項目一了解增材制造技術與3D打印

增材制造（AdditiveManufacturing，AM）是指融合了計算機輔助設計、材料加工與成形技術、以數字模型文件為基礎，通過軟件與數控系統將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫用生物材料，按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實體物品的制造技術。【項目目標】（1）能準確描述增材制造技術。（2）能準確描述增材制造的過程。【知識目標】（1）掌握增材制造技術特點。（2）熟悉增材制造的流程。（3）了解增材制造技術的發展歷史。【能力目標】（1）能弄清增材制造方法與傳統制造方法的區別與聯系。（2）能說出增材制造技術的作用。（3）通過學習學會收集、分析、整理參考資料的技能。提綱1.1增材制造技術概述1.23D打印的產生與發展1.33D打印的原理1.43D打印的材料1.1增材制造技術概述什么是增材制造？通過數字化增加材料的方式進行制造傳統的機械加工方法稱為“減材制造”鍛造或鑄造方法則是“等材制造”三維——二維——三維的轉換CAD模型堆積成形產品1.1增材制造技術概述一、課堂引入制造技術第一類技術為等材制造第二類技術為減材制造第三類技術為增材制造1.1增材制造技術概述一、課堂引入狹義、廣義“狹義”的增材制造是指不同的能量源與CAD/CAM技術結合、分層累加材料的技術體系“廣義”增材制造則以材料累加為基本特征，以直接制造零件為目標的大范疇技術群1.1增材制造技術概述二、相關知識1.增材制造技術的含義以設計數據為基礎，將材料(包括液體、粉材、線材或塊材等)自法化地累加起來成為實體結構的制造方法，都可視為增材制造技術。1.1增材制造技術概述二、相關知識1.1增材制造技術概述二、相關知識2.增材制造與傳統制造方法的區別

1.1增材制造技術概述二、相關知識3.增材制造與傳統制造方法的關系

相輔相成相互補充密不可分

增材制造技術主要是制造樣品，也就是將設計者的設計思想、設計模型迅速轉化為實實在在的、看得見、摸得著的三維實體樣件。3D打印生產的是單個樣件或是小批量樣件。而真正的大批量生產，包括中批量生產還是要采用傳統制造方法來實現。1.1增材制造技術概述三、3D打印技術的意義1.3D打印技術的特點

1.1增材制造技術概述三、3D打印技術的意義2.3D打印技術的意義

3D打印將引起制造業發展模式的變革3D打印將引起全球制造業竟爭格局的改變3D打印將成為傳統制造技術的補充1.1增材制造技術概述四、拓展閱讀填補國內增材制造技術國家標準的空白

根據2018年第6號中國國家標準公告，由國家增材制造產品質量監督檢驗中心（江蘇）牽頭制定的《增材制造主要特性和測試方法零件和粉末原材料》現已正式發布。

該標準于2015年正式立項，項目編號為20151395-T-604。由中國機械工業聯合會提出，由全國增材制造標準化技術委員會（SAC/TC562）歸口。該標準為目前國內唯一一份增材制造類零件與粉末原材料主要特性及測試方法國家標準，給出了相應的推薦測試目錄、測試方法及測試報告，適用于指導原材料供應商、設備制造商、設備使用者、零件供應商、客戶等對通過增材制造工藝制備的零件及原材料的主要特性及測試方法進行協商。1.1增材制造技術概述五、課堂討論請同學們根據自己對3D打印的理解，分組討論以下問題：●可以從哪些方面入手，了解增材制造技術。同學們之間相互提出3D打印技術相關的話題。●在學習增材造技術的過程中，準備采用什么樣的學習方法？●試著用思維導圖的方式對增材制造技術的相關知識進行描繪。1.1增材制造技術概述六、思考與練習1.增材制造方法與傳統制造方法有什么區別?2.增材制造方法與傳統制造方法有什么聯系?3.簡述增材制造成形過程可以分為哪幾個步驟?4.增材制造技術有什么作用?項目一了解增材制造技術與3D打印

增材制造（AdditiveManufacturing，AM）是指融合了計算機輔助設計、材料加工與成形技術、以數字模型文件為基礎，通過軟件與數控系統將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫用生物材料，按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實體物品的制造技術。【項目目標】（1）能準確描述增材制造技術。（2）能準確描述增材制造的過程。【知識目標】（1）掌握增材制造技術特點。（2）熟悉增材制造的流程。（3）了解增材制造技術的發展歷史。【能力目標】（1）能弄清增材制造方法與傳統制造方法的區別與聯系。（2）能說出增材制造技術的作用。（3）通過學習學會收集、分析、整理參考資料的技能。提綱1.1增材制造技術概述1.23D打印的產生與發展1.33D打印的原理1.43D打印的材料1.23D打印的產生與發展3D打印的產生早在40年前，人們就在使用3DCAD(3D計算機輔助技術，20世紀70年代誕生)時就希望將設計方便地“轉化”為實物，因此也就有了發明金屬3D打印機的必要。

Matsubara在紙板層疊技術的基礎上首先提出可以嘗試使用光固化材料，光敏聚合樹脂涂在耐火的顆粒上面，然后這些顆粒被填充到疊層，加熱后會生成與疊層對應的板層，光線有選擇地投射到這個板層上將指定部分硬化，沒有掃描的部分將會使用化學溶劑溶解掉，這樣板層將會不斷堆積直到最后形成一個立體模型，這樣的方法適用于制作傳統工藝難以加工的曲面。1.23D打印的產生與發展一、課堂引入1.3D打印思想3D打印思想起源于19世紀末的美國，并在20世紀80年代得以發展和推廣。3D打印是科技融合體模型中最新的高“維度”的體現之一，中國物聯網校企聯盟把它稱作“上上個世紀的思想，20世紀的技術，這個世紀的市場”。1.23D打印的產生與發展一、任務引入2.3D打印技術3D打印技術可以追溯到20世紀80年代。1981年，名古屋工業研究所發明了光硬化聚合物的方法制造三維塑料模型，即光固化3D打印技術的前身。1986年，ChuckHull發明立體光刻技術（stereolithography），3D打印正式走向商業用。1.23D打印的產生與發展二、相關知識1.3D打印技術的產生背景及發展過程（1）誕生階段20世紀70年代——80年代，3D打印的概念真正開始確立，技術逐漸得到了實現，其學名正式命名為“快速成形”。1986年，查爾斯W·赫爾開發了第一臺商業3D打印機。1.23D打印的產生與發展二、相關知識1.3D打印技術的產生背景及發展過程（2）發展應用階段1993年，麻省理工學院獲得授權，開始開發基于3DP技術的3D打印機1990年，美國Stratasys公司率先推出了基于熔融沉積造型(

