第2讲快速成型技术3D打印技术的定义及概念
北京3D打印机分享3D打印与快速成型的区别
北京3D打印机分享3D打印与快速成型的区别相信有很多人都傻傻分不清楚--3D打印与快速成型，至今也没有一篇文章能够全面、完整地对3D打印和快速成型进行解析，让人们真正认识和了解“什么是3D打印？”、“什么是快速成型”？一、定义快速成型的定义：快速成型（RapidPrototyping，简称RP），诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种新型技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
3D打印定义：3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。
它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。
这打印技术称为3D立体打印技术。
目前国内传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”，显得比较生动形象，但是实际上，“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支，只能代表部分快速成型工艺。
二、区别3D打印机是快速成型机的简单版本。
损失较少，能力较差。
快速成型是汽车和飞机行业多年来一直使用的常规方法。
一般来说，3D打印机紧凑且小于RP机器。
它们非常适用于办公室。
他们使用更少的能量和更少的空间。
它们被设计用于由尼龙或其他塑料制成的真实物体的低体积再现。
这也意味着3D打印机制造更小的部件。
快速成型机在一侧至少有10英寸的建筑室，3D打印机的侧面不到8英寸。
然而，3D 打印机能够实现快速成型机的所有功能，例如验证和验证设计，创建原型，信息的远程共享等。
因此，3D打印机易于处理并且便于维护。
您可以在市场上购买这些DIY套件，并建立自己。
3D打印技术介绍及应用案例分析
3D打印技术介绍及应用案例分析1. 介绍3D打印技术是一种快速成型技术，也被称为增材制造技术，它是通过数字模型文件，以层层叠加的方式，逐层加工出三维实体模型。
与传统制造技术相比，3D打印技术可以更加快速、节省成本，而且还可以灵活地调整生产流程，实现小批量生产，因此已经被广泛应用于各个领域。
2. 技术原理3D打印技术的主要原理就是增材制造技术，它通过将原材料粉末、颗粒或液体材料逐层叠加，逐渐构建出三维实体。
具体来说，首先需要将数字模型文件转换为切片图像，然后将切片图像分层叠加，用激光束、喷墨头等方式加工出每一层的材料，然后逐层叠加，并且在每一层之间进行粘合，最终形成一个完整的三维实体。
3. 3D打印技术应用案例分析（1）医疗领域3D打印技术在医疗领域的应用是非常广泛的，可以用于医学模型、假肢制造、手术指南等。
其中，医学模型是3D打印技术最主要的应用之一，因为通过医学模型，医生可以更加全面地了解患者的情况，为手术操作提供必要的参考。
此外，还可以通过3D 打印技术为患者制造出具有适合其身体的假肢，帮助他们恢复活动能力。
（2）汽车制造在汽车制造领域，3D打印技术已经被广泛应用。
通过3D打印技术，汽车制造商可以快速制造出不同材质、不同形状的汽车零部件，还可以实现小批量生产，大大缩短生产周期和降低成本。
另外，随着3D打印技术的不断发展，相信未来汽车制造商将会进一步发挥其潜力，推动汽车产业的转型升级。
（3）航空航天领域3D打印技术在航空航天领域的应用也非常广泛，可以用于制造复杂的航空零部件、火箭发动机等。
传统制造方法往往需要将零件拼接、焊接等，而这些步骤的精度要求非常高，而通过3D打印技术，可以直接制造出一体化的复杂零件，在保证高精度的同时，可以大大缩短生产周期。
（4）建筑领域3D打印技术在建筑领域的应用也越来越多，可以用于制造建筑模型、构件等。
在建筑设计过程中，通过3D打印技术可以制造出高精度的建筑模型，帮助设计师更好地了解建筑的外观、结构和布局等；在建造过程中，3D打印技术可以实现建筑模块化，使得建筑速度更快，成本更低。
3D打印快速成型制造原理及操作说明
快速成型的基本过程：
→→→首先设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、 CAD模型） →→→按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元， 通常在Z向将其按一定厚度进行离散（习惯称为分 层），把原来的三维CAD模型变成一系列的层片 →→→再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生 成数控代码 →→→最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起 来，得到一个三维物理实体。
