3d打印岗位职责（共15篇）
1.3d打印岗位职责 篇一
3D打印技术
3D打印技术，即快速成型技术的一种，它是一种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，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印是一种“自下而上”分层添加材料实现快速产品制造的技术，具有制造成本低、生产周期短等明显优势，被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。
一、3D打印基本概念
传统的切割加工是利用刀具进行材料的切削去除，是一种“自上而下”的加工方式。这种加工方式是从已有的零件毛坯开始，逐渐去除材料实现成型，因此受到刀具能够达到的空间限制，一般很难制造出复杂的三维空间结构。
3D打印技术的成型原理与上述传统方法截然不同，采用材料逐层累加的方法制造实体零件，相对于传统切割加工技术，该方法是一种“自下而上”的制造方法，3D打印的实质是增量制造：“通过增材制造，从零件的电子、数字化描述直接到最终产品的过程”。因此3D打印技术具备两个本质特征：一是数字化模型直接驱动，将产品的数字化模型输入3D打印机，就能直接“输出”最终产品，实现快速制造，不需要制模或铸造；二是基于离散-堆积成型原理的逐层材料添加方式，可成型任意复杂空间结构，具有很高的柔性。
二、3D打印技术的优缺点。
优点：①不需要机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率；②通过摒弃传统的生产线，有效降低生产成本，大幅减少材料浪费；③可以制造出传统生产技术无法制造出的外形，让产品设计更加随心所欲；④可以简化生产制造过程，快速有效又廉价地生产出单个物品，与机器制造出的零件相比，打印出来的产品的重量要轻60%，并且同样坚固。
缺点：可打印的原材料少、打印精度低、速度较慢、打印成本高。
(3D打印原材料：工程塑料、光敏树脂、橡胶、金属、陶瓷等)
三、3D打印军事应用现状
（1）2012年，美国Sciaky公司的新型电子束3D打印技术取得重要突破，具备大型金属部件加工能力，美国国防部和洛克希德•马丁公司准备将其用于生产F-35战斗机的钛、钽、铬镍铁合金等高价值材料的高品质零部件，前期检测全部达到要求。
（2）3D Systems公司的激光熔融技术取得重要进展，美国空军将在此基础上开发用于打印F-35战斗机和其他武器系统的3D打印机。
（3）美国太空制造公司的太空3D打印技术的成熟度达到6级，具备在太空中的模型或样机演示能力，2012年11月获得NASA的第二阶段合同，进一步将技术成熟度提升到8级，完成实际系-2-统并通过试验和验证，最终具备应用于太空站维修、升级和延寿，载荷升级改进，硬件太空制造等方面的能力，2014年向国际空间站运送首台3D打印机。
（4）早在2002年，美国就开始将激光成型钛合金零件装上战机试验。但由于无法解决制造过程中钛合金变形、断裂等技术难题，美国始终只能生产小尺寸钛合金部件和对钛合金零件表面进行修复。近年，美国积极开展3D打印技术生产大型钛合金部件的研究。美国军方和军工企业正与3D Systems和Sciaky等3D打印技术公司合作，推进大尺寸钛合金3D打印技术在战斗机制造上的应用。
（5）2013年，美国开始使用3D打印技术批量生产喷气发动的燃料喷嘴。在3D打印技术应用于轻型物质制造方面，2013年，美国“固体概念”公司成功制造出世界上首支3D打印金属手枪，能够连续发射50发子弹并保持完好。
（6）维修方面，美国已开始部署基于3D打印技术的维修保障装备。2012年7月和2013年1月，美军部署了两个移动远征实验室，用于装备维修保障。此移动远征实验室是一个20英尺长的标准集装箱，可通过卡车或直升机运送至任何地点，利用3D打印机和计算机数字控制设备将铝、塑料和钢材等原材料加工成所需零部件。此举可以在战场快速生成需要的零部件，甚至快速设计和生产急需的装备，实现及时精确保障。此外，美国陆军开发了一种轻质便宜的3D打印机，可以放到背包中，用于在
-3-战场中快速、便宜地制造替换零件。
（7）我国的激光快速成型3D打印技术已达到世界领先水平。北京航空航天大学已掌握使用激光快速成型技术制造超过12平方米的复杂钛合金构件的技术，并成功应用于武器装备研制，相关成果“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成型技术”获2012国家技术发明奖一等奖。西北工业大学掌握了一次打印超过5米长的钛金属飞机部件的3D打印技术。
（8）我国是世界上唯一掌握钛合金大型主承力构件激光快速成型制造技术并工程应用的国家。北京航空航天大学和西北大学的3D打印技术已成功应用于多个国产航空项目的原型机制造。我国自主研发的大型客机C919的主风挡窗框、大中央翼根肋，正在设计的新型战斗机的钛合金主体结构均采用激光快速成型技术制造。
（9）据报道，歼-10飞机研发用了近10年时间，而运用3D打印技术后，我国在3年时间内就推出了舰载机歼-15，直接跨入第三代舰载战斗机方阵。在我国国防科技装备领域，目前，3D打印技术已被全面应用于歼-20隐形战斗机和歼-31第五代战斗机的研发中。有外媒惊呼，3D打印机正在制造空军发展的“中国速度”。