Fused

Deposition

Modeling，FDM)技術的快速成形機，并很快發布了基于FDM技術的Dimension系列3D打印機。1.23D打印的產生與發展二、相關知識2.3D打印技術快速發展原因（1）全國對3D打印技術的認可，注重研發。（2）逐漸豐富打印材料種類，推動3D打印機應用范圍擴大。（3）各行業為了加快產品開發、改進產品性能、提高用戶需求響應速度，積極探索3D打印技術在工業生產中的應用。（4）實施3D打印技術普及教育。1.23D打印的產生與發展二、相關知識2.3D打印技術快速發展原因目前，3D打印技術在國內已取得了良好的發展成果,國內也出現了一些3D打印技術的創意商店，正處于發展階段。1.23D打印的產生與發展二、相關知識3.3D打印技術發展的阻礙因素20世紀80年代，3D打印設備價格極其昂貴且所能打印的產品數量也少得可憐。和所有新技術一樣，3D打印技術也有著自己的缺點，它們會成為3D打印技術發展路上的絆腳石，從而影響它成長的速度。3D打印也許真的可能給世界帶來一些改變，但如果想成為市場的主流，就要克服種種擔憂和可能產生的負面影響。1.23D打印的產生與發展二、相關知識3.3D打印技術發展的阻礙因素(1)技術限制3D打印確實是一種讓人驚喜的技術，但是目前看來并不完善，集中表現在成形零件的精度不高。另一方面是，3D打印零件的強度不夠高，這也是這一技術本身存在的巨大缺陷。1.23D打印的產生與發展二、相關知識3.3D打印技術發展的阻礙因素(2)材料限制除了技術問題外，材料問題是3D打印遇到的瓶頸，目前支持3D打印的材料有尼龍、光敏樹脂、塑料等數十種材料，數量十分有限，要打印滿足各種各樣需要的物品，需要更多的材料支持。1.23D打印的產生與發展二、相關知識3.3D打印技術發展的阻礙因素(3)機器限制3D打印技術在構建物體的幾何形狀方面有特別的優勢，幾乎任何靜態的形狀都可以被打印出來，在構建零件的性能上已經獲得了一定的成績。但是打印那些需要高速運動的物體和受力比較大的零部件就受到很大的限制。1.23D打印的產生與發展二、相關知識3.3D打印技術發展的阻礙因素(4)效率問題目前3D打印機的打印速度很慢，即便是-個很小的東西，打印出來也需要較長的時間，要想利用3D打印大量地生產產品，還需要提高打印速度。1.23D打印的產生與發展二、相關知識3.3D打印技術發展的阻礙因素(5)知識產權問題3D打印技術也會涉及知識產權問題，因為現實生活中的很多流行的東西都會得到廣泛的傳播。人們可以利用3D打印方便、隨意地復制任何東西。如何制定3D打印的法律法規來保護知識產權，也是我們面臨的問題之一，否則就會出現復制品泛濫的現象。1.23D打印的產生與發展二、相關知識3.3D打印技術發展的阻礙因素(6)道德的挑戰制造者打印出該手槍的部分組件，并結合真槍其他部分零件,組合制作成這把槍，還在一個農場進行了試槍，可以發射真實的子彈。這種做法已經觸碰到了道德底線。1.23D打印的產生與發展二、相關知識3.3D打印技術發展的阻礙因素(7)費用高昂3D打印技術需要的費用是很高的，工業級3D打印機的價格從幾十萬到幾百萬元人民幣不等。相比起來,桌面級3D打印機價格較為便宜，也要幾千元,其成形效率低，材料成本也很高，如每千克金屬鈦粉要好幾千元人民幣。1.23D打印的產生與發展三、增材制造技術發展歷史1.國外3D打印技術的發展（1）1892年到1988年屬于初期階段。1892年，J.E.Blanther在他的美國專利中曾建議用分層制造法構成地形圖。1902

年，Carlo

Baese在他的美國專利中提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。1940年，Perera

提出了在硬紙板上切割輪廓線，然后將這些紙板粘結成三維地形圖的方法。1.23D打印的產生與發展三、增材制造技術發展歷史1.國外3D打印技術的發展20世紀50年代之后,出現了幾百個有關增材制造技術的專利。1984年，邁克爾·費金(MichaelFeygin)研制成功分層實體制造(LaminatedObjectMtanufacturing，LOM)。1.23D打印的產生與發展三、增材制造技術發展歷史1.國外3D打印技術的發展（2）1988年到1990年屬于快速原型技術階段。1988年，美國3DSystems公司推出世界上第一臺商用快速成形機——立體光刻SLA-1(StereoLithography

Appearance，SLA)機。1988年，美國Stratasys公司首次提出熔融沉積成形(

Fused

Deposition

Modeling，FDM)。1.23D打印的產生與發展三、增材制造技術發展歷史1.國外3D打印技術的發展1989年美國得克薩斯大學奧斯汀分校提出選擇性激光選區燒結(Selected

Laser

Sintering，SLS)。美國Sandier國立實驗室將選擇性激光燒結工藝和激光熔覆工藝（LaserCladding）相結合提出激光工程化凈成形(Laser

Engineered

Net

Shaping，LENS)。1.23D打印的產生與發展三、增材制造技術發展歷史1.國外3D打印技術的發展（3）1990年到現在為直接增材制造階段。2013年2月美國麻省理工學院成功研發四維打印技術(Four

Dimensional

Printing，4DP)，俗稱4D打印。無須打印機器就能讓材料增材制造的革命性新技術。2013

年2月美國康奈爾大學打印出可造人體器官。1.23D打印的產生與發展三、增材制造技術發展歷史2.國內3D打印技術的發展自20世紀90年代初，3D打印的概念開始在中國興起，在國家科技部等多部門持續支持下，清華大學、北京航空航天大學、華中科技大學、西安交通大學、西北工業大學等高校成為國內3D打印技術的重要科研基地，在典型的成形設備、軟件、材料等方面研究和產業化方面獲得了重大進展。1.23D打印的產生與發展三、增材制造技術發展歷史2.國內3D打印技術的發展進入21世紀后，3D打印技術逐漸被大眾所接受。我國研發出了一批增材制造裝備,在典型成形設備、軟件、材料等方面研究和產業化方面獲得了重大進展，初步實現設備產業化，接近國外產品水平，改變了該類設備早期仰賴進口的局面。1.23D打印的產生與發展三、增材制造技術發展歷史2.國內3D打印技術的發展國產3D打印機在打印精度、打印速度、打印尺寸和軟件支持等方面雖然在不斷提升，但是技術水平還有待進步發展。

近五年國內增材制造市場發展不大，主要還在工業領域應用，沒有在消費品領域形成快速發展的市場。另一方面，研發方面投入不足，在產業化技術發展和應用方面落后于美國和歐洲。1.23D打印的產生與發展四、拓展閱讀從工人到院士！“中國3D打印之父”盧秉恒的“破壁”人生

他是中國工程院院士，西安交通大學教授，也是一位在工廠一線工作過十余載的熟練工。他是盧秉恒，我國增材制造技術的奠基人，中國3D打印之父。

視頻截圖1.23D打印的產生與發展五、課堂討論請同學們根據自己對3D打印的產生與發展的了解，分組討論以下問題：●在什么樣的情況下，人們產生了3D打印的想法？●3D打印技術發展過程中，大家認為可從哪些方面進行突破？●如何能做到盡快普及3D打印？1.23D打印的產生與發展六、思考與練習1.3D打印的發展有哪幾個階段?2.3D打印技術快速發展的原因有哪些?3.3D打印技術發展的滯礙因素有哪些?4.簡述國內外3D打印發展歷史。項目一了解增材制造技術與3D打印