自1986年出现至今，短短十几年，世界上已有大约二十多种不同的成型方法和工艺，其中 比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其成形原理分别介绍如下： （1）SLA快速成形系统的成型原理： 成形材料：液态光敏树脂； 制件性能：相当于工程塑料或蜡模； 主要用途：高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。 （2）SLS快速成形系统的成型原理： 成形材料：工程塑料粉末； 制件性能：相当于工程塑料、蜡模、砂型； 主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。 （3）LOM快速成形系统的成型原理： 成形材料：涂敷有热敏胶的纤维纸； 制件性能：相当于高级木材； 主要用途：快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。 （4）FDM快速成形系统的成型原理： 成形材料：固体丝状工程塑料； 制件性能：相当于工程塑料或蜡模； 主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。
快速成型原理 及PRINT 3D操作说明
傅长杰 abound@
快速成型技术简介
快速成型制造技术又叫快速原型制造技术；是指由CAD模 型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术总 称。 英文：RAPID PROTOTYPING，简称RP， 或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING，简称 RPM。 不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和 系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是 “分层制造，逐层叠加“。形象地讲，快速成形系统就像是一台” 立体打印机"。
简述3d打印技术的概念
简述3d打印技术的概念3D打印技术概念简介3D打印技术是一种将数字模型转化为实体物体的先进制造技术。
它基于计算机辅助设计（CAD）软件，通过逐层添加材料的方式构建物体，与传统的切削加工不同，3D打印技术是一种增材制造过程。
它可以通过添加材料的方式制造出各种复杂的形状和结构，并且能够减少浪费，提高生产效率。
本文将一步一步回答下面的问题，以更详细地解析3D打印技术的概念。
一、3D打印技术是什么？3D打印技术，也被称为快速成型（rapid prototyping）、增材制造（additive manufacturing），是一种通过逐层堆积材料来制造物体的先进制造技术。
它基于计算机辅助设计软件，将数字模型分解为一系列的切片，然后一层一层地添加材料直到形成实体物体。
相对于传统的切削加工，3D打印技术的最大特点是通过增加材料的方式来构建物体，避免了材料的大量浪费。
二、3D打印技术的原理是什么？3D打印技术的原理主要包括以下几个步骤：1. 制作数字模型：首先使用计算机辅助设计软件（CAD软件）创建或下载所需的数字模型。
这可以通过自己设计3D模型，并使用CAD软件生成模型文件，或者从互联网上下载现成的3D模型文件。
2. 分解为切片：将数字模型分解为一系列的水平切片。
这个过程可以通过特定的软件工具来完成，在分解的过程中，需要指定每一层的厚度，这会影响到最终打印品的质量。
3. 打印预处理：在打印之前，需要对数字模型进行一些预处理操作。
这包括调整模型尺寸、确定打印方向以及添加支撑结构，以确保打印过程中的稳定性和可打印性。
4. 打印操作：将预处理后的数字模型加载到3D打印机中，并将打印机设置为所需的参数。
随后，打印机开始逐层地添加材料，构建物体。
这个过程可以采用不同的打印技术，例如熔融沉积建模（FDM）、光固化（SLA）等。
5. 后处理：打印完成后，需要进行一些后处理操作。
这包括去除支撑结构、修整表面、进行热处理等，以获得所需的最终产品。
3D打印机快速成型技术
3D 打印机输出的复杂结构模型
3D 打印机制作的自行车
已经在市场上销售的 3D 打印机
二、3D 打印行业概述
3D 打印是一场制造技术的革命，是中国制造业升级的重要一环 3D 打印技术经过 20 余 年的发展，在全球范围内已经形成了一个规模 16.8 亿美元的新兴产业，并以年均 20-30% 的速度高速成长，预计到 2015 年市场规模可达 38 亿美元。目前中国制造业的 3D 打印使用 密度仅有美国的约 20%。作为一种全球最前沿的制造技术，3D 打印将是中国制造业升级的 重要一环，国内 3D 打印产业化的空间巨大。
产业化平台 中航重机、南风股份 滨湖机电 西安恒通 北京殷华 n.a. 北京隆源 n.a.
