中国石油大学 机械设计制造及其自动化 学科前沿讲座报告 3D打印
学科前沿讲座

机械工程专业学科前沿讲座作业封面题目:关于煤矿机电一体化和液压支架的认识姓名:裴文晓班级:机械13-7学号:03131110中国矿业大学机电工程学院2015 年 12月一.煤矿机电一体化技术应用现状及发展趋势在2014年夏天我有幸来到了鲁能菏泽煤电有限公司彭庄煤矿,并有幸进入了井下实际工作面,进行了一次特殊而又充满意义的体验。
在井下我看到了许多以前只在课本上见过的机电设备与井下构造。
初步了解了一点大型综采设备和开采及其以及监控防护设备。
通过随行叔叔们的讲解使我对这个地下宫殿有了更深一层的认识。
然而前几周肖兴明肖教授讲解的关于煤矿机电设备尤其是大型综采设备以及监控检测仪器的内容让我又获得了很多专业知识。
现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,工程领域的技术改造与革命。
在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入以“机电一体化”为特征的发展阶段。
机电一体化技术就是机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术,是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。
机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律,显示了强大的生命力。
由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面,因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标,而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。
1 机电一体化的基本概念机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科,而机电一体化产品是在机械产品的基础上,采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。
机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合,它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。
3D打印技术对于机械设计制造及其自动化的影响

3D打印技术对于机械设计制造及其自动化的影响
3D打印技术是近几十年来发展最为迅速的技术之一,可以创建出精确的形体,精度高达微米级。
3D打印技术对于机械设计制造及其自动化有重要的影响,下面就阐述其具体影响。
首先,3D打印技术可以有效地提高机械零件的加工效率。
例如,3D打印技术可以用来制造「复杂」型号的零件,这类零件有复杂的结构、精确度要求高等特点,传统的机械加工技术不易制造,但是通过采用3D打印技术,可以快速完成零件的制造,极大地提高了机械制造的效率。
其次,3D打印技术也能促进自动化技术的发展。
通过利用3D打印技术可以制造出复杂零件,大大减轻了自动化设备的制造难度,也有助于提高自动化技术的发展。
此外,3D打印技术还可以帮助生产厂家减少生产成本。
以前,如果想要制作出一款新机器,除了本身的设计和制造之外,还需要花费大量的成本从外界采购零件材料,而利用3D打印技术,可以自主制造外单件,从而大大减少了生产成本。
最后,3D打印技术还可以使更多新型机械设备的设计更加便利。
3D打印技术可以快速准确地制造出零件,使得机器设计师可以更加高效的完成机器的设计,而不经过复杂的机械加工流程,从而有助于提高新机械设备的普及率。
综上所述,可以看出3D打印技术已经在促进机械设计制造和自动化技术发展上发挥了重要作用,可以提高零件的加工效率、减少生产成本,从而促进了设备制造的发展。
3D打印技术对于机械设计制造及其自动化的影响

3D打印技术对于机械设计制造及其自动化的影响3D打印技术是一种数字化制造技术,它可以根据数字模型逐层将材料逐渐堆积成所需的三维实体。
这项技术的出现对于传统的机械设计制造和自动化生产产生了深远的影响。
本文将探讨3D打印技术对机械设计制造及其自动化的影响,并从技术、成本、效率、创新等多个方面进行分析。
3D打印技术对机械设计制造的影响在于技术革新。
传统的机械设计制造依赖于传统的加工方式,需要使用各种加工设备和模具等,而3D打印技术可以直接根据数字模型快速制造出零部件和产品,无需模具,且可以实现复杂结构的制造。
这种技术革新不仅提高了产品设计和制造的灵活性,还加快了产品的研发和生产速度。
