第1章 3D打印概述………………………………………… 001
1.1 3D打印發(fā)展脈絡……………………………………… 001
1.2 3D打印原理和流程…………………………………… 002
1.3 3D打印技術簡介……………………………………… 003
1.3.1 光固化成型技術… ……………………………… 003
1.3.2 熔絲沉積成型技術……………………………… 004
1.3.3 選擇性激光燒結成型技術……………………… 005
1.3.4 三維粉末粘結成型技術… ……………………… 006
1.3.5 分層實體制造成型技術… ……………………… 007
1.3.6 數(shù)字光處理成型技術… ………………………… 008
1.3.7 其它3D打印成型技術…………………………… 009
1.4 常見的3D打印機機體結構簡介……………………… 010
1.4.1 三角型結構… …………………………………… 011
1.4.2 矩形盒式結構…………………………………… 011
1.4.3 矩形桿式結構…………………………………… 012
1.4.4 三角爪式結構… ………………………………… 013
1.5 國內外3D打印發(fā)展現(xiàn)狀簡述………………………… 014
1.6 3D打印耗材簡述……………………………………… 016
1.7 3D打印發(fā)展趨勢和總結……………………………… 017
第2章 3D打印機組裝與維護……………………………… 019
2.1 3Dtakers桌面型打印機簡介… ……………………… 019
2.2 3D打印機的組裝……………………………………… 020
2.2.1 機架結構與傳動模塊組裝……………………… 021
2.2.2 線路模塊組裝…………………………………… 030
2.2.3 打印頭安裝及調試……………………………… 033
2.2.4 平臺模塊安裝及水平調試……………………… 036
2.2.5 打印材料安裝…………………………………… 037
2.2.6 整機調試………………………………………… 040
2.2.7 取下打印的物體… ……………………………… 044
2.3 3D打印機的維護……………………………………… 045
2.3.1 常見問題與解決方案… ………………………… 045
2.3.2 打印頭堵料故障排除…………………………… 053
第3章 3D打印設計………………………………………… 055
3.1 3D打印設計概述……………………………………… 055
3.2 3D打印設計案例……………………………………… 056
3.3 3D打印模型設計注意事項…………………………… 121
3.4 智能3D照片視頻建模軟件的使用…………………… 126
3.4.1 照片建模步驟… ……………………………… 128
3.4.2 視頻建模步驟…………………………………… 130
第4章 3D打印應用………………………………………… 133
4.1 3D打印在建筑領域的應用…………………………… 133
4.2 3D打印在航空航天領域的應用……………………… 136
4.3 3D打印在汽車制造領域的應用……………………… 139
4.4 3D打印在醫(yī)療領域的應用…………………………… 140
4.5 3D打印在文化創(chuàng)意領域的應用……………………… 143
附錄………………………………………………………… 147
3D打印概述
3D打印,是一種快速制造技術,其核心思想起源于19世紀的照相雕塑技術(photosculpture)和地貌成型技術(potography),但受到當時材料、計算機等學科技術的限制,而沒有得到廣泛應用和商業(yè)化。之后,技術的正式研究始于20世紀70年代,直到20世紀80年代后期得以發(fā)展和推廣。
3D打印的概念是:以數(shù)字模型文件為基礎,運用液體、固體、氣體等材料,通過逐層或逐區(qū)域正向增長的方式來構造三維物體,所制造結果可具有論證價值、直接和間接使用價值。體現(xiàn)了信息技術、控制技術、先進材料技術、數(shù)字制造技術的密切結合,是先進制造、高端制造、快速制造的重要組成部分。
1.1 3D打印發(fā)展脈絡
3D打印技術誕生于上世紀80年代的美國, 1984年,Charles Hull開始研發(fā)3D打印技術。1986年,Charles Hull率先推出光固化方法(stereo lithography apparatus,SLA),這是3D打印技術發(fā)展的一個里程碑。同年,他創(chuàng)立了世界上第一家3D打印設備的3D Systems公司。該公司于1988年開發(fā)出了第一臺商業(yè)3D印刷機SLA-250。
1988年,美國人Scott Crump發(fā)明了另外一種3D打印技術——熔融沉積制造(fused deposition modeling,F(xiàn)DM),并成立了Stratasys公司,該公司在1992年賣出了第一臺商用3D打印機。FDM 3D打印技術是理想的消費類3D打印機技術,它簡便易用、成型過程可控且無光學或電磁危害,其使用成本低、維護成本低、材料成本低,整機具有相對的價格優(yōu)勢。
1989年由美國德克薩斯州大學奧斯汀分校的C.R.Dechard博士發(fā)明了選擇性激光燒結法(selective laser sintering,SLS)并獲得專利,1992年開發(fā)了商業(yè)成型機。其原理是利用高強度激光將材料粉末燒結直至成型,應用該種技術開發(fā)的3D打印機,其設備成本、維護成本、材料成本高,一般機器體型較大,運輸和使用不便。