增材制造（AdditiveManufacturing，AM）是指融合了計算機輔助設計、材料加工與成形技術、以數字模型文件為基礎，通過軟件與數控系統將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫用生物材料，按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實體物品的制造技術。【項目目標】（1）能準確描述增材制造技術。（2）能準確描述增材制造的過程。【知識目標】（1）掌握增材制造技術特點。（2）熟悉增材制造的流程。（3）了解增材制造技術的發展歷史。【能力目標】（1）能弄清增材制造方法與傳統制造方法的區別與聯系。（2）能說出增材制造技術的作用。（3）通過學習學會收集、分析、整理參考資料的技能。提綱1.1增材制造技術概述1.23D打印的產生與發展1.33D打印的原理1.43D打印的材料1.33D打印的原理3D打印的原理是什么？3D打印是快速成型技術的一種，又稱增材制造，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。光敏樹脂液相固化成形（SLA)熔絲堆積成形(FDM)1.33D打印的原理一、課堂引入通俗地說，3D打印機是可以“打印”出真實的3D物體的一種設備，比如打印一個機器人、打印玩具車，打印各種模型，甚至是食物等等。之所以通俗地稱其為“打印機”是參照了普通打印機的技術原理，因為分層加工的過程與噴墨打印十分相似。快速成形系統就像一臺“立體打印機”，因此得名“3D打印機”。1.33D打印的原理二、相關知識1.3D實物的成形方法我國偉大的哲學家、思想家老子的“合抱之木，生于毫末；九層之臺，起于壘土；千里之行，始于足下”用來描述3D打印的原理和過程就很合適：即從細微特征開始，通過不斷累積的方式制造出三維物體。1.33D打印的原理二、相關知識1.3D實物的成形方法3D實物的獲取方法可分為以下4種：受迫成形、去除成形、離散/堆積成形、生長成形。（1）受迫成形受迫成形是成形材料受壓力的作用而成形的方法。（2）去除成形去除成形是人類從開始制作工具到現代化生產一直沿用的主要成形方法。1.33D打印的原理二、相關知識1.3D實物的成形方法（3）離散/堆積成形與傳統制造方法不同，離散/堆積成形是從零件的CAD實體模型出發，通過軟件分層離散和數控成形系統，用層層加工的方法將成形材料堆積而形成實體零件。（4）生長成形生長成形(或仿生成形)是指模仿自然界中生物生長方式而成形的方法。1.33D打印的原理二、相關知識2.3D打印技術原理3D打印技術是基于“離散/堆積成形”的成形思想，用層層加工的方法將成形材料“堆積”而形成實體零件，也稱為“快速成形技術”或“疊加制造技術”。1.33D打印的原理二、相關知識2.3D打印技術原理3D打印成形技術可以分成若干種不同的工藝，每一種成形工藝的成形方法和材料都有區別，但是共同點都是一層一層打印切片的模型。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術原理3D打印成形技術可以分成若干種不同的工藝，每一種成形工藝的成形方法和材料都有區別，但是共同點都是一層一層打印切片的模型。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術原理基本過程按順序描述如下：（1）CAD設計制作數據模型是整個增材制造過程的第一步。獲得數據模型的方法有兩種：①

通過CAD進行計算機輔助設計；②通過三維掃描進行逆向設計來獲得三維模型。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術原理（2）格式轉換和文件處理增材制造的一個關鍵步驟是將CAD模型轉化為STL格式文件。STL文件采用三角形（多邊形）來呈現物體表面結構，使CAD模型轉化為STL文件，用于約束物理尺寸、水密性（曲面閉合）以及多邊形數量。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術原理（3）打印增材制造的一個關鍵步驟是將CAD模型轉化為STL格式文件。STL文件采用三角形（多邊形）來呈現物體表面結構，使CAD模型轉化為STL文件，用于約束物理尺寸、水密性（曲面閉合）以及多邊形數量。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術原理（4）打印件取出對于一些增材制造技術，取出打印件就像將打印件與構建平臺分離開一樣簡單；而對于一些工業機來說，當打印件沉浸在打印材料中或者與構建平臺長在一起時，打印件的取出需要較高的技術性。1.33D打印的原理三、3D打印過程2.3D打印技術原理（5）后處理過程后處理過程根據打印工藝而有所不同，工藝在處理前需要紫外后固化，金屬零件需要在退火爐中進行去應力退火，零件可以直接移除。1.33D打印的原理四、拓展閱讀桌面級3D打印機工作原理

桌面級3D打印機在市面上的種類也是各種各樣，但其基本的工作原理是不變的。3D打印機相對于其它的技術而言，具有速度快，價格便宜，實用性高等優點。了解了3D打印機的優點，我們也要知道它的工作原理。3D打印機就是可以打出真實立體物體的一種設備，采用分層加工、疊加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實體，與傳統減材技術完全不同。稱之為打印機，是因其加工過程與噴墨打印機相似。1.33D打印的原理五、課堂討論請同學們根據自己對3D打印原理的理解，分組討論以下問題：●三維實體和二維平面有什么關系?●“離散/堆積成形”的成形思想是指什么?●討論下身邊有哪些物品可以采用3D打印技術進行生產?1.33D打印的原理六、思考與練習1.

3D實物的成形方法有哪幾類?2.

解釋下3D打印技術的原理是什么?3.

3D打印的過程有哪些步驟?4.

3D打印技術有哪些類型?項目一了解增材制造技術與3D打印

增材制造（AdditiveManufacturing，AM）是指融合了計算機輔助設計、材料加工與成形技術、以數字模型文件為基礎，通過軟件與數控系統將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫用生物材料，按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實體物品的制造技術。【項目目標】（1）能準確描述增材制造技術。（2）能準確描述增材制造的過程。【知識目標】（1）掌握增材制造技術特點。（2）熟悉增材制造的流程。（3）了解增材制造技術的發展歷史。【能力目標】（1）能弄清增材制造方法與傳統制造方法的區別與聯系。（2）能說出增材制造技術的作用。（3）通過學習學會收集、分析、整理參考資料的技能。提綱1.1增材制造技術概述1.23D打印的產生與發展1.33D打印的原理1.43D打印的材料1.43D打印的材料常見打印原材料有那些？

光敏樹脂復合材料、FDM容積材料、金屬粉末、石膏粉末、塑膠粉末等金屬打印粉末FDM容積材料光敏樹脂復合材料1.43D

打印的材料一、課堂引入3D打印材料是3D打印技術發展的重要物質基礎。在某種程度上，材料的發展決定了3D打印能否得到更廣泛的應用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠材料、金屬材料、陶瓷材料等。另外，彩色石膏材料、人工骨粉、細胞生物材料、砂糖等食品也用于3D打印領域。1.43D