3D打印技术对机械设计制造的影响在于成本方面。
传统的机械加工需要投入大量的人力、物力和财力,并且需要大量的模具,成本较高。
而3D打印技术可以大大减少制造过程中的材料浪费,同时可以在一台机器上完成整个零部件的生产,大幅降低了生产成本。
3D打印技术对机械设计制造及其自动化的影响是全方位的。
这种数字化制造技术的出现,不仅提高了机械设计制造的技术水平,还大幅提升了生产效率,降低了生产成本,激发了创新活力。
可以预见,随着3D打印技术的不断发展和应用,它将给机械设计制造领域带来更加深远的影响。
需要说明的是,尽管3D打印技术对机械设计制造产生了巨大的影响,但它并不意味着传统的机械加工技术将完全被淘汰。
传统的机械加工仍然有其适用范围和优势,而且两种技术也可以相互融合,发挥各自的优势,实现更加高效的生产制造方式。
未来的机械设计制造领域将面临着更加多元化和复杂化的技术格局,需要不断提升自身的技术实力和创新能力,才能应对市场的挑战和机遇。
在自动化方面,3D打印技术的出现也给机械设计制造带来了一定的影响。
传统的机械制造需要大量的人工介入,包括编程、操作、监控等多个环节,而3D打印技术可以实现数字化制造,可以实现远程控制和自动化生产。
这样不仅提高了生产的精准度和稳定性,还减少了人工成本,加快了生产速度。
中国石油大学测绘前沿知识讲座

惯性传感器定位
2)用户使用从室内到室外
一方面,用户使用地图正 在从“出门前”转变为 另一方面,地图将在移动 办公上释放价值。在公
“在路上”。PC时代需
要找台电脑,查路线记 录下来。而现在可以不 再事前规划,边走边 查,甚至被推送信息。
共安全、气象、建筑规
划、交通运输、工商等 政府部门、大型实体企 业的办公信息化均已大 量应用地图。
索契冬奥会,开源地图 OpenStreetMap完胜Goo
室内定位
• 室内定位是指在室内环境中实现位置定位, 主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等 多种技术集成形成一套室内位置定位体系, 从而实现人员、物体等在室内空间中的位置 监控。
局域室内定位技术
2011-2015中国平板电脑市场销量预测
108.0% 120%
销量(万台) 增幅(%)
100%
80% 60.5% 58.0%
51.2% 15000
60%
40% 26.0%
1000
20% 500
0 642.5 2011 1,031.2 2012 2,145.0 2013(F) 3,389.0 2014(F) 4,270.2 2015(F) 0%
来源:易观国际 · 易观智库・eBI中国互联网商情 SOURCE: Enfodesk © Analysys International
来源:易观国际 · 易观智库・eBI中国互联网商情 SOURCE: Enfodesk © Analysys International
使用模式,指通过
网络获得应用所需 的资源及服务(硬 件、平台、软件)。 提供资源、服务的 网络被称为“云”。
云计算概述 云计算
3D打印技术在抽油机设计制造领域的应用研究

3D打印技术在抽油机设计制造领域的应用研究王德威(大庆油田有限责任公司装备制造集团抽油机公司技术中心,黑龙江大庆163313)摘要:在中国工业4.0蓬勃发展时代背景下,3D打印技术为各行业快速提供用户订制产品,新产品研发提供助力,为制造行 业深化改革、转型升级提供技术支持。
文中以石油装备中常见的抽油机为研究对象,集中研究了 3D打印技术如何在抽油机零 部件加工、新机型设计、用户定制生产领域应用。
建立通用石油装备3D打印技术设计制造技术路径,借助实例阐明了 3D打印 技术在石油装备抽油机制造中的具体应用与应用前景。
关键词:3D打印技术;抽油机;工业4.0;计算机辅助设计;SolidWorks中图分类号:TE333 文献标志码:A文章编号=1002-2333(2017)09-0105-04 Application of 3D Printing Technology in Design & Manufacture of Pumping UnitsWANG Dewei(Daqing Petroleum Co MPany DPEG Pumping Units R&D Center, Daqing 163313, China)Abstract:With the back ground of China industry4.0 developing,3D printing technology supplies optimal customized product to market.At the same time,this technology provides assistance to restructuring,upgrading