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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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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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。
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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 -