打印的材料二、相關知識1.3D打印材料的分類（1）按成形和工藝實現方法分類第一類：絲材堆積成形(FDM)。第二類：粉末、絲狀材料高能束燒結或融化成形(SLS、SLM和EBM)等。第三類：光敏樹脂液相固化成形(SLA)。第四類：三維打印成形(3DP)。第五類：薄片分層疊加成形(LOM)。1.43D

打印的材料二、相關知識1.3D打印材料的分類（2）按材料形態分類液態材料：SLA，光敏樹脂(聚氨酯丙烯酸酯、環氧丙烯酸酯、不飽和聚酯樹脂、光敏稀釋劑等)。固態粉末：SLS，非金屬粉(蠟粉、塑料粉、覆膜陶瓷粉等)，金屬粉(不銹鋼粉、鈦金屬粉等)。固態片材：LOM，紙、塑料、金屬鉑+黏結劑。固態絲材：FDM，蠟絲、ABS絲、PLA絲等。1.43D

打印的材料二、相關知識1.3D打印材料的分類（3）按材料的物理狀態分類可分為液體材料、薄片材料、粉末材料、絲狀材料等。1.43D

打印的材料二、相關知識1.3D打印材料的分類（4）按照材料的化學性能分類可分為高分子材料、金屬材料、光敏樹脂材料、無機非金屬材料、生物材料等。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹①

ABS塑料ABS塑料的原材料呈顆粒狀，它是一種常用的3D打印材料。它有多種顏色可以選擇，是消費級3D打印機用戶最喜愛的打印材料之一。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹②

PLA塑料PLA塑料是另外一種常用的3D打印材料，尤其對于消費級3D打印機來說，PLA塑料具有環保、可降解的優點。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹③

亞克力材料亞克力(有機玻璃)材料的表面光潔度好，可以打印出透明和半透明的產品。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹④

尼龍尼龍也就是聚酰胺纖維，它最大的特點是耐磨性極高，在混紡織物中加入少量的尼龍可大大提高其耐磨性。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹⑤

樹脂樹脂也被稱為UV樹脂，是激光光固化成形的重要原料。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹⑥

玻璃玻璃是一種用途廣泛的材料，但它不易加工，尤其不易用于3D打印，因為這種材料的熔點非常高。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹⑦

陶瓷陶瓷既具有陶器的透氣性和吸水性，又具有瓷器的堅硬性。將陶瓷粉末采用SLS技術進行燒結打印的陶瓷產品具有高耐熱、可回收、安全、無毒的特點。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹⑧

金屬——金、銀和鈦金屬

金屬打印是一項能夠直接立體制造高性能金屬功能件的高端增材制造技術。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（1）常見3D打印材料介紹⑨

金屬—不銹鋼不銹鋼是最廉價的金屬打印材料，它質地堅硬，并且有很強的牢固度。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（2）特殊3D打印材料介紹①

人造骨粉利用3D打印技術，將人造骨粉轉變成精密的骨骼組織。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（2）特殊3D打印材料介紹②

巧克力等食品級原料巧克力、可粉、砂糖甚至肉制品都可以作為3D打印材質來“打印”美味食品。1.43D

打印的材料二、相關知識2.3D打印材料介紹（2）特殊3D打印材料介紹③

生物細胞通過3D打印技術將細胞作為材料層打印在生物支架(基質)材料上，通過準確定位，形成具備生物特性的組織。1.43D

打印的材料三、3D打印材料的要求和面臨的問題1.3D打印材料要求（1）3D打印工藝對其成形材料的要求一般有以下幾點：①

有利于快速、精確地加工原型零件。②

快速成形制件。③

盡量滿足產品對強度、剛度、耐潮濕性、熱穩定性能等的要求。④

應該有利于后續處理工藝。1.43D

打印的材料三、3D打印材料的要求和面臨的問題1.3D打印材料要求（2）3D打印有四個應用目標：概念型、測試型、模具型及功能零件，要求如下：①

概念型對材料成形精度和物理化學特性要求不高，主要要求成形速度快。②

測試型對于成形后的強度、剛度、耐溫性、抗蝕性能等有一定要求。③

模具型要求材料適應具體模具制造要求。④

功能零件則要求材料具有較好的力學和化學性能。1.43D

打印的材料三、3D打印材料的要求和面臨的問題2.3D打印材料面臨的問題目前在工業級打印材料方面存在的問題主要是：①

可使用的材料的成熟度跟不上3D市場的發展。②

打印流暢性不足。③

材料強度不夠。④

材料對人體的安全性和對環境友好性的矛盾。⑤

材料標準化及系列化規范的制定。1.43D

打印的材料四、拓展閱讀常見的3D打印材料有那些呢？3D打印材料是3D打印技術發展的重要物質基礎，在某種程度上，材料的發展決定著3D打印能否有更廣泛的應用。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料等，除此之外，彩色石膏材料、人造骨粉、細胞生物原料以及砂糖等食品材料也在3D打印領域得到了應用。3D打印所用的這些原材料都是專門針對3D打印設備和工藝而研發的，與普通的塑料、石膏、樹脂等有所區別，其形態一般有粉末狀、絲狀、層片狀、液體狀等。1.43D

打印的材料五、課堂討論請同學們根據自己對3D打印原材料的理解，分組討論以下問題：●你覺得哪些材料可用于3D打印?●

你認為3D打印材料應具有哪些性能?●

你最想用哪一種3D打印材料來生產什么樣的產品?1.43D

打印的材料六、思考與練習1.

3D打印材料如何分類?2.

常見3D打印材料和特殊3D打印材料分別有哪些?3.

對3D打印材料有哪些要求?4.

3D打印材料面臨有哪些問題?項目二3D打印技術實務

3D打印的建模步驟是指通過計算機輔助設計（CAD）或計算機動畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分割”成逐層的截面，從而指導打印機逐層打印。打印是指3D打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。【項目目標】（1）學習三維模型構造方法。（2）掌握3D打印技術的基本要求和成形過程。【知識目標】（1）了解常用的3D建模軟件。（2）熟悉STL格式文件。（3）熟悉三維模型的切片處理。【能力目標】（1）能弄清三維模型構造的原理。（2）能說出3D打印技術流程。（3）培養學習3D打印的興趣、會分析3D打印技術的步驟。提綱2.1三維模型構造2.2三維模型的STL格式化2.3三維模型的切片處理2.4打印3D模型2.1三維模型構造什么是三維模型？

三維模型經常用三維建模工具這種專門的軟件生成，但是也可以用其它方法生成。作為點和其它信息集合的數據，三維模型可以手工生成，也可以按照一定的算法生成。2.1三維模型構造一、課堂引入1.3D打印與三維建模的關系3D打印作為一門嶄新的應用技術得到飛速發展，滲透到工業制造、生物醫療、航空航天、建筑工程、文化創意、數碼娛樂等各個行業。3D打印分三維建模和3D打印兩個過程，要完成3D打印，三維建模是基礎，沒有數字化模型，就無法進行3D打印。2.1三維模型構造二、相關知識1.幾何建模基本概念