and deep reforming of manufacture field. This paper applies 3D printing technology in manufacture of pumping units workpiece,new models design and customized products.By the analysis,we build the process on how to design and manufacture the petroleum equipment.The specific application of3D printing technology is illustrated on pumping equipment manufacturing through the reliable applied example. Key words : 3D printing technology;pumping units;Industry4.0; GAD;SolidWorks0引言十三五期间,中国工业4.0时代随着中国制造企业深 化改革、升级转型拉开帷幕。
3d打印课题结题报告

3d打印课题结题报告
标题,3D打印技术在医疗领域的应用。
摘要:
本报告旨在总结和分析3D打印技术在医疗领域的应用,包括医疗器械、生物打印、组织工程和个性化医疗等方面。
通过对相关文献的综合研究和实验数据的分析,本报告得出结论,3D打印技术在医疗领域具有巨大的潜力和优势,可以为医疗领域带来革命性的变革和突破。
1. 引言。
3D打印技术是一种快速、灵活、精确的制造技术,已经在各个领域得到了广泛的应用。
在医疗领域,3D打印技术可以为医疗器械的定制制造、生物打印和组织工程、个性化医疗等方面提供有效的解决方案。
2. 3D打印技术在医疗器械领域的应用。
通过3D打印技术,可以根据患者的个体化需求,定制医疗器械,如义肢、牙齿修复器械等,提高医疗器械的适配性和舒适性。
3. 3D打印技术在生物打印和组织工程领域的应用。
3D打印技术可以用于生物打印和组织工程,通过打印生物材料
和细胞,制造人体组织和器官,为器官移植和再生医学提供新的解
决方案。
4. 3D打印技术在个性化医疗领域的应用。
通过3D打印技术,可以根据患者的个体化需求,定制医疗治疗
方案,如个性化药物制造、手术模拟和导航等,提高医疗治疗的精
准性和有效性。
5. 结论。
通过对3D打印技术在医疗领域的应用进行综合分析,可以得出
结论,3D打印技术在医疗领域具有巨大的潜力和优势,可以为医疗
领域带来革命性的变革和突破。
然而,也需要进一步的研究和实践,解决技术、法律、伦理等方面的挑战,推动3D打印技术在医疗领域
的应用和发展。
奥鹏中国石油大学毕业机械设计制造及其自动化实践报告.doc

实践单位:
岗位介绍:我在本公司铆焊车间焊工岗位;金切加工车间车工、铣工岗位;钳工装配车间装配岗位;质检部门进行了学习实践。
铆焊车间焊工岗位主要是专门进行各种钢结构件的焊接工作;
金切加工车间车工、铣工岗位主要是对各种零件进行机加工;
钳工装配车间装配岗位主要是对加工好的零件进行组装工作:
实
践
单
位
意
见
该同学理论知识丰富,工作积极主动,对实践的知识和技能掌握较好,本单位非常满意,实践成绩优异。
实习单位盖章
2011年6月1日
备注
机械设计制造及其自动化实践报告
一、实践目的(不少于100字)
生产实践是本专业学生的一门主要实践性课程。是学校教学的重要补充部分,是区别于普通学校教育的一个显著特征,是教育教学体系中的一个不可缺少的重要组成部分和不可替代的重要环节,是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径。本次生产实践为我们全面的了解制造行业工艺流程、设计及处理过程中会遇到的问题等提供很好的一次机会,让我们延续了理论所学的知识并且对理论知识进行了总结。通过生产实践,拓宽我们的知识面,增加感性认识,激发我们向实践学习和探索的积极性,为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。参加这次生产实践最主要的目的还是让我们在毕业之前能够亲身前往一线岗位进行生产工作的,让我们在生产实践过程中完成学习到就业的过渡。
4)机加工车间实践
