打印過程中的關(guān)鍵階段是要求將數(shù)字模型文件轉(zhuǎn)換為STL(立體光刻)文件。STL使用三角形(多邊形)來描述對象的立體參數(shù)信息，生成STL文件后，將文件導(dǎo)入到切片軟件中進(jìn)行處理，常用的切片軟件，Cura等。切片軟件需要設(shè)置一些參數(shù)，包括切片厚度、打印速度和壁厚等，其中設(shè)置的層厚大小主要由打印機(jī)的打印精度決定。切片厚度越薄，則打印精度越高，同時(shí)層數(shù)越多，打印耗時(shí)也越長。02STL文件轉(zhuǎn)換和操作3D打印基本流程在這個(gè)階段，打印材料被加載到3D打印機(jī)中。開始打印后，無需監(jiān)視3D打印機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。3D打印機(jī)將遵循自動(dòng)化流程，通常僅在機(jī)器用完材料或軟件出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)才會(huì)出現(xiàn)報(bào)警。033D打印某些3D打印技術(shù)需要去除模型支撐，是一項(xiàng)特定的工作流程，涉及到打印模型對象的精確性。對于支撐的使用是有一定技巧的，需要使用者熟悉切片軟件的參數(shù)及模型的放置方向。如果使用雙噴頭獨(dú)立加熱的3D打印機(jī)，可以選擇水溶性支撐材料，制作完模型后去除支撐就相對容易的多。04去除支撐使用不同的3D打印技術(shù)，其后處理也不同。FDM技術(shù)制作的零件可以直接手動(dòng)處理。SLA技術(shù)要求在模型處理之前，在紫外線下固化，金屬零件需要在烤箱中消除應(yīng)力。多數(shù)3D打印模型都需要打磨，采用一定的后處理技術(shù)，如高壓空氣清潔，拋光和著色等，最終完成所需模型的制作。05后處理思考題雙噴頭熔融沉積制造工藝的優(yōu)點(diǎn)是什么？1熔融沉積成型工藝的優(yōu)點(diǎn)是什么？2熔融沉積成型工藝的缺點(diǎn)是什么？3熔融沉積快速成型工藝對原型材料的要求是什么？4熔融沉積快速成型工藝對支撐材料的要求是什么？5請簡述3D打印基本的流程？6本小節(jié)結(jié)束！授課教師：陳金英3D打印機(jī)組裝與調(diào)試3D打印工藝授課教師：陳金英3D打印機(jī)組裝與調(diào)試3D打印技術(shù)分類3D打印技術(shù)工藝3D打印技術(shù)指標(biāo)思考題010203043D打印機(jī)組裝與調(diào)試3D打印技術(shù)的分類1FDM熔融沉積快速成型，主要材料ABS和PLA2SLA光固化成型，主要材料光敏樹脂33DP三維粉末粘接，主要材料粉末材料，如陶瓷粉末、金屬粉末、塑料粉末4SLS選擇性激光燒結(jié)，主要材料粉末材料5LOM分成實(shí)體制造，主要材料紙、金屬膜、塑料薄膜6DLP數(shù)字光處理，主要材料液態(tài)樹脂7FFF熔絲制造，主要材料PLA、ABS8EMB電子束熔化成型，主要材料鈦合金3D打印技術(shù)工藝主要包括FDM熔融沉積成型技術(shù)、SLA/DLP技術(shù)、3DP技術(shù)、SLS選區(qū)激光燒結(jié)等。1FDM熔融沉積成型技術(shù)FDM即是FusedDepositionModeling，熔融擠出成型工藝的材料是熱塑性材料。PLAABSPC尼龍……如以絲狀供料3D打印技術(shù)工藝材料經(jīng)過擠出機(jī)，在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將熔化的材料擠出，材料迅速固化并與周圍的材料粘結(jié)。每一個(gè)層片都是在上一層上堆積而成，上一層對當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。隨著高度的增加，層片輪廓的面積和形狀都會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)形狀發(fā)生較大的變化時(shí)，上層輪廓就不能給當(dāng)前層提供充分的定位和支撐作用，此時(shí)需要設(shè)計(jì)輔助結(jié)構(gòu)－“支撐”，對后續(xù)層提供定位和支撐，以保證成形過程的順利實(shí)現(xiàn)。3D打印技術(shù)工藝FDMABS3D打印視頻優(yōu)點(diǎn)成型精度高打印模型硬度好顏色多樣缺點(diǎn)出料結(jié)構(gòu)簡單難精確控制出料形態(tài)和成型效果打印精度差成型物體表面粗糙PLA是聚乳酸的簡稱，新型的生物降解材料，使用玉米或木薯淀粉原料制成。其淀粉原料經(jīng)由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌種發(fā)酵制成高純度的乳酸，再通過化學(xué)合成方法，合成一定分子量的聚乳酸，具有良好的生物可降解性。3D打印技術(shù)工藝常用的材料：ABSPLAPLA使用后能被自然界中微生物在特定條件下完全降解，最終生成二氧化碳和水，不污染環(huán)境，對保護(hù)環(huán)境非常有利，是公認(rèn)的環(huán)境友好的材料。