加快3D打印技术的发展与应用是弥补我国当前武器装备设计、制造与维修保障能力的不足，提升研发效率，降低制造成本，提高维修保障时效性与精度的有效途径。我国3D打印技术在钛-4-合金大型复杂整体构件激光成型等方向居于世界领先地位，但整体水平仍有很大的提升空间。应着眼武器装备长远发展，统筹规划，汇聚各方面力量推动3D打印技术的发展与应用，为实现“能打仗、打胜仗”的目标提供技术支撑。一是将3D打印技术作为我国制造业升级的关键，军民融合、整合资源，集全国之力进行发展；二是针对当前存在的问题，加强材料技术3D打印核心关键技术研究，改变我国核心关键设备受制于人的状况；三是积极探索3D打印技术在武器装备建设中的应用，以应用牵引技术发展方向与重点。
四、3D打印技术的实际应用
（一）开源3D打印枪支的例子
美国得克萨斯大学法律系的大二学生和一群自称分布式防御组织成员的朋友发起了一个项目，称为“维基武器项目”：设计出全球第一款可从网络下载蓝图的枪械，并能够完全利用RepRap这样的开源3D打印机制造出来，然后将之与世界共享。2012年7月，利用3D打印机制造的下机匣组装在一把实用的AR-15步枪上，试射了200发子弹，而下机匣部件未见任何磨损。下机匣尤其引起争议，因为法律上认定它是枪械的主体部件，其销售及分销是受到管制的。有了通过3D打印机制造的下机匣，枪械爱好者将能购买其他不受法律管制的部件并进行组装。2012年12月，对3D打印机出产的AR-15步枪进行了测试，在刚开始的测试射击中没有任何质量问题，但在第六次射击时，枪支三处
-5-涌现分裂。
美国得克萨斯州奥斯汀，科迪﹒威尔逊（法律系25岁学生）演示一支3D打印手枪，可发射一枚子弹。除击针为金属，枪支全部部件为塑料。开源打印枪支使得恐怖主义和社会安全问题变得更为复杂，可能导致枪支泛滥，在政界和民间引发忧虑，因此美国国会众议员史蒂夫﹒伊期雷尔近来呼吁禁止制造3D打印枪。
此外，美国得州“固体概念”3D打印公司设计制造的世界第一把3D打印金属手枪，有30个零件，已经成功射出了50发子弹。该公司打印手枪的目的不是真的为制造手枪，而是要显示3D打印技术在强度和精度方面的技术进步。
（二）3D打印无人飞行器的例子
3D打印技术以其快速成型的特点在产品开发与优化方面具有明显优势。英国南安普顿大学设计和试飞了世界上第一架打印的飞机，采用EOSINTP730尼龙激光烧结打印机。由英国利兹大学学生设计的翼展1.5m的无人机在航展亮相，通过3D打印技术优化结构和空气动力学性能，而用其他方法就很难并且代价昂贵。美国空军也正在应用3D打印机制造无人飞行器。
（三）3D打印隐身斗蓬的例子
DARPA资助的麻省理工学院的3D打印项目之一是梯度折射率透镜（石英）的3D打印。梯度折射率的光学折射率呈梯度变化，其中折射率沿轴向变化的梯度折射率透镜用于消像差；折射-6-率沿径向变化的梯度折射率光纤能够减少色散，用于提高传输信号的速率或通信容量。梯度折射率光学已经成为光学的新分支。隐身斗篷就是采用梯度折射率材料实现的，使入射光线在物体周围偏转并绕开实现隐身目的，是目前光学领域的一个热点，在国际光学权威期刊上多次相关论文。实现负折射率的唯一可能是通过超材料----一种人工材料，之所以具有特殊光或声波性能，不是因为其成分，而是因为其特殊结构，可用3D打印。
（四）3D打印弹头的例子
洛克希德马丁申请的打印弹头的专利，通过逐层添加熔融材料制造弹头结构，高能密度技术可以是激光、电子束、等离子体等，与高冷却速率结合制作均匀微结构，给料可以是丝状或粉末，添加过程中可变材料类型。
（五）3D扫描士兵制作修复假肢的例子
这也是美军计划的一个项目，在士兵投入战场之前对其进行三维扫描，用于3D打印符合士兵个人特性的修复假肢，以备服役期间伤残治疗之需。
（六）3D打印飞机零件的例子
飞机框架传统造工艺需要万吨级重型锻造装备、系列大型锻造模具等。传统制造工艺的材料加工量大，利用率低，加工周期长，成本高。
（七）医学辅助快速原型制造
例如，某患者颅底肿瘤位臵深，肿瘤与颈内动脉、视神经、-7-垂体柄等周边重要结构关系复杂，手术难度十分大。
湘雅医院神经外科，依据患者的CT和MRI（核磁共振）图像建立实际模型，用3D技术打印颅内复杂肿瘤原型，让医生在手术前充分了解脑内肿瘤部位周围组织的毗邻关系，在完整切除肿瘤的同时最大限度地保护肿瘤周围正常组织，降低了并发症和后遗症的发生率。2014年1月4日，手术成功。
（八）人体骨骼快速制造
2012年，生物打印技术的发明者之一，曼彻斯特大学教授Brian Derby在《科学》杂志上发表了综述，阐述了用打印技术生产细胞和组织结构的新进展，以及该技术用于再生医学的前景。Derby教授介绍了利用3D生物打印实验，制造多孔结构骨骼“脚手架”用于生长细胞，之后植入人体。这种“脚手架”包含数千微孔，其中注入造骨细胞。造骨细胞培育生长的同时，“脚手架”生物分解消失。目前世界各地都在对这一技术进行临床试验。
另一种成功的应用是制造钛合金骨骼支架，如3D打印下颚，又如瑞典的一个女孩通过3D打印髋骨移植，摆脱了轮椅。
（九）生物活体器官重造
生物打印(Bioprinting)是用计算机辅助转移工艺制造和装配活性与非活性材料成为给定的二维或三维组织，以生成生物工程结构，可用于再生药物、药理学和基本的细胞生物学研究。
3Ｄ生物打印技术利用类似喷墨打印机的技术，直接生成三-8-维生物组织，3D生物打印机有两个打印头，一个放臵最多达8万个人体细胞，被称为“生物墨”，另一个可打印“生物纸”所谓生物纸其实主要成分为水的凝胶，可用作细胞生物的支架3D生物打印机使用来自患者自己身体的细胞，所以不会产生排异反应。生物打印机与普通3D打印机的不同之处在于，它不是利用一层层的塑料，而是利用一层层的生物构造块，去制造真正的活体组织。
五、部分领域3D打印发展趋势
（一）工业3D打印
1、在生产流程和生产工艺环节对传统传统制造业的全面渗透和覆盖，特别是在铸造、模具行业广泛应用。
2、稳定性、精密度将会大幅提高，材料可以全面突破，成本大幅降低、打印速度将显著提高。
（二）生物3D打印
