3D打印教案(00001).doc

3D打印教案
实 习 课 教 案
课题名称
课题 3D打印基本操作
授课时数
80
本课题授课时间范围
年 月 日至
年 月 日
第 周至第 周
计划课日
20
分 课 题
§3D打印基本操作
需用课日
20
教
学
目
的
要
求
1. 了解3D打印概论
2. 掌握正向三维工程设计
3. 了解逆向工程设计
4. 3D打印工艺设计及材料分析
5. 能制作及后置处理3D零件
6. 懂桌面打印机的拆装、维修及专业打印机的维护
7. 会3D软件安装
重点：能制作及后置处理3D零件
难点：掌握正向三维工程设计
实习设备和材料
设备：UP!三维打印机
工具：笔刀 、镊子 、六角扳手、小铲子、 尖口钳 手套、喷嘴扳手 、夹子
§3D打印基本操作
一、相关知识
(一) 3D打印概论
3D打印的历史：1984年，Charles Hull发明了将数字资源打印成三维立体模型的技术；1988年，3D Systems公司开始生产第一台3D打印讥SLA-250，体型非常庞大。2012年12月美国分布式防御组织成功测试了3D打印的枪支弹夹（图）
3D打印技术的发展状况：1990年，以纸为原料的分层实体制造技术(LOM)。1994年，华中科技大学快速制造中心研制出国内第一台基于薄材纸的 LOM样机，1995年参加北京机床博览会时引起轰动。LOM技术制作冲模，其成本约比传统方法节约1/2，生产周期也大大缩短。经过20多年的发展，这个产业，美国、以色列、德国领跑全球，中国跟随其后。1、3D打印规模化发展尚需8到10年，2、3D打印个人消费将成为亮点
3D打印机的分类：3D打印机的分类可以从很多方面的来进行分类，如成型技术不同，应用领域不同，打印尺寸精度不同，打印材料不同等等。
1按照成型技术分类
当前市场上的疾速成型技能分为3DP 技能、FDM熔融层积成型技能、SLA立体平版印刷技能、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技能和UV紫外线成型技能等。
2按照打印材料分类
序号
加工方式
主要加工对象
加工方式简介
01
激光烧结成型
热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末
利用激光照射材料，使材料熔融后烧结成型。
02
熔融沉积成型
热塑性塑料、金属、蜡、可食用材料
将热熔性材料加热融化，通过喷头挤出，而后固化成型。
03
分层实体制造
纸、金属膜、塑料薄膜
将一层层被加工材料相互粘合，然后切割成型。
04
粉末粘接成型
陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末、石膏粉末
铺设粉末，然后喷射粘合剂，让材料粉末粘接成型。
序号
加工方式
主要加工对象
加工方式简介
05
电子束熔化成型
金属
利用电子束轰击材料，使材料熔融后烧结成型。
06
光固化成型
光敏树脂
通过紫外光或者其他光源照射凝固成型，逐层固化。
3按照应用领域分类
按照应用领域3D打印机的分类一般分为4类：桌面型3D打印机，多色桌面级3D打印机，工业级3D打印机，多色工业级3D打印机。
3D打印技术未来的发展：3D打印（3D Printing）技术作为快速成型领域的一种新兴技术，目前正成为一种迅猛发展的潮流。目前仍面临着多方面的瓶颈和挑战：
（一）成本方面。现有3D打印机造价仍普遍较为昂贵，给其进一步普及应用带来了困难。
（二）打印材料方面。目前3D打印的成型材料多采用化学聚合物，选择的局限性较大，成型品的物理特性较差，而且安全方面也存在一定隐患。
（三）精度、速度和效率方面。目前3D打印成品的精度还不尽人意，打印效率还远不适应大规模生产的需求，而且受打印机工作原理的限制，打印精度与速度之间存在严重冲突。
（四）产业环境方面。3D打印技术的普及将使产品更容易被复制和扩散，制造业面对的盗版风险大增，现有知识产权保护机制难以适应产业未来发展的需求。 　　
3D打印技术的应用市：3D打印技术的应用领域
应用领域
图1：功能应用分类
资料来源：Wohlers
图2：市场应用分类
(二 )正向三维工程设计






(三) 3D打印工艺设计及材料分析
-融熔沉积技术
-紫外光固化技术
-立体光固化技术
-分层实体制造技术
-选择性激光烧结技术
-粉末粘结技术
(四) 制作及后置处理