幾何建模就是形體的描述和表達，是建立在幾何信息和拓撲信息基礎的建模。其主要處理零件的幾何信息和拓撲信息。2.1三維模型構造二、相關知識1.幾何建模基本概念

（1)幾何模型幾何模型是把三維實體的幾何形狀及其屬性用合適的數據結構進行描述和存儲，供計算機進行信息轉換與處理的數據模型,包含了三維形體的幾何信息、拓撲信息以及其他屬性的數據。幾何建模技術的發展過程經歷了線框模型→曲面模型→實體模型的過程。2.1三維模型構造二、相關知識1.幾何建模基本概念

（2）幾何建模幾何建模是指用計算機及其圖形系統來表示和構造形體的幾何形狀，建立計算機內部模型的技術方法，形體的表達建立在幾何信息和拓撲信息的處理基礎上。2.1三維模型構造二、相關知識1.幾何建模基本概念

（3）幾何信息幾何信息是指形體的形狀、位置和大小的信息。如：直線描述方程，矩形體的長寬高等。2.1三維模型構造二、相關知識1.幾何建模基本概念

（4）拓撲信息反映形體各組成元素數量及其相互間關系。如：相交、相鄰、相切、垂直、平行等。注意兩形體幾何信息相同，若拓撲信息不同，則兩形體可能完全不同。2.1三維模型構造二、相關知識1.幾何建模基本概念

（5）非幾何信息非幾何信息是指除產品幾何信息和拓撲信息之外的信息，不僅包括零件的質量、材料，性能參數等物理屬性，還包括公差、加工粗糙度和技術要求等工藝屬性。2.1三維模型構造二、相關知識2.形體的表示

如圖所示，形體在計算機內采用六層拓撲結構進行定義，形體基本元素包括點、邊、面。2.1三維模型構造二、相關知識3.三維建模的應用

（1）工業領域主要用于工業級別的產品建模，比如汽車、手機、計算機等。

2.1三維模型構造二、相關知識3.三維建模的應用

（2）建筑領域、景觀場景主要用于建筑類的建模，通過一張建筑的概念圖，上色、建模、將這棟建筑表現出來。設計師通過靈感繪出概念圖，建模師將他的靈感實現，變成立體模型表現出來。2.1三維模型構造二、相關知識3.三維建模的應用

（3）室內設計更多的用于室內裝修設計，與裝修公司合作較多。

（4）動畫影視通過設計稿，建模，最終完成。

（5）游戲美術多用于游戲類建模，包括：角色建模、環境建模、手繪貼圖、次世代貼圖。2.1三維模型構造二、相關知識4.三維建模類型

（1）正向設計根據設計者的數據、草圖、照片、工程圖紙（二維）等信息在計算機上利用CAD軟件構建三維模型。常用軟件：UG、Pro/E、、3DSMAX、Solidworks等。2.1三維模型構造二、相關知識4.三維建模類型

（2）逆向設計

對已有產品（樣品或模型）進行三維掃描或自動測量，再由計算機生成三維模型。常見的三維掃描儀品牌有：Steinbichler、Gom、Breuckmann、Artec3d（德國），中國有shining3d。常用軟件：UG、CopyCAD、PolyWorks等。2.1三維模型構造三、特征建模與三維建模軟件1.特征建模

特征建模是在實體建模基礎之上，通過特征及其集合來定義、描述零件模型的過程。不僅包含與生產有關的非幾何信息，而且描述這些信息之間關系。2.1三維模型構造三、特征建模與三維建模軟件1.特征建模（1）特征的分類

（1）形狀特征

形狀特征指具有一定工程語義的幾何形體，可按照STEP標準或幾何形狀進行分類。2.1三維模型構造三、特征建模與三維建模軟件1．特征建模

（1）特征的分類

（2）精度特征

包括尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等。

（3）材料特征

如材料型號、性能、硬度、表面處理、檢驗方式等。2.1三維模型構造三、特征建模與三維建模軟件1．特征建模

（1）特征的分類

（4）技術特征

描述零件的有關性能和技術要求。

（5）裝配特征

描述裝配過程中配合關系、裝配順序、裝配方法等。

（6）管理特征

描述管理信息，如零件名、批量、設計者、日期等。2.1三維模型構造三、特征建模與三維建模軟件（2）特征間的關系

（1）相鄰關系：反映了特征在空間位置之間的相互關系。

（2）從屬關系：特征往往有主特征與輔助特征，它們之間存在著某種從屬關系，如附著于回轉體軸段主特征的鍵槽、退刀槽、倒角等。

（3）分布關系：表示某類特征在空間按照某種方式所排列的關系。2.1三維模型構造三、特征建模與三維建模軟件（3）特征建模方法

（1）特征識別

將設計的實體幾何模型與系統內部預先定義特征庫中的特征進行自動比較，確定特征的具體類型及其他信息，形成實體的特征建模。2.1三維模型構造三、特征建模與三維建模軟件（3）特征建模方法

（2）基于特征的設計

利用系統內已預定義的特征庫對產品進行特征造型或特征建模。2.1三維模型構造三、特征建模與三維建模軟件（3）特征建模方法

（3）特征映射

特征具有多視域性，視域不同造型特征也可能不同。如圖所示，從力學考慮可認為是筋，從機械加工考慮則認為是槽，因而須將設計特征映射為后續所需要特征。2.1三維模型構造三、特征建模與三維建模軟件

(3)特征建模方法

（4）交互特征確定

利用現有的實體建模系統建立產品的幾何模型，由用戶進入特征定義系統，通過圖形交互拾取，在已有實體模型上定義特征幾何所需要的幾何要素，并將特征參數或精度、技術要求、材料熱處理等信息，作為屬性添加到特征模型中。2.1三維模型構造三、特征建模與三維建模軟件2.常用的三維建模軟件

三維建模軟件眾多，包括普通建模軟件（AutoCAD）、基礎建模軟件（Tinkercad、Autodesk123D、3Done）和各種專業建模軟件。2.1三維模型構造四、拓展閱讀三維建模技術

一般來說，“3D建模”就是通過3D制作軟件，通過虛擬的3D空間，用3D數據建立一個模型。三維建模大致可以分為NURBS和多邊形網格。NURBS對要求精細、靈活、復雜的模型有很好的應用，適合定量生產。多邊形建模基于拉面法，適用于渲染和復雜場景動畫。總的來說，各有各的優勢。2.1三維模型構造五、課堂討論

請同學們根據自己對3D打印的理解，分組討論以下問題：●什么是幾何模型？什么是幾何建模?●實體模型有哪些表示方法？●特征建模有哪些方法？各有什么特點？2.1三維模型構造六、思考與練習1.三維建模有什么應用?2.在機械行業，常用的三維建模軟件有哪些？3.什么是逆向建模？逆向建模有什么應用？項目二3D打印技術實務