1、将不再局限打印牙齿、骨骼修复等方面，打印部分人器官将成为常态。
2、整体应用推广将取决于各个国家的政策支持程度。
3、复杂的细胞组织和器官打印还有很多技术难题需要突破。
（三）军事3D打印
1、将实现武器装备半成品制造、现场塑造和部署，根据周围环境和作战目标，优化调整设计参数，实现环境自适应，大大提高武器装备的环境适应能力、伪装效果和作战效能。
2、小批量制造成本低、速度快，显著降低武器装备特别是复杂武器装备的制造风险、缩短研发周期。
3、具备快速制造不同零部件的能力，可有效提升武器装备维修保障的实时性、精确性。
六、3D打印世界之最
世界最大3D打印机：图中这套巨无霸设备名为“big delta”，它高达12米，是专门为进行大型物体3D打印而建造的大型3D打印机。
世界最小3D打印机：这款全球最小的3D打印机名为XEOS，由德国工业设计师Stefan Reichert打造，它的长、宽、高分别为47cm、25cm、43cm，是目前世界上体积最小的3D打印机。
世界首款3D打印跑车：来自美国旧金山的Divergent Microfactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超级跑车“刀锋(Blade)”。整车质量仅为1400磅(约合0.64吨)，从静止加速到每小时60英里(96公里)仅用时两秒，轻松跻身顶尖超跑行列。
世界首架3D打印飞机：“SULSA”是一架使用3D打印机制造的小型无人驾驶飞机，翼展2米，最高时速可达100英里，还配备有微型自动驾驶系统，可用于巡航。这是世界上第一架“3D打印”飞机，日前已试飞成功。-12-
世界最小3D打印魔方：这款微型3D打印魔方来自俄罗斯的艺术家格里高列夫之手，堪称世界上最小的魔方，这个魔方的边长只有1厘米，打破了原为1.2厘米的世界纪录。
世界首款3D打印汽车：Urbee 2是世界上首款完全使用3D打印技术制造的汽车，该车配备三个车轮，动力为7马力（5kW），采用后轮驱动，电力驱动模式下Urbee 2的行驶里程可以达到64公里。
全球首座3D打印桥梁：由MX3D公司负责开发和设计、由Heijmans完成的全球首座3D打印桥梁坐落在在荷兰阿姆斯特丹运河上，这座桥梁将通过3D打印机器人来完成，并且由运河的一端慢慢向另一端完成，而并不像传统建桥方式那样两端同时进行。
世界首座3D打印办公楼：据俄罗斯今日电台网站6月30日报道，迪拜宣布将建造世界上首座3D打印办公楼。计划建造的3D打印办公楼为单层建筑，占地面积约为2000平方英尺(约185平方米)。它将被20英尺(约合6米)高的打印机层层打印出来，办公楼内部也是由3D打印而成。
世界首辆3D打印摩托车：在今年的加州RAPID 2015展会上，出现了全球首辆全功能的3D打印摩托车。除了发动机、各种电子器件、传送带、制动系统及一些螺栓之外，这辆摩托车的其它部分全部都是用ABS塑料打印而成的，而且它可以承载两位成人骑手的重量。
世界最小的3D打印电钻：来自新西兰的技术宅Lance Abernethy做了一个全世界最小的电钻，关键是这个电钻是能用的。整个电钻的内部结构工作原理和普通电钻一模一样，唯一不同的是这个电钻的钻孔是毫米级的。
世界最大3D打印建筑结构：2015北京国际设计周，来自北京市侨福芳草地展区中庭空间的VULCAN，成为世界最大的建筑学意义上的三维打印构筑物，获吉尼斯世界纪录。
世界首台3D打印空调：近日，海尔集团在上海举办的世界家电博览会上展示了一款3D打印出来的空调。海尔宣称，这是世界上首款3D打印空调机。这款空调采用了可定制的3D打印部件，可以让消费者实现功能和装饰上的完美协调。该产品售价6395美元，至于产品的上市日期和定价等细节，海尔暂时还没有透露。
全球首款3D打印金属手枪：美国一家公司制造了全球首款3D金属手枪，而且已经成功发射了50发子弹，手枪的设计出自经典的1911式手枪，这是全球首支利用3D技术打印出来的金属枪。
世界首支3D打印步枪：枪械发烧友“HaveBlue”于2015年在其博客中公布了其3D打印步枪(A.22 步枪)的文档说明书（通过 AR15 论坛），文档中详细说明了打印经历和测试结果，成为首个成功打印出3D步枪并试枪成功的例子。
全球首个3打印酒店：菲律宾一家名为Lewis Grand Hotel（刘易斯大酒店）的四星级酒店宣称要3D打印世界上第一个商业建筑——别墅式酒店。里面的管道、家具、卫浴等生活设施也都是3D打印的，据说这是世界上首个3D打印酒店式别墅。目前这个项目没有完工，其3D打印机仍处于工作状态。
世界首枚3D打印火箭：新西兰一家名为Rocket Lab的私人航天公司开发出了世界上第一个3D打印的电池动力火箭Electron！堪称人类火箭技术发展史上的一大进步，其搭乘的Rutherford发动机的主要部件几乎都是3D打印制造的。
2.3d打印岗位职责 篇二
这货专门配备了一个传感器, 一束用来识别声纹的激光扫过, 总统就开始演讲了, 侧面的播放控制也是用手势感应来激活。他们这些玩儿数字艺术的人想法的确是够创意啊有木有?其实这种记录声音的方式和老式的黑胶唱片的原理是一样的, 就是通过声音所形成的有特殊纹理、凹凸不平的波纹来转换成声音后实现的。但是用3D打印这么“高大上”的手段来实现, 并且正好是总统展望3D打印行业未来时的一段话, 如果3D打印真有了“工业革命”的节奏, 那这货的纪念意义就非凡了。
不过小猫还是接地气的想象, 以后家用的CD音响、MP3、4、5播放器是不是都要弱爆了?家里放个这玩意儿, 既美观又实用, 既然声音可以打, 那视频应该也差不多吧?以后出去旅游回来直接把视频打印成一座雕塑, 照着视频中那样回放一下, 太高大上了简直!
