3D打印技术基础及实践

杨琦

目录

  • 1 3D打印概论
    • 1.1 大国之材——3D打印
      • 1.1.1 嫦娥奔月与3D打印
    • 1.2 3D打印的定义
    • 1.3 3D打印的起源与发展
    • 1.4 3D打印的原理与组成
    • 1.5 3D打印的应用领域
      • 1.5.1 疫情下的3D打印应用
        • 1.5.1.1 ​3D打印“疫情隔离屋”
        • 1.5.1.2 3D打印新型冠状病毒模型
        • 1.5.1.3 3D打印护目镜
        • 1.5.1.4 3D打印防护面罩
    • 1.6 3D打印的优缺点
    • 1.7 3D打印的发展趋势
    • 1.8 研讨
    • 1.9 本章测试
  • 2 3D打印的工艺与材料
    • 2.1 3D打印的工艺
      • 2.1.1 熔融沉积制造（FDM）
      • 2.1.2 光固化成形技术（SLA）
      • 2.1.3 分层实体制造（LOM）
      • 2.1.4 选择性激光烧结（SLS）
      • 2.1.5 激光选区熔化金属成形（SLM）
      • 2.1.6 三维印刷（3-DP）
      • 2.1.7 电子束熔化成形（EBM）
      • 2.1.8 研讨
    • 2.2 3D打印的材料
      • 2.2.1 有机高分子材料
      • 2.2.2 金属材料
      • 2.2.3 无机非金属材料
      • 2.2.4 研讨
    • 2.3 本章测试
  • 3 3D打印机的组成与结构
    • 3.1 3D打印机的机械系统
      • 3.1.1 主机身结构
      • 3.1.2 传动系统
      • 3.1.3 挤出系统
    • 3.2 3D打印机的控制系统
      • 3.2.1 硬件系统及执行元件
      • 3.2.2 软件系统
  • 4 三维模型的构建
    • 4.1 CAD/CAM的基本概念
    • 4.2 3D反求设计
      • 4.2.1 正向设计与逆向设计
      • 4.2.2 3D反求与3D打印
      • 4.2.3 3D反求设计基本流程
        • 4.2.3.1 点云数据
        • 4.2.3.2 点云数据采集
        • 4.2.3.3 点云数据预处理
        • 4.2.3.4 点云数据建模
      • 4.2.4 3D反求（基于面结构光）与3D打印实验
        • 4.2.4.1 基本原理
        • 4.2.4.2 三维扫描的基本操作
        • 4.2.4.3 3D反求扫描实验（视频）
        • 4.2.4.4 三维模型的打印
      • 4.2.5 开源3D扫描的安装与校验实验
        • 4.2.5.1 基本原理
        • 4.2.5.2 扫描仪的安装与使用（视频）
    • 4.3 SolidWorks软件功能概述
    • 4.4 设计案例——梳子
    • 4.5 设计案例——七巧板
    • 4.6 设计案例——魔方
    • 4.7 设计案例——轴承座
    • 4.8 设计案例——水杯
    • 4.9 设计案例——花瓶
    • 4.10 设计案例——沐浴露瓶
    • 4.11 设计案例——齿轮泵
  • 5 数据处理与程序编制
    • 5.1 概述
    • 5.2 三维数据模型文件格式
    • 5.3 模型数据处理
    • 5.4 分层切片处理
    • 5.5 Gcode代码生成
  • 6 3D打印机的操作
    • 6.1 3D打印机的基本操作过程
    • 6.2 3D打印的主要工艺分析
      • 6.2.1 层厚参数对零件力学性能影响的研究
    • 6.3 零件的3D打印
  • 7 3D打印的误差分析及常见问题的处理
    • 7.1 误差分析
    • 7.2 3D打印机常见问题处理
  • 8 互联网+3D打印
    • 8.1 3D打印云平台（含概述）
      • 8.1.1 互联网+3D打印制造理念
      • 8.1.2 生产组织方式
      • 8.1.3 3D打印云平台构架
    • 8.2 3D打印与个性化定制
      • 8.2.1 个性化定制基本概念
      • 8.2.2 个性化定制的类型与演化路径
      • 8.2.3 基于3D打印云平台的个性化定制
      • 8.2.4 3D打印个性化定制案例：服装
      • 8.2.5 3D打印个性化定制案例：首饰
      • 8.2.6 3D打印个性化定制案例：医疗
      • 8.2.7 3D打印个性化定制案例：食品
  • 9 人物志
    • 9.1 卢秉恒
    • 9.2 戴尅戎
    • 9.3 王华明
    • 9.4 颜永年
    • 9.5 研讨
  • 10 他山之石
    • 10.1 视频案例欣赏
      • 10.1.1 5款3D打印机（2018年）
      • 10.1.2 打印女友（三维扫描+3D打印）
      • 10.1.3 踏入未来的3D打印跑鞋，Adidas future 4D Runner
      • 10.1.4 3D打印建筑
      • 10.1.5 走进GE的3D打印工厂
      • 10.1.6 3D打印混凝土桥
    • 10.2 模型案例欣赏
      • 10.2.1 建筑模型
      • 10.2.2 机械零件
      • 10.2.3 人物模型
      • 10.2.4 动物卡通
      • 10.2.5 生活用品
      • 10.2.6 交通工具
      • 10.2.7 艺术时尚
  • 11 参考资料
    • 11.1 参考文献
    • 11.2 3D打印设备（软件和说明书）
      • 11.2.1 太尔时代UP系列
      • 11.2.2 大业-小方
      • 11.2.3 FDM工业机
    • 11.3 社会影响
      • 11.3.1 教育部产学合作协同育人项目
      • 11.3.2 微课大赛全国一等奖
      • 11.3.3 安徽省工业设计大赛专项赛
      • 11.3.4 超星集团线上教学风采大赛三等奖
      • 11.3.5 安徽工业大学“停课不停学”线上教学竞赛二等奖
      • 11.3.6 安徽工业大学校级规划教材
      • 11.3.7 教学研究论文（3D打印技术基础及实践_混合式教学改革初探）
    • 11.4 建模软件
    • 11.5 线上教学-课程调查
3D打印的材料



常用3D打印工艺与适用材料

成型类型

成型技术

适用材料

挤压成型

熔融沉积成型（FDM）

热塑性塑料、金属、可食用材料

线状成型

电子束自由成型技术（EBF）

几乎任何合金

粒状物料成型

直接金属激光烧结（DMLS）

几乎任何合金

电子束融化成型技术（EBM）

钛合金

选择性激光熔融技术（SLM）

钛合金、不锈钢、铝

选择性热烧结成型技术（SHS）

热塑性粉末

选择性激光烧结工艺（SLS）

热塑性塑料、金属粉末、陶瓷粉末

粉末层喷头成型

三维印刷工艺（3DP）

石膏、热塑性塑料、金属与陶瓷粉末

光聚合成型

立体光固化成型工艺（SLA）

光硬化树脂

聚合物喷射技术（PI）

光硬化树脂

数字光处理技术（DLP）

液态树脂