3D打印的建模步驟是指通過計算機輔助設計（CAD）或計算機動畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分割”成逐層的截面，從而指導打印機逐層打印。打印是指3D打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。【項目目標】（1）學習三維模型構造方法。（2）掌握3D打印技術的基本要求和成形過程。【知識目標】（1）了解常用的3D建模軟件。（2）熟悉STL格式文件。（3）熟悉三維模型的切片處理。【能力目標】（1）能弄清三維模型構造的原理。（2）能說出3D打印技術流程。（3）培養學習3D打印的興趣、會分析3D打印技術的步驟。提綱2.1三維模型構造2.2三維模型的STL格式化2.3三維模型的切片處理2.4打印3D模型2.2三維模型的STL格式什么是是STL格式？STL文件格式（stereolithography，光固化立體造型術的縮寫）是由3DSYSTEMS公司于1988年制定的一個接口協議，是一種為快速原型制造技術服務的三維圖形文件格式。STL文件由多個三角形面片的定義組成，每個三角形面片的定義包括三角形各個定點的三維坐標及三角形面片的法矢量。2.2三維模型的STL格式一、課堂引入1.STL格式文件

STL文件是3D打印的通用格式文件，輸入3D打印機能夠直接快速成形實體模型，工業設計比較常用。一般三維軟件都可以將自己生成的模型另存為STL文件。2.2三維模型的STL格式一、課堂引入2.3D打印為什么要用STLSTL文件格式是3D打印最常用的文件格式。當與3D切片器結合使用時，它允許計算機與SLA3D打印機硬件通信。STL文件格式起初很少，已被許多其他CAD軟件包采用和支持，如今已被廣泛用于快速原型制作，3D打印和計算機輔助制造。2.2三維模型的STL格式二、相關知識1.STL文件簡介（1）STL文件定義STL文件格式是一種為快速原型制造技術服務的三維圖形文件格式。它將實體表面離散化為大量的三角形面片，依靠這些三角形面片來逼近理想的三維實體模型。

（2）STL格式STL是片層格式文件，一種3D模型文件格式。當模型保存為STL文件之后，模型的所有表面和曲線都會被轉換成網格2.2三維模型的STL格式二、相關知識1.STL文件簡介

（3）STL文件特點

優點：生成簡單，數據文件廣泛，具有簡單的分層算法，模型易于分割。

缺點：近似性，數據的冗余，信息缺乏，精度損失，錯誤和缺陷。2.2三維模型的STL格式二、相關知識2.STL文件的精度STL文件的數據格式是采用小三角形來近似逼近三維實體模型的外表面，小三角形數量的多少直接影響著近似逼近的精度。精度越高，網格的劃分越細密，三角形面片形成的三維實體就越趨近于理想實體的形狀。2.2三維模型的STL格式二、相關知識3.STL文件的基本規則

（1）取向規則用平面小三角形中的頂點排序來確定其所表達的表面是內表面或外表面，順時針的頂點排序表示該表面為內表面，逆時針的頂點排序表示該表面為外表面。

2.2三維模型的STL格式二、相關知識3.STL文件的基本規則

（2）共頂點規則每個平面小三角形必須與每個相鄰的平面小三角形共用兩個頂點，即一個平面小三角形的頂點不能落在相鄰的任何一個平面小三角形的邊上。

2.2三維模型的STL格式二、相關知識3.STL文件的基本規則

（3）取值規則每個小三角形平面的頂點坐標值必須是正數，零和負數是錯的。然而，目前幾乎所有的CAD/CAM軟件都允許在任意的空間位置生成STL文件，唯有AutoCAD軟件還要求必須遵守這個規則。

2.2三維模型的STL格式二、相關知識3.STL文件的基本規則

（4）合法實體規則STL格式不得違反合法實體規則，又稱充滿法則。即在三維模型的所有表面上，必須布滿小三角形平面，不得有任何遺漏（即不能有裂縫或孔洞），不能有厚度為零的區域，外表面不能從其本身穿過等。

2.2三維模型的STL格式二、相關知識4.常見的STL文件錯誤

像其他的CAD/CAM常用的交換數據一樣，STL也經常出現數據錯誤和格式錯誤，其中最常見的錯誤如下：

（1）出現違反共頂點規則的三角形。

（2）出現違反取向規則的三角形。

（3）出現錯誤的裂縫或孔洞。

（4）三角形過多或過少。

（5）微小特征遺漏或出錯。2.2三維模型的STL格式三、增材制造的前處理1.三維模型的創建根據專業需要，選擇熟悉的三維建模軟件（如3DOnePlus、AutoCAD、Inventor）創建三維模型。2.2三維模型的STL格式三、增材制造的前處理2.STL文件的輸出當三維模型創建完成之后，在進行快速原型制作之前，需要進行STL文件的輸出。目前，幾乎所有的商業化CAD/CAM系統都有STL文件的輸出數據接口，而且操作和控制也十分方便。在STL文件輸出過程中，根據模型的復雜程度和所要求的精度指標，可以選擇STL文件的輸出精度。2.2三維模型的STL格式三、增材制造的前處理3.格式轉換與糾錯

基于STL文件出現的錯誤，在快速成形機開始工作之前，應對STL格式文件進行檢查。目前，已有多種用于觀察、糾錯和編輯STL格式文件的專用軟件。2.2三維模型的STL格式三、增材制造的前處理4.分割與處理文件

（1）STL文件的分割處理在實際快速原型制作過程中，如果所要制作的原型尺寸相對于快速成形系統臺面尺寸過大或過小，就必須對STL模型進行剖切處理或者有必要進行拼接處理。2.2三維模型的STL格式三、增材制造的前處理4.分割與處理文件

（2）STL文件處理MagicsRP是一款對STL文件進行編輯修改、縫補的軟件。2.2三維模型的STL格式四、拓展閱讀3D打印三維模型文件STL格式規范

STL格式由Albert咨詢集團（今天的Albert-Battaglin咨詢集團）于1987年為3DSystems開發，用于將3DCAD模型移動到其立體光刻設備(SLA)機器上。STL文件使用鏈接的三角形刻面來描述三維對象的表面幾何形狀。STL格式允許ASCII和（較小的）二進制表示。STL是標準鑲嵌語言的首字母縮寫。2.2三維模型的STL格式五、課堂討論

請同學們根據自己對3D打印的理解，分組討論以下問題：●你覺得什么樣的文件可以用于3D打印?●你認為STL文件有什么樣的特點?●你認為STL文件常見的錯誤有哪些?2.2三維模型的STL格式六、思考與練習1.什么是STL文件?STL文件的精度取決于什么?2.STL文件的基本規則有哪些?3.STL格式轉換常見的有哪些軟件?4.在實際快速原型制作過程中，如果所要制作的原型尺寸過大，應該怎么處理？項目二3D打印技術實務

