成型原理和 工作流程 本节 知识点 一、快速成型技术原理 快速成型（也称快速原型）制造技术(Rapid Prototyping & Manufacturing，RP&M 或 RP)，是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，通过逐层叠加的方式来构造物体的技术，国外称为增材制造。它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术。 传统打印机—2D 产 品 造 型 产 品 原 型 快速成型 快速成型技术—3D CAD模型 切片离散 单层制作 逐层累积 由传统的“去除”加工法— 部分去除大于工件的毛坯上的材料来得到工件而改变为全新的“增长”加工法—用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件，将复杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合。 1.2 3D打印的原理 有个女孩用喷墨打印机在500张白纸上打印出相同的圆形，并把它们减下来粘叠到一起，就做成了一个圆柱体。这个女孩运用的这项技术就是3D打印的雏形。如果她将白纸上的圆形打印成一个零件不同截面的形状，用相同的方法黏贴到一起，她就打印出更加复杂形状的零件了。 案 例 LOREM IPSUM 用纸板糊出的清真寺 工业产品 工艺产品 我国伟大的

3D打印在如今的现实生活中已经崭露头角。比如在医学上，3D打印可以用于替换人体各种部分。2014年初，欧洲的医生和工程师就曾利用3D打印制造一个新的人造下颚替换病人的受损下颚。数天后，病人就从手术中恢复过来。同时，德国的研究人员正在开发采用3D打印技术的生物相容性人造血管。目前青岛一家公司发明了一款用于打印巧克力的3D打印机，客户可以根据自己的想法设计食品，随心所欲地享受各种甜点。 更为神奇的是，苏州一家科技公司在2014年三月使用一台3D打印机在24小时内打印了超过10栋楼房。有了这台机器，未来不搭脚手架，不需要工人，人们就能完成造房子的事情。想想3D打印真的几乎无所不能！ ;1;应用（1）设计验证与结构、功能验证;应用（2）运动和功能测试;应用（3）单件、小批量新产品试制及市场宣传。; 利用不同类型的成型工艺（SLA、LOM、SLS）等直接制造出模具。然后进行必要的机加工和后处理获得模具所要求的尺寸精度、力学性能、表面粗糙度等。直接快速模具制造方法可制造出树脂模、陶瓷模、金属模等模具。;应用（2）间接制作快速模具;应用（3）快速铸造模具;;; 澳大利亚一支科学家团队研发出一种有机可

知识点;生产过程数字化， 技术集成度高; 1）制造复杂物品不增加成本 　　就传统制造业而言，物体形状越复杂，制造成本越高。对 3D 打印机而言，制造形状复杂的物品成本不增加，制造一个形状复杂的物品并不会比一个简单的方块消耗更多的时间、技能和成本。制造复杂物品而不增加成本将打破传统的定价模式，并改变我们计算制造成本的方式。 2）产品多样化不增加成本 　　一台 3D 打印机可以打印各种不同形状，而传统的制造设备做出的形状种类有限。3D 打印机省去了培训机械师或购置新设备的成本，一台 3D 打印机只需要不同的数字设计蓝图和一批新的原材料就可打印出琳琅满目、任何形状、多种材料、多种颜色的产品。这对传统制造来说，是不可想象的。; 3D 打印技术能实现部件的一体化成型。传统的大规模生产建立在组装线基础上，在现代工厂，机器生产出相同的零部件，然后由机器人或工人进行集中组装。产品组成的部件越多，组装耗费的时间和成本就越多。3D 打印机通过分层制造不仅可以同时打印多个零件，而且还可以打印组装好的零件。例如:打印一扇门及上面的配套铰链，采用 3D 打印技术就可一次完成而不需要组装。省略组装就缩短了供应链，

知识点;（1）按所使用的材料的状态、性能特征分为： 液态聚合、固化：原材料是液态的，利用光能或热能使特殊的液态聚合物固化从而形成所需的形状-激光固化成型（SLA） 粉末烧结与粘结：原材料是固态粉末，分别通过激光烧结或用粘结剂粘结把材料粉末连接起来-选择性激光烧结（SLS）;丝材、线材熔化粘结：原材料为固态的丝材、或线材，通过升温使其熔化并按指定的路线堆砌出需要的形状-熔融沉积成型（FDM） 膜、板材层合：原材料是固态的板或膜，通过粘结把各片簿层板粘结在一起，或者是利用塑料膜的光聚合作用而把各层膜片粘结起来。-分层叠加成型（LOM） ;（2）按制造工艺原理分以下几种;;;选择性激光烧结成型 ;熔融沉积成型