这是小猫第一次挂视频内容, 因为这么有纪念意义的消息不放视频你根本体验不到这个艺术品的魅力。所以一顿研究以后找到了这段视频, 猫友们局域网内可以欣赏一下。
3.便携式3D 解密3D打印笔 篇三
知识扫盲——了解3D打印
3D打印顾名思义就是可以打印出和现实生活中的物体一样的打印技术，它实际上是添加剂制造技术的一种形式。3D打印首先在电脑上预先建立打印物体的3D模型（可以通过3D扫描，或者内置模型建立），接着电脑会将打印指令传输到打印机，3D打印机接收到指令后就会根据模型参数，使用打印机内置的胶管喷嘴将打印材料（包括耗材和介质，如胶水和粉末）按照模型的架构一层层打印并固化，最终形成3D实物（图2）。
让3D随时实现——Polyes Q1打印原理探秘
通过上面的介绍我们知道，传统3D打印主要是由电脑、打印机、耗材组成，在打印之前需要建模，然后再分层打印。而Future Make Technology公司开发的Polyes Q1打印笔外形就像一支大号钢笔，无论是体积还是结构都和传统3D打印机大相径庭（图3）。那么3D打印笔是怎么实现3D打印的呢？
首先来了解一下3D打印笔的组成，通过对3D打印笔的拆解可以看到，常见的3D打印笔的内部结构其实十分简单，主要就是由挤出头（负责将打印材料挤出）、控制马达（调整出料转速），还有温控（负责将材料融化）组成，它的结构和我们日常使用的热胶枪非常类似（图4）。
不过Polyes Q1的结构和一般打印笔略微不同，因为它使用的材料是液体的感光树脂，通过光固化技术实现材料的固化，因此在内部增加了保存液体材料的导管和可以实现光照的LED光源或 UV 光源。
那么Polyes Q1怎么来实现3D打印？如上所述，3D打印实际上是添加剂制造技术的一种形式，打印出来的三维对象是通过连续的物理层建出来的。3D打印笔的工作原理和3D打印机是一样的，它也是通过挤压出特定的耗材，然后在三维空间依次分层涂抹形成三维物体。
因此，Polyes Q1的具体操作就像是我们使用毛笔在空中“画”3D物体，不同的是这根“笔”不用沾墨汁，而是用可以快速成型的感光树脂，当我们“画”出某种形状的物体后，通过感光树脂固定就形成了3D物体。下面以Polyes Q1宣传视频中打印蝴蝶标本为例。
首先要在脑海中规划好这只蝴蝶的形状，接着开启Polyes Q1挤出装置，Polyes Q1里面的感光树脂就会自动流出。由于它使用光固化技术（SLA），当流出的打印液体在内置的LED光源或UV光源照射后，感光树脂会迅速固化成型（图5）。
这样我们可以先“画”出蝴蝶的的支撑，然后按照蝴蝶的形状依次分层涂抹（这个操作就类似3D打印机的分层打印），每次挤出的液体在光照的作用下都会迅速成型（图6）。
这样大家只要按照自己的意愿就可以“打印”出任意3D物体，当然如果是复杂的三维物体，操作者就需要一定的绘画功底，否则可能“打印”出来的就是一些四不像的产品。而且打印的时候一定要根据物体的实际形状规划打印顺序，这样才能打印出完整而且好看的3D物品（图7）。
从上面的操作可以看到，3D笔的打印和传统3D打印非常类似。不同的是，它无需建模（模型存在于用户脑海中，你想打印什么就在脑海中规划什么），打印指令则是你的手势，想打印什么就具体画什么。只要你发挥想象，几乎可以随意“打印”出任何你想要的东西（图8）。
3D打印笔不仅仅是好玩
显然3D打印笔的产品打印由于使用非常简单，而且结构简单、体积小巧，任何人都可以按照自己的意愿去打印任何东西。这对于培养孩子们的创造力当然有很大的帮助，可以让爱动手的每一个孩子都成为创客。
不过3D打印笔并非仅仅好玩。比如对于很多产品设计者来说，他们脑海中经常会闪出各种新奇的创意，如果按常规的思路是按部就班画平面图、生成实际效果图，然后再和自己的创意进行比较。现在如果有了3D打印笔，他们就可以立刻将自己的创意打印出来，看看实际的3D效果是怎么样的。
4.3D打印作文 篇四
我家的3D打印笔体长约14厘米，宽约3厘米，是一只粉色的大象，它的鼻子尖是出料口，脑袋正上方是进料口，它的直径约2。5毫米，呈图形，旁边还有一个充电口。
它的鼻子两侧，也就是握笔的地方有两个按键，食指下方的键是开机键、关机键和暂停键，长按3秒可开机、关机，单击可暂停，再单击继续，大拇指下方的键可调节快慢，控制出粉速度。
耗材是用种较硬的材料制作成的一种细条，像2B铅笔的铅蕊一样细，长约6米，捆成一个圈。
使用时，将耗材插入进料口，它会自动在内部加热，出来时变得软软的，有粘性，可在纸上，柜子上等光滑的表面作画，不到2分钟就会变硬，凝固。待冷却后，就可揭下来，再在边缘用材料画一条线，起到胶的作用，在它冷却之前，把你想粘的东西粘在上面，冷却即可完成。
5.3D打印作文 篇五
星期六上午8：30点，我怀着无比激动的心情登上了开往温州大学的大巴，经过一路的颠簸，我们一行人来到了温州理工大学的理工学院，带领我们的是郑教官，首先我们来到了3D打印实验室，这里的展品让我目不暇接，我如饥似渴的在里面瞧瞧这个，望望那个，有：梦幻般的城堡、精美的吊桥，别致的高跟鞋……看着大家如饥似渴的求知眼神，郑教官开始给我们简单介绍：“3D打印的原理是专用的三维软件把产品编成程序，利用特殊的塑料丝、碎金属粉一层一层的`堆积起来，从而制造出你所需要的产品。它打印的作品是立体的，而且精致、美观，它的优点是能够一次成型，但美中不足的是它耗材、耗时、耗电。而且由于种种原因，3D打印目前还是一项不完善的技术，必须使用专用的材料，不是所有的产品都能打印，希望你们长大以后能将他改善的更加完美。
10：00点教官带我们去参观了让我耳目一新的机器人，给我们上了堂关于人工智能的课，还让我们亲身体验了操控机器人，看着机器人在我的操控下，灵活的完成各种动作，真是让我体验到了科学的神奇力量。
6.3D打印技术论文 篇六
选择性激光烧结技术
许春宝
（中国矿业大学 矿业工程学院，班级 采矿12-6班 学号 01120176 江苏 徐州221116）摘要：综述了选择性激光烧结技术的原理及使用现状，指出了该技术发展的热点和关键。关键词：选择性激光烧结技术；发展；应用
中图分类号：TF124.36文献标识码 A文章编号：
Selective Laser Sintering(SLS)
Chunbao Xu
（School of Mining Engineering,China University of Mining and technology, xuzhou 221008,China)Abstract：This article reviews the principle of SLS and the use of the status quo, the material is the key to the development of SLS.Keywords：SLS;Material;Application引言