聚乳酸視頻3D打印技術(shù)工藝SLA/DLP技術(shù)SLA是"StereolithographyAppearance"的縮寫，即立體光固化成型法。用特定波長與強(qiáng)度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點(diǎn)到線，由線到面順序凝固，完成一個(gè)層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺(tái)在垂直方向移動(dòng)一個(gè)層片的高度，再固化另一個(gè)層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個(gè)三維實(shí)體。SLA是最早快速成形技術(shù)，采用液態(tài)光敏樹脂原料。2SLA/DLP技術(shù)3D打印技術(shù)工藝

SLA打印視頻光固化3D打印短視頻3D打印技術(shù)工藝SLA/DLP技術(shù)的工藝過程激光光束通過數(shù)控裝置控制的掃描器，按設(shè)計(jì)的掃描路徑照射到液態(tài)光敏樹脂表面，使表面特定區(qū)域內(nèi)的一層樹脂固化。當(dāng)一層加工完畢后，生成零件的一個(gè)截面。然后，升降臺(tái)下降一定距離，固化層上覆蓋另一層液態(tài)樹脂，再進(jìn)行第二層掃描，第二固化層牢固地粘結(jié)在前一固化層上，一層層疊加而成三維工件原型。最后，將原型從樹脂中取出后，進(jìn)行最終固化，再經(jīng)打光、電鍍、噴漆或著色處理即得到要求的產(chǎn)品。3D打印技術(shù)工藝33DP技術(shù)采用3DP技術(shù)的3D打印機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)噴墨打印技術(shù)，通過將液態(tài)連結(jié)體鋪放在粉末薄層上，以打印橫截面數(shù)據(jù)的方式逐層創(chuàng)建各部件，創(chuàng)建三維實(shí)體模型。3DP采用這種技術(shù)打印成型的樣品模型與實(shí)際產(chǎn)品具有同樣的色彩，還可以將彩色分析結(jié)果直接描繪在模型上，模型樣品所傳遞的信息較大。3D打印技術(shù)工藝美國麻省理工大學(xué)的EmanualSachs教授申請了三維印刷技術(shù)（3DP）1989年這是一種以陶瓷、金屬等粉末為材料，通過粘合劑將每一層粉末粘合到一起，通過層層疊加而成型。粉末粘合成型工藝是實(shí)現(xiàn)全彩打印最好的工藝，使用石膏粉末、陶瓷粉末、塑料粉末等作為材料，是目前最為成熟的彩色3D打印技術(shù)。1993年金屬粉末3D打印3D打印技術(shù)的工藝3D打印技術(shù)工藝4SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)SLS技術(shù)采用粉末為材料，與3DP技術(shù)相似，不同的是，這種粉末在激光照射的高溫條件下融化。噴粉裝置先鋪一層粉末材料，將材料預(yù)熱到接近熔化點(diǎn)，在采用激光照射，將需要成型模型的截面形狀掃描，使粉末融化，被燒結(jié)部分粘合到一起。通過不斷循環(huán)，粉末層層堆積，直到最后成型。3D打印技術(shù)工藝4SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)SLS技術(shù)采用粉末為材料，與3DP技術(shù)相似，不同的是，這種粉末在激光照射的高溫條件下能融化。SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)特點(diǎn)材料適應(yīng)面廣，不僅能制造塑料零件，還能制造陶瓷、金屬、蠟等材料的零件。造型精度高，原型強(qiáng)度高，所以可用樣件進(jìn)行功能試驗(yàn)或裝配模擬。3D打印技術(shù)工藝3D打印技術(shù)工藝美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校美國DTM公司德國EOS公司SLS最初是由美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Carlckard于1989年在其碩士論文中提出的。后美國DTM公司于1992年推出了該工藝的商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備SinterSation。幾十年來，奧斯汀分校和DTM公司在SLS領(lǐng)域做了大量的研究工作，在設(shè)