经过一周的划线车间的实践后,我开始进入到机加工车间进行实践学习。机加工车间可以说是机械制造厂最核心的一道工序,各个零件的最终加工精度是由这道工序决定的。在这里我认识并了解了各种普通卧式车床、牛头刨床、数控铣镗床、立式车床、龙门铣床、铣齿机床、各种外圆磨床、钻床等等各种机床,并在实践中我在相关师傅的指教下亲手操作了普通卧式车床、牛头刨床和数控铣镗床等加工机床。也深深的在心中记住了师傅门的经验教诲:车床运转时,不能用手去摸工件表面,严禁用棉纱擦抹转动的工件,更不能用手去刹住转动的卡盘。当用顶尖装夹工件时,顶尖与中心孔应完全一致,不能用破损或歪斜的顶尖,使用前应将顶尖和中心孔擦净,后尾座顶尖要顶牢,用砂布打磨工件表面时,应把刀具移动到安全位置,不要让衣服和手接触工件表面。加工内孔时,不可用手指支持砂布,应用木棍代替,同时速度不宜太快。禁止把工具、夹具或工件放直接在车床床身上和主轴变速箱上。工作时,必须集中精力,注意头、手、身体和衣服不能靠近正在旋转的机件,如工件、带轮、皮带、齿轮等。
3D打印技术对于机械设计制造及其自动化的影响

3D打印技术对于机械设计制造及其自动化的影响随着科技的不断进步,3D打印技术成为近年来备受关注的热门话题之一。
该技术通过将设计的3D模型转化为物理实体,以层叠的方式逐层制造物体,极大地改变了机械设计制造及其自动化领域的工作方式。
下面将详细介绍3D打印技术对机械设计制造的影响。
3D打印技术提供了快速的原型制作能力。
以往,机械设计师在制造一个原型时需要借助复杂的加工工艺,投入大量时间和资金。
而现在,设计师只需将设计文件输入到3D打印机中,就可以在几个小时内制造出一个实物样品。
这种快速的原型制作能力能够帮助设计师更快地验证设计思路和检测潜在问题,从而提高设计质量和效率。
3D打印技术能够实现高度的个性化制造。
传统的制造方式通常需要根据大规模生产的要求进行生产,很难满足个性化需求。
而借助于3D打印技术,人们可以根据个人的需求和喜好,定制出符合自己特定需求的产品,如定制鞋子、珠宝、眼镜等。
这种个性化的生产方式不仅满足了消费者的个性化需求,也为制造商提供了更广阔的市场空间。
3D打印技术推动了机械设计制造的自动化水平的提高。
在传统的制造方式中,需要大量的人力参与到生产过程中,而3D打印技术则可以实现更多的自动化。
一旦设置好打印参数,打印机就可以自动地根据设计文件制造产品。
这种自动化的特点能够极大地提高生产效率,降低人力成本,并且减少了人为操作引起的错误和浪费。
3D打印技术还带来了制造流程的简化和优化。
在传统的制造方式中,需要经过多个环节的设计、加工、组装等工序才能得到最终的产品,而3D打印技术可以直接将整个产品一次性制造出来,减少了中间环节,简化了制造流程。
这不仅可以提高制造的效率,也减少了物料的浪费和产品的成本。
3D打印技术对于机械设计制造的创新能力有着显著的影响。
传统的制造方式往往受限于原材料和加工工艺的限制,而3D打印技术可以制造出形状复杂、结构独特的产品。
设计师通过3D打印技术可以更灵活地实现创意,并且具有更大的设计空间。
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学科前沿知识专题报告——3D打印技术探索学生姓名:学号:专业班级2014年4月2日摘要随着工业现代化的不断发展,传统的加工工艺已无法满足现代工业部件的加工需求,许多异形结构利用传统加工(包括五轴加工中心)也很难加工或根本不能加工。
随即3D打印机应运而生……根据维基百科的释义,3D打印(3D Printing)是快速成形技术的一种,它以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术(即“积层造形法”3D打印)。
它是断层激光扫描烧结的逆过程,断层扫描就是把某个三维模型“切”成无数叠加的片;3D打印就是一片一片的打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。
3D打印机的出现是对生产方式的一个革新,使设计师与产品之间建立了直接联系。
一方面保证了设计者的想法、创意能够原汁原味的体现出来;另一方面,传统的工业产品开发,往往是先开模具,然后再做手板,而运用3D打印技术,无需开模,可以把制造时间减少,费用降低,对成本更好的控制。
随着科技的不断进步,3D打印机用于大规模制造变为可能。
本文主要从3D打印的发展历史、打印原理、打印过程、典型打印技术、发展现状及发展前景这几个方面进行介绍。
关键词:3D打印;累积技术;快速成型;机械制造目录第1章发展历史 (1)第2章3D打印技术介绍 (1)2.13D打印的工作原理 (1)2.23D打印工作过程 (2)2.2.1三维建模 (2)2.2.2分层切割 (2)2.2.3打印喷涂 (2)2.2.4后期处理 (2)2.33D打印的技术支持 (2)第3章典型3D打印技术分析 (3)3.1粘结成形3D打印 (3)3.1.1粘结成形3D打印的工作原理 (3)3.1.2粘结成形3D打印系统的组成 (3)3.1.3粘结成形3D打印的成形材料 (3)3.2直接成形3D打印 (4)3.2.1直接成形3D打印的工作原理 (4)3.2.2直接成形3D打印系统的组成 (4)3.3熔融沉积快速成型 (4)3.3.1熔融沉积快速成型3D打印的工作原理 (4)3.3.2熔融沉积快速成型3D打印系统的组成 (5)3.3.2熔融沉积快速成型3D打印的成形材料 (5)3.4选择性激光烧结 (5)第4章发展现状及发展前景 (5)4.13D打印技术的发展现状 (5)4.23D打印技术的发展前景 (5)第5章收获与体会 (6)第1章发展历史3D打印技术出现在20世纪90年代中期,3D打印机是一位意大利名为恩里科·迪尼的发明家设计的一种神奇的打印机,它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。