目前，国内外快速原型（Rapid Prototyping，简称RP）领域中已有近20 种不同的原型工艺系统，但是这里我们就选择性激光烧结技术（Selective Laser Sintering,SLS)进行探讨。2正 文
（一）SLS的基本原理
该技术由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年研制成功。SLS工艺是利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平；用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面；材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成形的部分粘接；当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面。SLS工艺最大的优点在于选材较为广泛，如尼龙、蜡、ABS、树脂裹覆砂（覆膜砂）、聚碳酸脂（poly carbonates）、金属和陶瓷粉末等都可以作为烧结对象。粉床上未被烧结部分成为烧结部分的支撑结构，因而无需考虑支撑系统（硬件和软件）。
由于该类成型方法有着制造工艺简单，柔性度
高、材料选择范围广、材料价格便宜，成本低、材料利用率高，成型速度快等特点，针对以上特点SLS主要应用于铸造业，并且可以用来直接制作快速模具。
（二）SLS在模具制造中的应用。1． 直接制造模具。
美国DTM公司于1994年推出Rapid Steel制造技术，在SLS—2000系统中烧结表面包覆树脂材料的铁粉，初次成形零件后，置人铜粉中再一起放人高温炉进行二次烧结，制造出的注塑模在性能上相当于7075铝合金，寿命可达5万件以上。
2.采用SLS技术快速制作高精度的复杂塑料模，代替木模进行砂型铸造。或者将铸造树脂砂作为巧烧结材料，直接生产出带有铸件型腔的树脂砂模型, 进行一次性浇铸。在铸造行业中, 传统制造木模的方法，不仅周期长、精度低，而且对于一些复杂的铸件，例如叶片、发动机缸体、缸盖等制造
中国矿业大学青年科研基金资助项目（2005A047）
作者简介:王延庆(1978—)，男，山东肥城人，博士，讲师，cumtwyq@163.com。
木模困难。采用SLS技术可以克服传统制模方法的上述问题，制模速度快，成本低，可完成复杂模具的整体制造。
3.选择易熔消失模料作为烧结材料，采用SLS技术快速制作消失模，用于熔模铸造，得到金属精密制件或模具。运用SLS技术能制造出任意复杂形状的蜡型，实现快速、高精度、小批量生产。
4.根据原型制造精度较高的EDM电极，然后由电火花加工模具型腔。一个中等大小，较为复杂的电极，通常只需要4到8小时即可完成，而且复形精度完全能满足图纸的要求。福特汽车公司曾采用此技术制造汽车模具取得了满意的效果。
5.以SLS成形实体为母模，翻制硅橡胶模，石膏模，环氧树脂模，或者通过RP技术制作模具的基本原型，然后对其进行表面处理，通过金属冷喷涂或电铸等方法，在原型表面形成一定厚度且具有一定强度、硬度和表面质量的薄膜制作模具。
6.将RP技术与精密铸造技术相结合，实现金属模具的快速制造。上海交通大学开发了具有我国自主知识产权的铸造模样计算机辅助快速制造系统，为汽车行业制造了多种模具，北京隆源自动成型系统有限公司也为企业制造了多种精密铸模。
（三）SLS在快速原型制造中的应用可快速制造设计零件的原型，及时进行评价、修正以提高产品的设计质量；使客户获得直观的零件模型；制造教学、试验用复杂模型。单件或小批量生产。对于那些不能批量生产或形状很复杂的零件,利用SLS 技术来制造,可降低成本和节约生产时间,这对航空航天及国防工业更具有重大意义。
（四）SLS使用的材料（1）金属材料
在金属粉末成形方面, 常用如下3种
金属粉末进行成形单一金属粉末;金属与低熔点金属粘结剂的混合粉末;»金属与有机粘结剂的混合粉末。由于单一金属性能单一, 激光烧结以后不能够达到所要求的指标, 固在研究中通常采用后两种形
式的混合金属粉末。上海海事大学对于Fe-C粉末进行了激光烧结实验, 发现对于Fe含量99.16%, C含量014%的Fe-C混合粉末, 在激光功率4715W, 扫描速度0.13m/ s, 扫描间距0.11mm, 切片层厚0.125mm烧结出具有一定精度、致密度的复杂金属零件。根据烧结过程产生的液相量及致密化引起的成形增长方向的收缩, 推导了Fe-C烧结件的相对密度模型, 该模型反映了烧结工艺参数与烧结致密度的关系中北大学使用了Mo/Cu金属粉末进行激光烧结实验, 在成形过程中, 选择了1510W的激光功率, 1000mm/s的扫描速度, 0.11mm的扫描间隔等加工参数得到了烧结密度为6.151g/cm。（2）聚合物材料
全世界对于聚合物的研究主要集中在聚
苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、尼龙(PA)以及工程塑料(ABS)、聚丙烯(PP)等4个方面。对于纯的PS粉末进行烧结得到的原型件变形率较大, 因此现在所使用的均为PS的混合粉末(PS、滑石粉、氧化铝、碳酸钙), 这样的混合粉末进行激光烧结。目前, 使用PA12所得的原型件, 强度可达60MPa, 但是它的收缩变形较大, 这也是当今研究的一个热点。
（3）陶瓷材料
常用的陶瓷材料主要有SiC和Al2O3。由
于烧结温度很高, 所以不能够用激光直接烧结, 需要加入粘结剂, 从而制成陶瓷生坯, 然后通过后处理去除粘结剂, 最后得到最终陶瓷原型件。国外对SiC与有机聚合物的混合粉末进行了烧结研究，国内的南京航空航天大学、大连理工大学、上海交通大学研究了Al2O3 与NH4H2PO的激光烧结, 经过二次烧结后外理, 可以得到强度较高, 密度分布均匀的原型件。南昌航空工业学院对Al2O3/PS复合材料进行了研究, 原型件的翘曲变形量不大于0.13mm, 体积密度不小于0.196g/cm3。缺口冲击韧性的提高幅度大约为20%~50%, 最大缺口抗击强度达到1015kJ/m并且韧性也有所提高。
（4）新型SLS原料的研制-木塑复合材料
木塑复合材料是指采用木纤维或植物纤维与热塑性塑料复合, 经过热压、熔融挤出等不同加工方式制成的绿色环保复合材料。这种新型的代木材料具有可降解性、环境污染小、寿命长、美观、可再生、成本低、力学性能防虫、抗滑、防腐、可喷涂和尺寸稳定性好等优点, 而且可像木材一样进行加工、粘接和固定, 因此木塑复合材料在建筑、家具、运输、包装、公共设施等领域应用前景广阔。目前, 东北林业大学郭艳玲教授等人提出应用木塑复合材料进行选择性激光烧结快速原型制造, 在国内外尚属首次。木塑复合材料是采用了木粉热熔胶、氢氧化钠、聚丙烯(PP)、相容剂、引发剂、润滑剂等按比例的机械式混合制备的材料。使用激光成型机(HRPS-ÓA)对制备的木塑材料进行激光烧结。烧结件通过打磨、烘干、渗蜡等后处理之后形成的原型件已经可以达到一定的性能要求。