熔融沉积成型 （FDM成型）实验 (一) 实验目的熟悉FDM三维打印成形机的结构掌握FDM三维打印成形机的模型制作过程(二)实验仪器三维打印机(桌面型)、造型计算机、FLA丝状材料、镊子、铲刀、胶带、读卡器、SD卡等 在描绘熔融沉积式打印技术工作原理之前，我们可以先设想这样一个场景：蛋糕店里面挤蛋糕花，把奶油装进一个锥形（像一把老式雨伞）的塑料里，顶部开一个小孔，然后你把这个塑料锥形头朝下，向盘子上面挤，边挤变移动，就像写毛笔字一样，当你完成第一层的堆积后，向上抬一点，重复第一层的工作，以此类推，重复以上过程，直至最终堆出你想要的形状，其实这就是FDM的基本思想。(三)实验内容1.FDM三维打印工作原理熔丝堆积成型工艺是将丝状的热熔性材料加热熔化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。喷头可沿着x轴方向移动，而工作台则沿y轴方向移动。如果热熔性材料的温度始终稍高于固化温度，而成型部分的温度稍低于固化温度，就能保证热熔性材料挤喷出喷嘴后，随即与前一层面熔结在一起。一个层面沉积完成后，工作台按预定的增量下降一个层的厚度，再继续熔喷沉积，直至完成整个实体造型。2.FDM成型的过程S T L文件

产品创新设计与3D打印：熔融沉积成型技术（二）

产品创新设计与3D打印：熔融沉积成型技术（一）

三维喷涂粘结技术（三维打印成型） 本节学习目标 了解三维打印成型技术（3DP）的特点熟悉三维打印成型技术（3DP）的基本原理 了解三维打印成型技术的打印机课程导入点评猜一猜立体城堡和全彩人物是通过什么方法制作的？三维喷涂粘结全称与简称：Three Dimensional Printing (3DP)，又称三维打印成型，三维印刷成型。来源：上世纪80年代美国麻省理工学院开发的一种独特的喷墨技术。分类：根据成型过程中使用的材料划分。国外对3DP技术研究：美国和以色列为主代表公司。1 3d打印机使用标准喷墨打印技术，通过将液态粘结剂铺放在粉末薄层上，逐层创建各部件。 与2d平面打印机在打印头下送纸不同，3d打印机是在一层粉末的上方移动打印头，打印横截面数据。三维打印成型技术定义2 三维喷涂粘结（3DP）工艺是美国麻省理工学院Emanual Sachs等人研制的。E.M.Sachs于1989年申请了3DP（Three-Dimensional Printing）专利，该专利是非成形材料微滴喷射成形范畴的核心专利之一。历史简介3原理阐述三维打印成型技术原理 3DP工艺与SLS工艺类似，采用粉末材料

本节 知识点;快速成型制造系统;按制造工艺原理分以下几种; 右边这组耳环、戒指、项链等穿戴饰品是不是很漂亮呢？想知道它们是怎么制作的吗？; 光固化成型工艺，也常被称为立体光刻成型，英文的名称为StereoLithography，简称SL，也有时被简称为SLA（StereoLithography Apparatus），该工艺是由Charles Hull于1984年获得美国专利，是最早发展起来的快速成型技术。自从1988年3D Systems公司最早推出SLA商品化快速成型机以来，SLA已成为最为成熟而广泛应用的RP典型技术之一。 它以光敏树脂为原料，通过计算机控制紫外激光使其凝固成型。这种方法能简捷、全自动地制造出历来各种加工方法难以制作的复杂立体形状，在加工技术领域中具有划时代的意义。 ;1. 根据光照的方式，当前光固化成型方式主要有两种方式。 (1)传统型光固化成型技术： 光从上至下照射，成型平台在下方。 (2)下置式???固化成型技术：光从下面往上照射，成形件倒置于工作台上。 2. 根据光源的类型，当前光固化成型方式主要有两种方式。 （1）扫描式光固化成型技术。激光线扫描-SLA成

知识点;四、 光固化快速原型的工艺过程 ;a) CAD三维原始模型 ;?（2）数据转换; ?（3）确定摆放方位 ;a) CAD三维原始模型 ; 1）支撑的作用： 相当于传统加工中的夹具，起固定零件的作用。 2）添加支撑的情况： 当上层截面大于下层截面时，上层截面多出的部分由于无材料的支撑将会出现悬浮(或悬空)，从而使多出的截面部分发生塌陷或变形甚至使零件不能成型。 有些成型工艺中的支撑是生产过程中自然产生的 。分层实体制造( LOM ) 中切碎的纸、三维印刷(3DP) 中未粘结的粉末、选择性激光烧结 ( SLS) 中未烧结的材料都成为上一层的支撑 。对于熔融堆积成型( FDM) 和光固化成型( SLA) 必须人工加支撑或通过软件自动加支撑。 ;3）支撑添加需考虑如下因素： ;4）光固化成型的支撑结构 ; 支撑的类型： 支撑按其作用不同分为： 基底支撑——加于工作台之上，形状为包络零件原型在XOY平面上投影区域的矩形。 零件原型的支撑——支撑零件中悬空部位。;零件原型支撑结构的类型：;?面支撑——支撑与需要支撑的模型面是面接触。 ; 步骤：首先，寻找模型上需要添加支撑的悬垂部分，若曲面法