但由于价格昂贵、技术不成熟,早期并没有得到推广普及。
长久以来科学家和技术工作者一直有着一个复制技术的设想,但直到20世纪80年代,3D打印的概念才算真正开始实现。
经过20多年的发展,该技术已更加娴熟、精确,且价格有所降低。
目前,3D打印技术已经应用到许多学科领域,近几年,“3D打印”成了超前科技的代言词,火遍全球。
由于其在制造工艺方面的创新,被认为是“第三次工业革命的重要生产工具”。
第2章3D打印技术介绍2.13D打印的工作原理3D打印的工作原理与普通打印基本相同,传统打印机的打印材料是墨水和纸张,只要轻点电脑屏幕上的“打印”按钮,一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上,它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像;而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”,是实实在在的原材料,与电脑连接后,以数字模型文件为基础,首先将物品转化为一组3D数据,然后打印机开始逐层分切,针对分切的每一层构建,按层次打印,粉末状金属或塑料等可粘合材料会一层一层地打印出来,层与层之间通过特殊的胶水进行粘合,并按照横截面将图案固定住,最后一层一层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。
之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似,这项打印技术称为3D立体打印技术。
3D打印演示图如图1-1所示:图1-13D打印演示图2.23D打印工作过程一般来说,通过3D打印获得一件物品需要经历建模、分层、打印和后期处理四个主要阶段,具体如下所述。
2.2.1三维建模通过goSCAN之类的专业3D扫描仪或是Kinect之类的DIY扫描设备获取对象的三维数据,并且以数字化方式生成三维模型。
也可以使用Blender、SketchUp、AutoCAD等三维建模软件从零开始建立三维数字化模型,或是直接使用其他人已做好的3D模型。
设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL 文件格式。
一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。
三角面越小其生成的表面分辨率越高。
PLY是一种通过扫描产生的三维文件的扫描器,其生成的VRML或者WRL文件经常被用作全彩打印的输入文件。
2.2.2分层切割由于描述方式的差异,3D打印机并不能直接操作3D模型。
当3D模型输入到电脑中以后,需要通过打印机配备的专业软件来进一步处理,即将模型切分成一层层的薄片,每个薄片的厚度由喷涂材料的属性和打印机的规格决定。
打印机通过读取文件中的横截面信息,用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来,再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体。
2.2.3打印喷涂由打印机将打印耗材逐层喷涂或熔结到三维空间中,根据工作原理的不同,有多种实现方式。
目前,3D打印技术已经有十几种不同的成形方法,通常将它们分为两类:第一类是基于激光技术的成形方法,如立体光刻、纸叠层、选择性激光烧结、选择性激光熔化等;第二类是非激光技术的快速成形方法,如熔丝沉积、三维打印、掩膜光固化、冲击微粒制造、实体磨削固化等。
2.2.4后期处理模型打印完成后一般都会有毛刺或是粗糙的截面。
这时需要对模型进行后期加工,如固化处理、剥离、修整、上色等等,才能最终完成所需要的模型的制作。
2.33D打印的技术支持作为一种综合性应用技术,3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识,具有很高的技术含量。
3D打印机是3D打印的核心设备,它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。