（五）SLS的局限性
目前的技术水平，SLS的缺点也是显而易见：在成型的过程中因为是把粉末烧结，所以工作中会有很多的粉状物体污染办公空间，一般设备要有单独的办公室放置。另外成型后的产品是一个实体，一般不能直接装配进行性能验证。另外产品存储时间过长后会因为内应力释放而变形。对容易发生变形的地方设计支撑，表面质量一般。运营成本较高，设备费用较贵。能耗通常在8000瓦以上。材料利用率约100%。目前应用此工艺时，以蜡粉末及塑料粉末作为原料较多，而用金属粉或陶瓷粉进行粘接或烧结的工艺尚未获得实用。结束语
选择性激光烧结技术（SLS），是一种基于离散—堆积思想的加工过程，根据所选材料的差异有不同的工艺方法和加工方式。由于自身优势，SLS已经得到了飞速的发展和广泛的应用，但也存在一些缺陷和不足。只有在实际工作中不断积累经验，才能设计出既满足使要求有满足烧结工艺要求的模型。
随着SLS技术的发展,新工艺新材料的不断出现,势必会对未来的实际零件制造产生重大影响，对制造业产生巨大的推动作用。
参考文献 百度百科； 维基百科；
7.3D打印瓷杯 篇七
在国外的工业领域, 早就有用3D打印来制造建筑用瓷的企业, 现在, 艺术家也把目光投向了这项革命性技术———利用传统的工艺烧造技术加上无限创意, 就能打造出绝美的瓷器。
西班牙设计师伯纳特·屈尼 (Bernat Cuni) 就借助了3D制瓷打印, 完成了他所谓“每天一个咖啡杯”的计划。 在30 天的时间里, 屈尼每天都会制作出一个稀奇古怪的咖啡杯。 每个杯子从构思、设计、成型到制成, 所花费的时间都控制在24 小时之内。
从概念变身实物, 最重要的是构建现实模型, 整个3D打印过程需要花费大约4小时的时间。 在平铺的瓷粉上的特定区域沉积有机粘结剂, 每建成一层, 在顶部继续添加瓷粉和黏结剂, 直到整个模型完工。之后, 模型将会被送入炉中加热, 这样, 黏结剂就会被固化。 出炉后, 扫掉外层的瓷粉末, 一个实体的模型就算是做成了。被清理掉的瓷粉还可以用于下一个模具的制造。
为了让屈尼的杯子永久地保持住结构外形, 它需要被送入炉子中再用高温“磨炼” 一番。 通过使用一种水性喷雾对其预先上釉, 可以减轻表面的粗糙程度, 然后再进行低温加热, 为最终在表面上釉打下基础。 层层加工之后, 带着亮丽光泽的咖啡杯就修成正果了。
原本只是模型的咖啡杯变成了触手可及的现实事物, 充分体现出了3D制瓷打印技术的可操作性和便捷性。 屈尼制造的咖啡杯虽然在实用性上有所欠缺, 但新鲜的想法和技术带给人耳目一新的感觉。
如果说, 传统制瓷工艺高温烧结的魅力是3D陶瓷打印无法企及的话, 那么3D制瓷打印的造型技术, 却能完成传统制瓷工艺所无法表现的繁复三维结构。
传统的方法中, 制作雕塑要抟泥、塑型, 考验工匠的用刀和对泥土湿度的把握。而3D制瓷打印则是承担了过去手工塑型制模的整个过程。
8.3D 打印梦想 篇八
我爱上了一个新鲜玩意儿——3D打印，你知道它吗？只要你画出想要打印的物品的平面图，输入打印系统，就可以打印出立体的物品。像不像变魔法？为了更了解3D打印，我还去做了好多研究，等不及要告诉你们啦！
你知道吗
3D就是三维空间，3D打印技术就是在三维空间内打印出立体物品。相对于平面打印（比如把文字和图片打印到一张纸上），它可以让人更直观地观察物体的内部构造。对于我们小学生来说，它可以让我们更快学会立体思维。
看看别人有多厉害
前年，爸爸带我参加了“世界3D打印技术博览会”，这个博览会专门普及3D打印技术，推广3D打印设备和材料，以及分享全世界在这一块的研究成果。我爸爸自己设计制造的一台3D打印机也参加了展会。
对于我这个3D打印狂热爱好者来说，参加这个博览会简直是如鱼得水。我看到了好多有意思的作品，比如我们喜欢的胖乎乎的大黄鸭，形象逼真的手模型，还有各种动物和人物肖像……你可别小看我手上这个小鸭子，它价值几百块钱呢！因为打印材料很贵，像黄金一样是按“克”来计算的。
爸爸告诉我，3D打印技术可不是单纯用来玩的，更多是用在机械零件、珠宝模具制造，以及定制版医疗器官研究制造等领域。比如病人需要一个心脏，但是很难找到正好合适的捐献者。3D打印技术可以根据病人的心脏，打印出另一个一模一样的“心脏”来。当然啦，打印心脏对材料和医疗技术的要求就更高了，目前还在试验阶段。
从爸爸的实验室开始
自从看了这些3D打印的成果之后，我就深深爱上了这个技术，想要知道更多。大家可能要问了，3D打印这么高科技的事情，我一个小学生去哪儿了解呢？我刚好有这个优势，因为我的爸爸是一位大学老师，从事的是材料加工专业，主要研究快速成型制造技术。这3D打印，不就是一种“快速成型”技术吗？
爸爸这几年都在做3D打印的课题，有时候妈妈不在，爸爸被逼无奈只好带我去实验室玩。看到爸爸带着研究生哥哥姐姐们操作3D打印机，我羡慕极了，也想要打印属于自己的3D物品。于是一有机会，我就在实验室里转悠，还真让我发现了好多小细节呢。
原来3D打印机也分很多种类！有几百万元一台的“大块头”，也有和普通打印机差不多的“小个子”。打印的材料特别有意思，它的名字叫PLA，像一卷一卷的彩色面条。（嘿，同学，别吃啊，小心烫！）而且呀，它竟然是从玉米里提取出来的，好环保呢！
我仔细看了爸爸这台3D打印机，它还是一台“实验机”，没有外壳，只是把各种部件结合在一起，像一个丑陋的机器人。但工作时，它很听爸爸的话。我好希望它也能听我的话。爸爸说，要让它听话，首先你得说出让它听得懂的语言，咦，这是什么意思？
3D怎么打印
怎么才能说出3D打印机能听懂的语言呢？那就请电脑帮忙吧！经过观察，我发现3D打印是这样完成的：
第一步，设计。首先要在电脑里设计好你想要打印的物品。感觉第一步就被难倒了……设计是打印的模板，设计得有趣，打印出来才有趣。设计出了错，那打印出来的物品也就惨不忍睹。这个要求我们要有特别强的空间想象力和创意。
第二步，计算。我看到哥哥姐姐们要算好多东西，比如每个部位的尺寸、每一种材料的用量等等，错一点都会功亏一篑（kuì）。原来每一样看似有趣的科技背后，都要经过这些无趣，甚至无比枯燥的准备工作呢！
第三步，打印。打印机开始工作啦，“吱嘎吱嘎”，预热完毕。打印机的底板和喷口温度需要达到200多度，才能把像“玉米面条”一样的打印材料PLA融化。我们需要用镊子小心地把PLA放置在底盘上，当然，这时你可以选择自己想要的颜色。简单说呢，打印的过程就是把PLA材料从固体加温到融化，再凝固成你想要的样子。