国内主流 3D 打印技术研发中心及产业化平台一览
在技术引入方面，英国伯明翰大学教授、澳大利亚国家轻合金研究中心主任吴鑫华教授 等国际快速成型专家近年来也开始与国内企业展开技术合作，加速了国内激光成型产业的成 熟。 在科研成果转化方面，国内几家科研机构也相继迈出了产业化的脚步。依托于华中科 大的滨湖机电以及背靠华南理工的北京隆源已经形成了千万年产值的规模，累计销售 SLS 双双突破 200+台，客户遍布汽车、发动机、航天、船舶、泵业、机械、医疗等行业，包括 东风汽车、凯泉泵业、山河智能、玉柴等诸多知名企业。北航团队产业化的突破口在于下游 大型铸锻件的加工制造，在 2010 年和 2012 年分别与中航重机、南风股份合作成立子公司， 依靠两个合作伙伴在军工航天、核电火电行业的优势资源锁定未来需求。两家公司对合作项 目投入均较大，分别规划在 2015 年前达到 5 亿元的体量。 国产快速成型技术已经走出实
造型展示件、翻模用件
Zprinter（三维喷绘打印） 低
快速成型与3d打印概念及图解
[扫盲]到底3D打印是什么？别被忽悠了！关于3D打印的信息突然开始铺天盖地起来，似乎万能机器就要实现，第三次工业革命就快到来。
但是事实往往是比较赤裸裸的。
现在风靡的3D打印风其实是在炒几十年前的冷饭了。
现在媒体提到的3D打印概念其实大部分已经超出了3D打印概念，而将大多数快速样品技术都囊括其中。
例如SLA（光固化）SLS（激光烧结）FDM（熔融沉积），这些技术事实上是工业行业用了几十年的快速成型技术（RP），而真正的3DP（三维印刷）实则是专指在粉末床上用近似普通打印机的机构进行打印，并涂层胶水粘结粉末，而不是将材料融化粘合。
下文我会对每一种技术做个介绍，到时你会发现原来现在流行的Makerbot不是3D打印机。
原来打印金属材料的根本不能叫做打印。
来看看吧：SLA（Stereo Lithography Apperance) 光固化立体造型技术自1984年的第一台快速成形設備即採用了光固化立體造型的工藝，現在的快速成型設備中，以SLA的研究最為深入，運用也最為廣泛。
該技術以光敏樹脂的聚合反應為基礎。
在計算機控制下的紫外雷射，沿著零件各分層截面輪廓，對液態樹脂進行逐點掃描，使被掃描的樹脂薄層產生聚合反應，由點逐漸形成線，最終形成零件的一個薄層的固化截面，而未被掃描到的樹脂保持原來的液態。
當一層固化完畢，升降工作台移動一個層片厚度的距離，在上一層已經固化的樹脂表面再覆蓋一層新的液態樹脂，用以進行再一次的掃描固化。
新固化的一層牢固地粘合在前一層上，如此循環往複，直到整個零件原型製造完畢。
這種方法的特點是有較高的精度和較好的表面質量，能製造形狀特別複雜（如空心零件）和特別精細（如工藝品、首飾等）的零件。
还记得那知可爱的小熊记忆棒吗？还有那个Portal夜灯。
它们都是用光固化的工艺制作的。
SLS（Selected Laser Sintering）选择性镭射烧结這種工藝也是以雷射器為能量源，通過紅外雷射束使塑料、蠟、陶瓷、金屬或其複合物的粉末均勻地燒結在加工平面上。
机械制造中的3D打印与快速成型技术
机械制造中的3D打印与快速成型技术近年来，随着科学技术的不断发展，3D打印与快速成型技术逐渐在机械制造领域中得到应用。
该技术不仅提高了产品设计制造的效率和质量，还带来了创新和变革。
本文将介绍机械制造中的3D打印与快速成型技术，并探讨其在行业中的应用和未来发展前景。
1. 3D打印技术的基本原理3D打印技术是一种通过逐层堆积材料来制造物体的技术。
它基于计算机辅助设计（CAD）模型，通过分层制造来实现物体的三维构建。
该技术主要包括三个步骤：建模、切片和打印。
首先，用户使用CAD软件进行产品的设计与建模。
然后，将产品模型切片，生成一层层的制造路径。
最后，将材料逐层堆积，通过打印头进行熔融或固化，最终形成所需的产品。
2. 3D打印技术在机械制造中的应用2.1 快速原型制造3D打印技术能够快速创建产品的物理样本，具有快速制造的特点。
在产品开发的早期阶段，制造一个原型用于验证设计的可行性和功能性是非常重要的。
传统的制造方法通常需要较长的时间和高昂的成本，而3D打印技术能够快速制造出高质量的原型，并提供更多的设计自由度。
2.2 制造复杂结构传统的机械制造技术在制造复杂结构时常常面临许多困难，例如复杂空腔、内外复杂形状等。
而3D打印技术通过逐层构建的方式可以轻松制造出具有复杂结构的产品，实现了传统制造方法难以达到的设计要求。