3D打印的建模步驟是指通過計算機輔助設計（CAD）或計算機動畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分割”成逐層的截面，從而指導打印機逐層打印。打印是指3D打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。【項目目標】（1）學習三維模型構造方法。（2）掌握3D打印技術的基本要求和成形過程。【知識目標】（1）了解常用的3D建模軟件。（2）熟悉STL格式文件。（3）熟悉三維模型的切片處理。【能力目標】（1）能弄清三維模型構造的原理。（2）能說出3D打印技術流程。（3）培養學習3D打印的興趣、會分析3D打印技術的步驟。提綱2.1三維模型構造2.2三維模型的STL格式化2.3三維模型的切片處理2.4打印3D模型2.3三維模型的切片處理什么是模型切片處理？切片是指用軟件把模型文件轉換成3D打印機動作數據，是指將一個實體分成厚度相等的很多層，這是3D打印的基礎，分好的層將是3D打印進行的路徑。

CAD模型

軟件切片2.3三維模型的切片處理一、課堂引入

3d打印切片就是對三維模型數據處理過程的簡稱。3D打印機配套的有一個切片軟件，這個切片軟件就是對要打印的三維模型文件進行打印參數設置的軟件。模型切片2.3三維模型的切片處理二、相關知識1.三維模型文件的近似處理由于工件的三維模型上往往有一些不規則的自由曲面,所以成形前必須對其進行近似處理。目前在3D打印中最常見的近似處理方法是將工件的三維CAD模型轉換成STL模型,即用一系列小三角形平面來逼近工件的自由曲面。2.3三維模型的切片處理二、相關知識2.三維模型文件的切片處理

3D打印是按每一層截面輪廓來制作工件的,因此,成形前必須在三維模型上用切片軟件沿成形的高度方向,每隔一定的間隔(即切片層高)進行切片處理,以便提取截面的輪廓。2.3三維模型的切片處理二、相關知識3.常見的切片軟件

常見的切片軟件有cura、s3d、RepetierHost。2.3三維模型的切片處理三、切片方法1.軟件安裝雙擊Cura_14.07.exe安裝Cura（安裝路徑不要有中文）2.3三維模型的切片處理三、切片方法2.軟件參數

設置界面

advanced設置

expert設置

2.3三維模型的切片處理三、切片方法3.切片

（1）載入模型

單擊如下圖標載入需要切片的模型。2.3三維模型的切片處理三、切片方法3.切片

（2）旋轉、放大操作首選鼠標左鍵單擊載入的模型（這樣才能選中模型）：①旋轉操作②縮放操作。2.3三維模型的切片處理三、切片方法3.切片

（3）保存gcode文件等到切片的進度條完成，則切片完成，單擊file-saveGcode保存gcode文件，如圖所示。2.3三維模型的切片處理四、拓展閱讀3D打印切片軟件

在建立了3D模型以后要就進行切片，切片的工作是講3D模型轉化為3D打印機本身可以執行的代碼，G代碼，M代碼，下面介紹一款常用的3D打印切片軟件。Cura由3D打印機公司Ultimaker及其社區開發和維護。Cura本身源于開源，3D打印切片軟件是免費的，也是行業內普及率非常高的一款切片軟件，早期國內很多3D打印廠商也在用Cura做切片功能。我們能看到Cura甚至為競爭對手的3D打印機添加了配置文件，其開源和開放的態度非常明確，也讓許多用戶因此受益。2.3三維模型的切片處理五、課堂討論請同學們根據自己對3D打印的理解，分組討論以下問題：●什么是3D切片軟件？它能做什么？●常見的3D切片軟件有哪些？優缺點？●3D打印文件常用哪幾種格式？2.3三維模型的切片處理六、思考與練習1.你們學校用哪一種或哪幾種切片軟件？2.你知道每個參數的含義嗎？3.如何通過合理設置參數來提高打印質量？項目二3D打印技術實務

3D打印的建模步驟是指通過計算機輔助設計（CAD）或計算機動畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“分割”成逐層的截面，從而指導打印機逐層打印。打印是指3D打印機通過讀取文件中的橫截面信息，用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。【項目目標】（1）學習三維模型構造方法。（2）掌握3D打印技術的基本要求和成形過程。【知識目標】（1）了解常用的3D建模軟件。（2）熟悉STL格式文件。（3）熟悉三維模型的切片處理。【能力目標】（1）能弄清三維模型構造的原理。（2）能說出3D打印技術流程。（3）培養學習3D打印的興趣、會分析3D打印技術的步驟。提綱2.1三維模型構造2.2三維模型的STL格式化2.3三維模型的切片處理2.4打印3D模型2.4打印3D模型模型打印前準備工作

在正式打印模型前應當做好準備工作，要將打印機調平并將模型切片。模型切片打印機1234順序調平2.4打印3D模型一、課堂引入打印模型

你最想打印一個什么物品，為什么？你覺得3D打印出這個物品需要進行哪些操作步驟？你認為在打印過程中哪個步驟是最關鍵的？2.4打印3D模型二、相關知識1.將模型轉換為STL格式

設計軟件和打印機之間協作的標準文件格式是STL文件格式。平時選擇模型時要選擇STL格式。如果設計的3D模型不是STL格式，那么將其轉換成打印機可以識別的STL格式是3D打印關鍵的一步。

2.4打印3D模型二、相關知識2.將模型進行切片

有了STL的模型之后還需要在電腦上安裝相應的3D打印切片軟件，用它來實現3D模型的參數調整，并將模型切片，轉換成3D打印機可以識別的格式，最后才能將模型發送到打印機打印。打印機識別的格式一般是X3G、gcode格式。2.4打印3D模型二、相關知識3.選擇材質，使打印機正常進絲

目前桌面3D打印機最常用的就是PLA和ABS兩種材質，其次是光敏樹脂液體材料，金屬、陶瓷粉末等材料。當然，不同的機型適用的材料是不一樣的，我們要根據打印物品的需要準備好打印材料，并在打印機上安裝好，使機器能夠正常進絲。。

2.4打印3D模型三、3D打印機的使用1.打印機底板調平

（1）連續按左方向鍵，返回主菜單，顯示屏顯示如下：2.4打印3D模型三、3D打印機的使用1.打印機底板調平

（2）按向下鍵選擇“調試選項”2.4打印3D模型三、3D打印機的使用1.打印機底板調平

（3）選擇“底板調平”選項后，按中間確認后顯示2.4打印3D模型三、3D打印機的使用1.打印機底板調平

（4）按向下鍵選中“調平底板”選項，按中間鍵確認，進入調平模式，再連續按五次中鍵，這時屏幕顯示“請稍等”并且墨頭開始移動，準備再底板上選取第一個調試點。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用1.打印機底板調平

（5）此時上鍵為增溫，下鍵為降溫。預設完畢后，單擊確認按鍵，保存已設置的溫度2.4打印3D模型三、3D打印機的使用1.打印機底板調平

（6）當屏幕上顯示如圖時，則表示墨頭已經找好第一個點，這時我們可以開始對前面的兩個點進行調節。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用1.打印機底板調平

（7）如圖所示，可以看到，墨頭已經壓在了相片紙（A4）紙上，這時我們輕輕拉動相片紙，如果相片紙可以拉動但是感覺刀有輕微的阻力為最佳狀態。如果相片紙被緊緊咬住或者感覺不到絲毫阻力，則需要調節底板與墨頭的間距使之合適。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用1.打印機底板調平