我的报告
最近，我们学校开展了“3D打印小创客”兴趣小组，老师让我们通过自己的学习观察去了解3D打印技术。哇，这简直就是为我量身打造的呀！我把自己这几年所了解的整理成了《3D打印技术起源与发展的调查研究》，感觉自己做成了一件有意义的事情，特别开心。
虽然我爱3D打印，但是对自己爱的东西尤其要严格要求，对不对？我的报告中特别写了一些它的缺点，先给大家透露一点吧。
我发现，3D打印机工作速度特别慢，打印一个核桃大的小哨子，就需要半个小时甚至更长的时间。3D打印材料的色彩很少，只有最基本的10种。若是广泛应用到生活当中，10种颜色的世界谁能受得了呢？并且价格如此“高贵”，大家想说爱它也不容易呀！
9.3d打印心得600字 篇九
活动前，男生们一听是有关科学的课，马上变得无精打采，因为在他们眼里，体育课才是最好的课。但其实这是一节既神奇又奇妙的课。
刚进教室，我们便看见每张桌上都有一台神秘而又复杂的机器。当我们坐好后，一位男老师问我们：“你们知道这是什么吗?”面对一台陌生的机器，我们不约而同地回答：“不知道。”老师笑了笑，说：“这是3D打印机，知道怎么用吗?”我们又一次齐声地说不知道。
老师给我们放了一段以前上课时的视频，里面详细地介绍了该如何使用打印机：首先，把电源打开，机器上方会出现一个显示屏，再把机器右上角的一个圆形开关调整到“打印”这一项。不一会儿，机器就发出了“呜呜”的声音。这时，老师说：“千万不要用手摸平台上的金属角，因为它有200℃。”说完，大家都用惊讶的表情看着这个小小的金属角，不敢相信。
渐渐地，金属角开始慢慢移动。这时，它的尖角里冒出了一条黑色的线。随着尖角的移动，黑线就像是一条虫子，跟着尖角一起移动。渐渐地，尖角移动的速度越来越快。我好奇地看了看上面，原来是有四根杆子帮助它移动。四个杆子围成一个正方形，就像是它的支架，而在正方形的下方，有一个平台，“虫子”就在平台上移动着。在打印机的背后，有一根又细又长的管子，管子中有黑色的液体状的东西。我恍然大悟，原来“虫子”的“食物”就是从这里来的呀。
当我把3D打印机仔细观察了一遍后，哨子也快做好了，精美的图案中还有一个圆球。这时，老师让我们去看看别的组的哨子。我跑到金旗娟那组，禁不住赞叹道：“好美啊!”他们那组是用“白虫”做的，就像是冰雕成的。如果把它放在水里，一定会更漂亮。其它组的分别是用绿色、粉色、黄色做成的。
我回到我们组时，哨子只剩下一个顶盖了。“98、99、100!”做好了!我们组的哨子做好了。“耶!”一阵阵欢呼声引来了老师。老师将哨子拿出来，让我们吹一吹。我鼓足劲，用力一吹，吹响了。跟一般的哨子没什么区别!接下来，其它组的也陆续做好了，老师的脸上也露出了笑容。
我们用欢笑告别活动，但可惜不能够每人一只哨子。真期待下一次活动呀!
10.3d生物打印阅读答案 篇十早在，瑞士伯尔尼的研究人员就使用3D打印机制作出了尺寸精确的人拇指骨。这种技术只需要一些简单的材料：3D打印机、三钙磷酸盐和聚乳酸以及能够发育成骨骼的活细胞。三钙磷酸盐和聚乳酸会形成坚硬的结构，起到支撑的作用；能够发育成骨骼的活细胞在支架上便可培养成人拇指骨。 但是那些只由柔软的.细胞组成的器官并没有这些支撑物，像心脏、肝脏等复杂器官的3D制造，最大的困难就在于没有合适的支架。 随着科技发展，也许打印更复杂的器官将不需要太久，因为支架的问题已经有了解决方案。以3D生物打印“血管”为例：科学家先是利用一些富含糖类和其他营养物质的凝胶，制造出了柔软的支架，再利用从脊髓里采集到的干细胞为原料，配合不同的生长因子，让其发育成不同类型的活细胞。接着在3D打印机的两个喷头分别灌注活细胞和水凝胶，这种工作原理和我们使用彩色打印机时在不同墨盒中注入不同的墨水是一样的。喷头喷出的微小液滴中都包含了数万个细胞，它 们会以数百微米的精度分布在水凝胶支架的周围，成为人体组织模型。打印完成后，这些微小 的作品被放进营养液中，细胞会找到彼此并且相互结合，成为一段鲜活的血管，而水凝胶稍后将会被洗掉。 这种方法制作出的符合搭桥手术需要的血管，对人体既不会有副作用，也不会引起排异反应，因为制作血管 的所有材料都来自患者自身。 目前，3 D生物打印技术只能制作一些简单的组织，离打印复杂器官的目标还有 数年的距离，但是研究者们对它充满信心。在这种技术成熟之后，我们将会拥有个人专属的器官库，随时可以打印只适合自己的身体器官。因为器官衰老和死亡这件事也许可以避免，健康的肉体将会与健全的思维存在同样长的时间。 （选自《科技纵览》，有删改） 13．根据文章内容，用简洁的语言为“3D生物打印”下一个定义。（3分） 答： 14．第4段中画线句子使用了什么说明方法？有什么作用？ （3分） 答： 15．3D生物打印技术的出现对于人类有哪些意义？（3分） 答： 参考答案 13.（3分）3D生物打印就是利用3D打印机将活细胞分布在支架上培养（制造）人体器官的技术。 14.（3分）运用作比较的说明方法，将3D打印机两个喷头和彩色打印机不同墨盒的功能进行比较，清晰地说明了3D打印机喷头的工作原理，通俗易懂。（说明方法1分，作用2分）? 11.3D打印技术的未来 篇十一如今网络变得非常开放，已成为获取信息的主要途径，电视机、广播和纸媒等传统媒体在其面前都黯然失色。任何只要被人们接触到的信息立刻会被高度传扬出去。 “解放者”是首支利用3D打印技术被广泛制作的手枪。该型号手枪仅需使用商业3D打印机便可制造完成。制造说明由网络卫士/无政府主义者制作发布，步骤非常详细，甚至涵盖了加入一片金属的步骤，以避免触犯美国的《不可探测武器法》（Undetectable Firearms Act of 1988）。无数个测试已经证实，在装配得当的情况下该武器可以发射至少一颗点38口径的子弹。 无须置疑3D打印机的能力，未来只要能用CAD软件画出的东西都可以用3D打印机制作。这种技术的潜力不可估计，同样破坏性的潜力几乎遍布了每个行业。从医学领域到制造业，在增强消费者制造能力的同时也必将颠覆许多正常的自然规律。 然而，去除获得致命武器过程中的阻力有可能会使这些功能性的手枪落在一些容易冲动的人手中。有多少次你已经达到了愤怒的状态？那种愤怒是你觉得什么对你而言都没有任何意义，你感觉几乎要开始杀戮了。当杀人的想法占据着内心，而你无法将自己的怒火平息在可控范围内时，你可能不应该拥有枪支。 在美国有许多关于严格控制枪支立法的讨论，现在集中在禁止有犯罪记录和精神疾病的人拥有枪支。但是应该如何对待那些平时很理性，但可能被愤怒逼得有杀人倾向的人呢？难道禁止获得即兴购买枪支的规定不是一个避免冲动想法伤害到其他人甚至引发恶性犯罪的有效途径吗？如果按一个按钮、组装几个零部件就能够将致命的激动情绪转化为实实在在的犯罪行为而引发更多的犯罪情绪呢？