2.3 节约材料和能源3D打印技术是一种减少浪费的制造方法。
与传统的制造方法相比，它只使用所需的材料，并且不需要进行大规模加工或切割。
这种精确控制材料使用量的能力使得能源消耗大大减少，并且可以降低材料的成本。
3. 快速成型技术在机械制造中的应用3.1 精密铸造快速成型技术在机械制造中的一个重要应用是精密铸造。
通过选择合适的铸造材料，通过快速成型技术可以制造出具有复杂内部结构和精密外形的铸件。
与传统的铸造方法相比，快速成型技术不需要制造模具，节省了时间和成本，并且可以实现更高的精度。
3.2 模具制造快速成型技术还可以用于制造模具。
快速成型技术与三维打印技术的区别
快速成型技术与三维打印技术的区别快速成型技术（rapid prototyping，简称RP）又称快速原型制造技术，是近年来发展起来的一种先进制造技术。
快速成型技术20世纪80年代起源于美国，很快发展到日本和欧洲，是近年来制造技术领域的一次重大突破。
快速成型是一种基于离散堆积成型思想的数字化成型技术；是CAD、数控技术、激光技术以及材料科学与工程的技术集成。
它可以自动、快速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件，从而可对产品设计进行快速评价、修改，以响应市场需求，提高企业的竞争能力。
RP将CAD、CAM、CNC、精密伺服驱动、光电子和新材料等先进技术集于一体，依据由CAD构造的产品三维模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。
按照这些轮廓，激光束选择性地喷射，固化一层层液态树脂（或切割一层层的纸，或烧结一层层的粉末材料），或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成各截面，逐步叠加成三维产品。
它将一个复杂的三维加工简化成一系列二维加工的组合.快速原型技术突破了“毛坯→切削加工→成品”的传统的零件加工模式，开创了不用刀具制作零件的先河，是一种前所未有的薄层迭加的加工方法。
与传统的切削加工方法相比，快速原型加工具有以下优点：(1)可迅速制造出自由曲面和更为复杂形态的零件，如零件中的凹槽、凸肩和空心部分等，大大降低了新产品的开发成本和开发周期。
(2)属非接触加工，不需要机床切削加工所必需的刀具和夹具，无刀具磨损和切削力影响。
(3)无振动、噪声和切削废料。
(4)可实现夜间完全自动化生产。
(5)加工效率高，能快速制作出产品实体模型及模具。
RPM技术的具体工艺不下30余种，最为成熟的以下四种：1 立体印刷（SLA－Stereolithgraphy Apparatus）将激光聚焦到液态固化液态材料（如光固化树脂）表面，令其有规律地固化，由占到线，到面，完成一个层面的建造；而后升降平台，移动一个层片厚度的距离，重新覆盖一层液态材料，再建造一个层，由此层层迭加，成为一个三维实件（如图1所示）。
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《3D打印技术与应用》
第二讲3D打印定义及概念
主讲：汪焰恩
原材料生产
毛坯
粗加工精加工
成品
传统零件加工所使用的设备主
要有：车床、铣床、刨床、磨
川、数控机床、加工中心等
小型车床
双柱立式车床
大型落地车床
小型铣床重型龙门刨万能外圆磨床
二、传统加工使用的设备
数控车床加工中心
近二十年来，AM技术取得了快速的发展，“快速原型制造（Rapid Prototyping）”、“三维打印(3D Printing )”、“实体自由制造(Solid Free-form Fabrication) ”之类各异的叫法分别从不同侧面表达了这一技术的特点。
•3D 打印源自100多年前美国研究的照相雕塑和地貌成形技术，上世纪80年代
已有雏形，其学名为“快速成型”。
20世纪
初期•在20世纪80年代中期，SLS 被在美国德州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard 博士
开发出来并获得专利。
20世纪80年代•1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词，当时的毕业生Jim Bredt 和Tim