此外,新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。
信息技术:要有先进的设计软件及数字化工具,辅助设计人员制作出产品的三维数字模型,并且根据模型自动分析出打印的工序,自动控制打印器材的走向。
精密机械:3D打印以“每层的叠加”为加工方式。
要生产高精度的产品,必须对打印设备的精准程度、稳定性有较高的要求。
材料科学:用于3D打印的原材料较为特殊,必须能够液化、粉末化、丝化,在打印完成后又能重新结合起来,并具有合格的物理、化学性质。
第3章典型3D打印技术分析3D打印快速成形技术可分为粘结成形3D打印、直接成形3D打印、熔融沉积快速成型和选择性激光烧结,下面分别介绍了它们的工作原理、系统组成以及打印材料等等。
3.1粘结成形3D打印3.1.1粘结成形3D打印的工作原理粘结成形3D打印的工作原理如图3-1所示。
首先在成形室工作台上均匀地铺上一层粉末材料,接着打印头(也称喷头)按照零件截面形状,将粘结材料有选择性地打印(喷射)到已铺好的粉末层上,使零件截面由实体区域内的粉末材料粘接在一起,形成截面轮廓,一层打印完后工作台下移一定高度,然后重复上述过程。
如此循环逐层打印直至工件完成,再经后处理,得到成形制件。
3.1.2粘结成形3D打印系统的组成由粘结成形3D打印的工作原理可知,基于该技术的3D打印快速成形系统主要应由以下几部分组成:打印头控制系统(包括喷头、喷头控制和粘结材料供给与控制)、粉末材料系统(包括粉料储存、喂料、铺料及回收)、3个方向的运动机构与控制(包括打印头在X轴和Y轴方向的运动,工作台在Z轴方向的运动)、成形室、计算机硬件与软件。
3.1.3粘结成形3D打印的成形材料粘结成形3D打印中常用的成形材料是淀粉基粉末和石膏基粉末,也可以用陶瓷基粉未或金属基粉末等其它材料直接成形陶瓷或金属等制件。
由于未粘接的粉末材料可以作支撑,因此粘结成形3D打印中不需要考虑支撑,打印头的个数最少可以只设置1个。
若将粘结材料制成彩色,则该方法可以直接成形出彩色的制件,这是目前唯一可以制作影色制件的RP工艺。
图3-l粘结成形3D打印的工作原理图3-2打印光固化材料3D打印的工作原理3.2直接成形3D打印3.2.1直接成形3D打印的工作原理不同于粘结成形3D打印,直接成形3D打印是直接由打印头打印出光固化成形材料、热熔性成形材料或其他成形材料,然后经固化成形得到制件。
图3-2是打印光固化材料3D打印的工作原理图。
其工作过程如下:根据零件截面形状,控制打印头在截面有实体的区域打印光固化实体材料和在需要支撑的区域打印光固化支撑材料,在紫外灯的照射下光固化材料边打印边国化。
如此逐层打印逐层固化直至工件完成,最后除去支撑材料得到成形制件。
打印其他成形材料3D 打印的工作原理与此相似,只是固化方式有所不同。
3.2.2直接成形3D打印系统的组成与粘结成形的3D打印快速成形系统相比,直接成形的3D打印快速成形系统因没有粉末材料系统,结构和控制相对要简单一些。
在直接成形的3D打印中,对于制件有悬臂的地方需要制作支撑,因此,基于该技术的快速成形系统中打印头的数量至少要设置2个,一个打印实体材料,另一个打印支撑材料。
3.3熔融沉积快速成型3.3.1熔融沉积快速成型3D打印的工作原理熔融沉积又叫熔丝沉积,它是将丝状热熔性材料加热融化,通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。
热熔材料融化后从喷嘴喷出,沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上,温度低于固化温度后开始固化,通过材料的层层堆积形成最终成品。
3.3.2熔融沉积快速成型3D打印系统的组成在3D打印技术中,FDM的机械结构最简单,设计也最容易,制造成本、维护成本和材料成本也最低,因此也是在家用的桌面级3D打印机中使用得最多的技术,而工业级FDM机器,主要以Stratasys公司产品为代表。
3.3.2熔融沉积快速成型3D打印的成形材料熔融沉积快速成型技术的桌面级3D打印机主要以ABS和PLA为材料,ABS强度较高,但是有毒性,制作时臭味严重,必须拥有良好通风环境,此外热收缩性较大,影响成品精度;PLA是一种生物可分解塑料,无毒性,环保,制作时几乎无味,成品形变也较小,所以目前国外主流桌面级3D打印机均以转为使用PLA作为材料。
3.4选择性激光烧结选择性激光烧结利用粉末材料在激光照射下烧结的原理,由计算机控制层层堆结成型。
选择性激光烧结技术同样是使用层叠堆积成型,所不同的是,它首先铺一层粉末材料,将材料预热到接近熔化点,再使用激光在该层截面上扫描,使粉末温度升至熔化点,然后烧结形成粘接,接着不断重复铺粉、烧结的过程,直至完成整个模型成型。