3D打印创新实验室建设方案(20190525112029).pdf

三 3D 打印创新实验室创新课程体系设计 ...........................................................................- 20 1、教学架构 .......................................................................................................................- 20 2、教学内容 .......................................................................................................................- 20 -
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三门职业中专 3D打印创新实验室建设方案
热熔性丝材（通常为 ABS或 PLA材料）先被缠绕在供料辊上，由 步进电机驱动辊子旋转， 丝材在主动辊与从动辊的摩擦力作用下向挤 出机喷头送出。 在供料辊和喷头之间有一导向套， 导向套采用低摩擦 力材料制成以便丝材能够顺利准确地由供料辊送到喷头的内腔。
2）切片处理
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。 这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状 的物品。
打印机打出的截面的厚度（即 Z 方向）以及平面方向即 X-Y 方向 的分辨率是以 dpi （像素每英寸）或者微米来计算的。一般的厚度为 100 微米，即 0.1 毫米，也有部分打印机如 ObjetConnex 系列还有 三 维 Systems' ProJet 系列可以打印出 16 微米薄的一层。而平面方向 则可以打印出跟激光打印机相近的分辨率。打印出来的“墨水滴”的 直径通常为 50 到 100 个微米。 用传统方法制造出一个模型通常需要 数小时到数天， 根据模型的尺寸以及复杂程度而定。 而用三维打印的
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三门职业中专 3D打印创新实验室建设方案一 3 Nhomakorabea 打印技术
1、 3D 打印技术原理
按照传统的制造技术，一般我们制造一个产品，是先构思产品的 外观图，计算出合适的尺寸 , 然后通过机器加工切割材料（钢材、木 材等）的轮廓， 这个过程原材料被机器的不断除去直至变成理想中的 外观，被称为”减材制造”。而 3D 打印技术基于离散 - 堆积原理，在 计算机上构建一个 3D数字模型，这个 3D 打印模型可以通过扫描已经 存在的实物获得 , 也可以先用扫描仪将一个实物的外观完整的扫描成 图像，然后通过计算机 CAD软件对这些图像进行处理， 形成一个完整 的 3D打印模型。通过计算机 CAD软件将一个立体实物切分成一层一 层的平面， 3D打印机每打印出一层面就在高度上移动一段距离，这 些平面叠加起来就形成了一个立体的实物了。 这个过程产品的材料是 不断增加的，称为“增材制造”。
二 3D 打印创新实验室建设规划 .......................................................................................... - 15 1、 3D 打印创新实验室功能 ............................................................................................ - 15 2、 3D 打印创新实验室建设规划 .................................................................................... - 16 3、 3D 打印创新实验室软件 ............................................................................................ - 19 -
喷头的上方有电阻丝式加热器，在加热器的作用下丝材被加热到 熔融状态， 然后通过挤出机把材料挤压到工作台上， 材料冷却后便形 形成了工件的截面轮廓。
采用 FDM工艺制作具有悬空结构的工件原型时需要有支撑结构的 支持，为了节省材料成本和提高成型的效率， 新型的 FDM设备会采用 了双喷头的设计， 一个喷头负责挤出成型材料， 另外一个喷头负责挤 出支撑材料。
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三门职业中专 3D打印创新实验室建设方案
技术则可以将时间缩短为数个小时， 当然其是由打印机的性能以及模 型的尺寸和复杂程度而定的。 3）模型打印
三维打印机的分辨率对大多数应用来说已经足够（在弯曲的表面 可能会比较粗糙，像图像上的锯齿一样），要获得更高分辨率的物品 可以通过如下方法： 先用当前的三维打印机打出稍大一点的物体， 再 稍微经过表面打磨即可得到表面光滑的“高分辨率”物品。 4）后续处理
熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积，它将丝状的热熔性材料进行 加热融化，通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。喷头可以沿 X 轴的方向进行移动， 工作台则沿 Y 轴和 Z 轴方向移动 （当然不同的设 备其机械结构的设计也许不一样） ，熔融的丝材被挤出后随即会和前 一层材料粘合在一起。 一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一 个厚度，然后重复以上的步骤直到工件完全成型。
有些技术可以同时使用多种材料进行打印。有些技术在打印的过 程中还会用到支撑物， 比如在打印出一些有倒挂状的物体时就需要用 到一些易于除去的东西（如可溶的东西）作为支撑物。
3、常见 3D 打印技术
1) FDM：熔融沉积成型工艺
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三门职业中专 3D打印创新实验室建设方案
熔融沉积成型工艺（ Fused Deposition Modeling ，FDM）由 Scott Crump于 1988 年发明，随后 Scott Crump 创立了 Stratasys 公司。 1992 年， Stratasys 公司推出了世界上第一台基于 FDM技术的 3D打 印机——“ 3D造型者（ 3D Modeler ）”，这也标志着 FDM技术步入 商用阶段。 FDM工艺无需激光系统的支持，所用的成型材料也相对低 廉，总体性价比高，这也是众多开源桌面 3D打印机主要采用的技术 方案。
三门职业中专 3D打印创新实验室建设方案
目录
一 3D 打印技术 .........................................................................................................................- 1 1、 3D 打印技术原理 ...........................................................................................................- 1 2、 3D 打印流程 ...................................................................................................................- 2 1）三维设计 .................................................................................................................- 2 2）切片处理 .................................................................................................................- 2 3）模型打印 .................................................................................................................- 3 4）后续处理 .................................................................................................................- 3 3、常见 3D 打印技术 ..........................................................................................................- 3 1) FDM：熔融沉积成型工艺 .......................................................................................- 3 2) SLS ：选择性激光烧结工艺 ...................................................................................- 5 3) LOM：分层实体成型工艺 .......................................................................................- 7 4) SLA ：立体光固化成型工艺 ...................................................................................- 8 5) 3DP ：三维印刷工艺 ............................................................................................ - 11 6) PolyJet ：聚合物喷射技术 ................................................................................ - 12 4、 3D 打印材料 ................................................................................................................ - 13 5、 3D 打印机类型 ............................................................................................................ - 14 -