《现代工程训练教程》课件 第11章 3D打印

现代工程训练教程3D打印基本概念PART1工作原理PART2成型技术PART3应用领域PART4工艺过程PART5注意事项PART6一、基本概念看图找发现：图中有哪些显著特征？有层而且有很多层更重要的是层是累积的3D打印艺术品躺椅快速成型增材制造累积制造3D打印一、基本概念什么是3D打印？3D看过2D电影爽过3D电影其之间有何区别？2D是平面的，3D是立体的2D是“形”，3D是“体”谓“形”，即XY，是一个二维概念谓“体”，即XYZ，是一个三维概念简单理解，3D打印就是一种能够打印出“三维实体”的制造技术！！！一、基本概念3D打印有什么优点？不受零件结构形状限制产品设计评估与功能验证个性化定制化，让个人创意转化为现实产品制造轻量化，简化供应链，缩短集成时间二、工作原理我叫“土豆”我叫“土豆片”分层离散逐层堆积数据土豆拿“刀”切成土豆片利用工具堆积土豆片切片软件3D打印机实物土豆三、成型技术1.熔融沉积成型技术（FDM）线材堆积于工作平台线材熔化成丝状状态温度[1]线材[2]断料检测器[3]直齿圆柱齿轮[4]热端（风扇、温感、喷嘴）线材可用PLA、ABS等三、成型技术1.FDM技术特点设备构造简单，维护成本低，系统运行平稳材料选择范围广，价格低且利用率高，易保存后处理过程相对简单，去除支撑打磨即可成型速度较慢，成型时间较长，不适合制造大型零部件成型件表面易出现明显的打印条纹和台阶，整体精度偏低三、成型技术2.光固化成型技术

激光照射材料发生光聚合反应发生反应的材料位置迅速固化激光三、成型技术2.SLA技术特点系统运行稳定，尺寸精度高，表面质量光滑反应过程敏捷，可制作结构复杂、尺寸比较精细的模型设备所用配件价格昂贵，运转及维护成本较高经光固化后的原型需要进行二次固化，成型时间较长材料大多是液态树脂，具有一定毒性，可用材料种类较少三、成型技术3.其他成型技术3DP技术SLM技术SLS技术通过喷头喷涂粘结剂将零件截面“印刷”在材料粉末上

依靠激光照射，通过低熔点金属或粘结剂的熔化把高熔点金属/非金属粉末粘结在一起四、应用领域1.航空航天领域C919中央翼缘条燃油喷嘴钛镶件（1）零部件的直接制造四、应用领域1.航空航天领域（2）产品原型功能验证灵雀H—飞机验证机飞机风洞实验四、应用领域2.汽车制造领域全球首台混合式动力车全球首款量化电动汽车（1）一体化车身全球首台双人电动汽车四、应用领域2.汽车制造领域（2）原型制造&直接制造汽车空调外管原型发动机连杆部件四、应用领域3.生活家电领域Haier发布全球首款3D打印空调德国展出3D打印柜式空调四、应用领域4.生物医疗领域（1）解剖学辅助模型依靠病理模型，提前预演手术方案四、应用领域4.生物医疗领域（2）人工假体义肢义耳义齿四、应用领域4.生物医疗领域（3）定制植入物3D打印骨科植入物，修复骨骼缺损5.其他领域（1）食品领域（2）服饰领域（3）珠宝领域（4）建筑领域四、应用领域5.其他领域（5）艺术领域（6）教育领域（7）影视领域四、应用领域五、工艺过程前处理原型制作后处理三维建模数据转换校验修复确定方位设置参数切片分层设备预检载入模型执行打印移除模型去除支撑打磨表面五、工艺过程1.前处理正向建模逆向建模

通过测量手段对现有样件扫描，仿制出三维数据，以按照设计人员预想效果进行再优化完成模型的过程

将概念构想创建为三维实体的过程，常用建模软件包括NX、Solidworks、Catia和3DMax（1）三维建模五、工艺过程1.前处理（2）数据转换STL数据格式

实质是通过无限个小三角形面片来逼近还原三维实体表面，类似于实体模型表面的无限网格划分，三角形面片越多，模型精度越高。五、工艺过程1.前处理（3）校验修复其目的是保证STL模型没有裂缝、空洞、悬面、重叠面和交叉面.五、工艺过程1.前处理（4）确定方位要让大平面作为底面禁止大面积悬空最大化利用空间五、工艺过程1.前处理（5）设置参数层厚壁厚支撑模型成型某一层面的厚度层厚越小，精度越··时间越··模型边缘壳体的厚度壁厚越大，强度越··耗材越··支撑超过45°的悬垂结构内部支撑外部支撑完全支撑填充率模型内部的填充密度填充率越小强度越··耗材越··五、工艺过程1.前处理（6）切片分层切片的目的是将模型离散为多个二维片层，以便快速成型首层中间层末层五、工艺过程复志弘瑞Form基本指令模型移动模型缩放模型旋转模型切割模型克隆模型修复切片软件六、工艺过程2.原型制作（1）设备预检（2）载入模型：U盘载入（3）执行打印（4）移除模型五、工艺过程3.后处理（1）去除底板和支撑（2）打磨模型表面五、工艺过程设备操作六