（8）如果墨頭與底板間距過小（相片紙被咬住）或者過大（感覺不到阻力），則需要通過調節底面四個螺絲來調節底板高度，具體操作為：俯視底板，順時針旋動螺絲為上升底板，逆時針旋動螺絲為下降底板，直到調至合適高度為止。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用1.打印機底板調平

（9）按中心鍵進入下一個點的測試，重復上述操作，依次調試前、后、左、右、中心五個點。調試結束后，屏幕的狀態如下圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用1.打印機底板調平

（10）按一下確認鍵完成調試。調試完成后可再重新調試一遍，確保打印板水平。不同型號的打印機調平方法不盡相同，但都要保證打印頭和底板之間的距離適中，并保持水平。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用2.打印機預熱

（1）“開始預熱”為機器預熱選項，按確認鍵進入預熱界面，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用2.打印機預熱

（2）如果想要左頭和底板加熱，向下按鍵選擇“左頭”選項，按中間確認鍵，“關”狀態裝換成“開”，此時按向上按鍵，選擇“開始預熱”選項，左頭和底板即為加熱狀態。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用2.打印機預熱

（3）如果想要設置左右打印頭及加熱板的預熱溫度，主界面選擇“信息和設置”選項，單擊確認按鍵進入“預熱設置”選項，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用2.打印機預熱

（4）在“預熱設置”選項內，例如要設置右頭預熱溫度，單擊確認按鍵后箭頭指到溫度，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用2.打印機預熱

（5）此時上鍵為增溫，下鍵為降溫。預設完畢后，單擊確認按鍵，保存已設置的溫度，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用3.開始打印

（1）將切片模型導入打印機。找到打印機上的SD卡插槽，在按鍵的右邊，將SD卡正面向前，按照如圖所示的方向壓入卡槽內，注意內存卡一定要確認對準卡槽后壓入。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用3.開始打印

（2）打開打印機電源開關，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用3.開始打印

（3）按向下按鍵選擇“SD卡文件”，按中間按鍵確認，屏幕上列出SD卡中保存的X3G文件列表，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用3.開始打印

（4）通過按上、下方向鍵選中想要打印的文件，按中間建確認，機器準備進行打印，底板（熱床）、墨頭（熱頭）開始預熱，屏幕顯示當前底板、墨頭的溫度以及加熱進度，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用3.開始打印

（5）加熱完成，開始執行打印任務，這時屏幕顯示任務完成進度以及底板、墨頭的當前溫度，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用3.開始打印

（6）當打印進度達到100%時，屏幕顯示打印完成，機器發出音樂提示，同時底板降至最低，墨頭回到初始位置，打印完成，如圖所示。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用4.打印結束在一段時間內打印結束，噴頭自動歸位，為方便取下打印好的模型，可以先將打印平臺拆下來，然后用刮板輕輕地將模型從平臺上刮下來。如果時間充足，也可以在模型冷卻后再將其從平臺上拿下來(有些打印機的平臺是固定的無法拆下)。2.4打印3D模型三、3D打印機的使用4.打印結束當料架上剩余的料不足以下一次打印，或者需要更換顏色時，必須首先進行退、續料操作，然后再給打印機換上新料。2.4打印3D模型四、拓展閱讀3D打印對模型有什么要求？3D模型文件是3D打印前必不可少的文件，3D模型文件主要可以通過兩個方法得到，一種是通過掃描建模來得到模型文件，另外一種就是設計師通過軟件來建模了，設計人員建模時需要依據打印要求來建模，設計3D打印用模型要滿足哪些要求呢？1.依據材料特性來建模2.物體模型必須為封閉的：3.模型要滿足壁厚要求4.物體模型必須為流形：5.合理的法線方向：6.多出的幾何樣式必須刪除7.刪除重復的面片8.轉STL文件要滿足分辨率要求2.4打印3D模型五、課堂討論

請同學們根據自己對3D打印的理解，分組討論以下問題●你認為3D打印進行到這里就徹底結束了么？如果不是，還需要進行哪些工作？●試著復述一遍3D打印機的操作過程，其他同學進行補充與修正。●你認為在打印過程中哪個步驟是最關鍵的？2.4打印3D模型六、思考與練習1.不同的打印機，操作方法也不同，你們的打印機如何操作？2.打印過程中，如何提高打印質量和成功率？3.打印結束，如何進行后處理？后處理內容有哪些？項目三3D打印技術的類型主流的五種3D打印技術：熔絲堆積成形(FDM)光敏樹脂液相固化成形(SLA)選擇性激光粉末燒結成形(SLS)三維打印成形（3DP）薄片分層疊加成形（LOM）提綱3.1熔絲堆積成形技術（FDM）3.2光敏樹脂液相固化成形技術（SLA）3.3選擇性激光粉末燒結成形技術（SLS）3.4三維打印成形技術（3DP）3.5薄片分層疊加成形技術（LOM）3.6其它3D打印技術介紹3.1熔絲堆積成形技術什么是熔絲堆積成形技術？熔絲堆積成形技術（FDM）工藝是一種將各種熱熔性的絲狀材料（PLA、ABS等）加熱熔化，在計算機控制下逐層堆積成形的工藝方法，又稱為熔絲沉積制造。3.1熔絲堆積成形技術一、課堂引入它是一種不使用激光加工器加工的方法，不涉及高溫、高壓等危險要素，該工藝設備使用，維護簡單，速度快，無污染，一般僅需幾個小時就可將復雜原型打印出來，是成本較低的3D打印技術。3.1熔絲堆積成形技術二、相關知識1、FDM技術的基本過程絲狀的熱塑性材料通過加熱棒加熱到熔融狀態，從打印噴頭底部的噴頭中擠出，打印噴頭按照控制系統指令沿著零件截面輪廓軌跡運動，將熔融狀態的材料按照自動生成的路徑選擇性地涂覆在工作臺上，迅速冷卻后形成截面輪廓，當前層成形后，工作臺下降特定高度再進行下一層的涂覆，材料按照分層數據逐層堆積形成三維產品。3.1熔絲堆積成形技術二、相關知識FDM工藝工作原理圖3.1熔絲堆積成形技術二、相關知識2.1FDM的優點●FDM工藝原理簡單，操作容易實現，●FDM工藝設備不需要激光器、掃描振鏡等昂貴部件，設備費用低。●后處理過程比較簡單。●成形材料種類多、來源廣泛。

3.1熔絲堆積成形技術二、相關知識2.2FDM的缺點●打印噴頭的速度和成形速度慢，效率低，不適合構建大型零件。●打印后的模型尺寸精度較低。●厚度方向上的結構強度較弱，需要設計和制作支撐結構。3.1熔絲堆積成形技術二、相關知識3．FDM材料一類是成形材料，另一類是支撐材料。常用的成形材料有工程塑料PLA、ABS、工程塑料PPSF及ABS和PS的混合料等。

3.1熔絲堆積成形技術二、相關知識4、FDM應用●教學用具、模具的制作●應用于藝術創意行業●建筑設計行