Anderson 修改了喷墨打印机的方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床的解决方案，
而不是把墨水挤压在纸张上的方案。
20世纪
末期
3D 打印的原理是依据计算机设计的三维模型（设计软件可以是常用的CAD 软件，例如SolidWorks 、Pro/E 、UG 、POWERSHAPE 等。
也可以是通过逆向工程获得的计算机模型），将复杂的三维实体模型“切”成设定厚度的一系列片层，从而变为简单的二维图形，逐层加工，层叠增长。
三维CAD
模型设计原型制作流程图
CAD 模型的近似处理对STL 文件切片处理逐层制造
工作原理
3D 模型特殊的胶水一系列数字文件切片原材料
计算机建模软件建模数据传到打印机并设置参数用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来
将各层截面以各种方式粘合起来
打印过程
个人级3D打印机
国内各大电商网站上销售的个人3D打印机为主，大部分国产的3D打印机都是基于国外开源计术延伸的，由于采用了开源技术，技术成本得到了很大的压缩因此售价在3千至1万不等，十分有吸引力。
国外进口的品牌个人3D打印机价格都在2万至4万之间。
设备打印材料都以ABS 塑料或者PLA塑料为主。
主要满足个人用户生活中的使用要求，因此各项技术指标都并不突出，优点在于体积小巧，性价比高。
专业级3D打印机
专业级的3D打印机，可供选择的成型技术和耗材（塑料、尼龙、光敏树脂、高分子、金属粉末等）就要比个人3D 打印机要丰富很多。
设备结构和技术原理相比起来更先进自动化更高，应用软件的功能以及设备的稳定性也是个人3D打印机望尘莫及。
这类设备售价都在十几万至上百万人民币。
工业级3D打印机
工业级的设备除了要满足材料上面的特殊性，制造大尺寸的物件等要求。
更关键是物品制造后它需要符合一些列的特殊应用的标准，因为这类设备制造出来的物体是直接应用的。
比如飞机制造中用到的钛合金材料，就需要对物件的刚性、任性、强度等等参数有一系列的要求。
由于很多设备是根据需求定制的因此价格很难估量了。
重庆完成世界首例3D打印距骨手术
重庆第三军医大学西南医院骨科运动
医学中心完成了世界首例3D打印的个
体化全距骨假体植入手术。
打印的假
体可连接下肢和足部重要枢纽，具有
生物学功能，最终帮助患者恢复了行
走能力。
美国铝业启动金属3D打印粉末制造工厂
美国铝业（以下简称美铝）是美国最大的制铝
公司，同时也是全球轻金属技术、工程与制造
的领导者，从很早之前就开始了3D打印技术
的应用，迄今为止已经在这方面投入了近1亿
美元。
近日，该公司启动了位于匹兹堡市附近
的技术中心内新建的工厂。
美国铝业启动金属3D打印粉末制造工厂
这座工厂将主要用于生产包括钛、镍、铝在内
的3D打印用的金属粉末材料，美铝之所以建
起这座工厂是为了扩大产能，因为他们很早之
前就开始使用3D打印技术制造金属产品了，
不久之前还获得了空客的大单，将从2016年
中期开始为后者提供3D打印的飞机零部件，
而金属粉末正是制造这些零部件所必需的。
航天三院306所激光3D打印技术实现新突破
近日，中国航天科工三院306所技术人
员成功突破TA15和Ti2AlNb异种钛合金
材料梯度过渡复合技术，其采用激光3D
打印试制出的具有大温度梯度一体化钛
合金结构进气道试验件顺利通过了力热
联合试验。
航天三院306所激光3D打印技术实现新突破
该技术成功融合了激光3D打印与梯度结构复合制造两
种工艺，解决了传统连接方式（如法兰连接、焊接等
工艺方法）带来的增重、密封性差和结构件整体强度
刚度低等问题，为具有温度梯度结构的开发设计与制
造开辟了新的研制途径；同时，开创了一种异种材料
间非传统连接的制造模式，实现了结构功能一体化零
部件的设计与制造。
首个使用3D打印部件航天器进入木星轨道
对于全球航天领域来说都是一个非同
一般的日子。
在这天早上，美国宇航
局（NASA）的朱诺（Juno）号探测
器在经过了35分钟减速之后，成功完
成木星轨道切入（JOI），成为了飞行
在木星上空的一颗来自地球的卫星。
首个使用3D打印部件航天器进入木星轨道2016年7月5日对于3D打印世界来说，
是一个重要事件——Juno也是历史上
第一个使用了3D打印部件的航天器成
功的进入了木星轨道，它上面一打左
右的钛金属波导支架都是由洛克希
德·马丁公司使用电子束熔融3D打印技
术制造的。
THANK YOU
主讲：汪焰恩。