美国国务院似乎计划将制作“解放者”的链接从网络上移除。 在南非，3D打印已经被用于为小孩制作用于替换的手部。甚至美国国家航空航天局（NASA）也已经承认了它的潜力，并且计划制造一个零重力3D打印机，这部机器计划在明年的某个时间带入国际空间站。 伊恩·马尔科姆博士表示，这种技术尚处于萌芽阶段。信息自由的倡导者和枪支倡导者都主张保卫“解放者”设计图在网上的流通，这就像是一场有关互联网自由的战争，他们主张所有的信息不应该被审查，每个人都能够轻易获得。但是我们现在所讨论的不是关闭非法提供下载资料的网站服务器，而是在谈论生命和死亡。枪支只为一个理由存在—射击。 有些人指出可以用3D打印机的高价格来限制业余枪支贩卖者的数量，但是如果有利可图的话，多么高昂的价格也不再是障碍。高额的原材料成本和设备成本并没有阻止毒品工厂的存在。仅仅是因为要拥有自由的权利就去支持制造致命的武器吗？我不确定，但就个人而言，我希望能够完善3D打印技术，将其应用于制造可替换的心脏瓣膜或是为发展中国家生产水净化设备，而不是用于杀人。 来源：techcrunch 12.3D打印新技术:用玻璃也可打印 篇十二用玻璃也可打印。塑料材质已经应用在3D打印技术中, 现在麻省理工学院的研究员 开发出了一种使用玻璃材质进行3D打印的技术。这项新技术名为“3DGP”, 它跟传统的塑料3D打印方式一样, 但不同的是, 用玻璃代替了塑料作为打印材料。麻省理工学院媒介实验室联合该学校机械工程系、玻璃实验室以及维斯研究所共同开发出了这种新3D打印技术。 具体来讲, 这项技术使用了一种由玻璃构成的融化物, 然后通过调制和改变打印厚度来加层。这台3D打印机包含了两个堆积在一起的加热器, 上面的加热器可以加热温度最高达到1900华摄氏度, 充当一种“窑筒”, 底层的加热器用来加热和冷却打印材质, 已达到软化和凝固玻璃材质的目的。该研究团队表示, 他们通过合作开发出了全世界首个光学透明玻璃打印技术, 这项技术拥有非常大的潜力。 13.3D打印培训心得体会 篇十三接下来就是满满的理论与实践操作相结合的课程。通常理论课程会很无聊，因为有过很多类似的培训，说实在的真的很无聊。但这次的培训，我只能用“受益匪浅”这个词来形容。培训中，有专门讲授理论的主讲老师，还有专门教你操作的助教老师，一步一步让我们掌握相关理论与技术。 通过这次的培训学习，我们了解到3d打印技术早在19世纪就以被应用，历经几个世纪不断发展他已经逐渐成为一种新型的工业制造工艺，而且还在蓬勃发展。基本掌握了3d扫描技术、3d修模技术和3d打印技术。 14.3D打印技术发展及其应用前景 篇十四课程名称：3D打印技术 班级： 姓名： 学号: 时间：2016年10月7日 一、3D打印技术兴起 3D打印产业是工业制造领域新发展起来的技术，被誉为“具有业革命意义的制造技术”。运用3D打印技术的主要生产流程是先用计算机软件设计出一个立体的加工样式，再通过3D打印机用特制的固体材料进行打印。广泛应用于工业制造、文化创意及数码娱乐、航空航天、生物医疗、消费品、建筑工程、教育和个性化定制等领域。由此可见3D打印技术需要依托信息技术、精密仪器和科学材料等多个领域的技术，作为一项新兴的多科学交叉的技术，必须在这些相关的领域投入相应的研发力量才能真正掌握其整个的核心技术。 二、简介3D打印机 3D打印机英文 “3D Printers”，3D打印机这个名称是近年该产品来针对民用市场而出现的一个新词。其实在专业领域 他有另一个名称快速成形技术。快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技 术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。 三、3D打印技术原理 说到它的原理，其实也并不不复杂，其运作原理和传统打印机工作原理基本相同。传统打印机是只要轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像，而打印机 首先将物品转化为一组3D数据，然后打印机开始逐层分切，针对分切的每一层构建，按层次打印。 例如我们制作一个塑料材质的苹果，首先我们需要在电脑上使用3D软件制作出一个苹果的3D模型文件，然后把它转换成3D打印机支持的文件格式。接下来需要给3D打印机放入塑料耗材，现在3D打印机就可以制作了。这个过程是不是像我们的平面打印机的操作呀！好下面说重点。打印系统在制作的时候会从这个苹果3D模型底部开始切成很多片（多少片呢？这个要根据打印机的技术指标它所支持的“层厚”来决定。）也就是我们上面说的截面图。最先开始制作的是苹果模。 四、几种主要的3D打印机技术 （一）SLA技术3D打印机 SLA是最早实用化的快速成形技术。SLA 是“Stereo lithography Appearance”的缩写，即立体光固化成型法。用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等；还可以在原料中通过加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精度较高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。 （二）SLS技术3D打印机 SLS(Selective Laser Sintering)选择性激光烧结（以下简称 SLS）技术。最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的 Carlckard于1989年在其硕士论文中提出的。后美国DTM公司1992年推出了该工艺的商业化生产设备Sinter Sation。选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。 与其它3D打印机技术相比，SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前，可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复 杂的支撑系统，所以SLS的应用越来越广泛。 （三）LOM技术3D打印机 分层实体制造法（LOM———Laminated Object Manufacturing），LOM又称层叠法成形，它以片材（如纸片、塑料、薄膜或复合材料）为原材料。激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据，将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后，送料机构将新的一层纸叠加上去，利用热粘压装置将已切割层粘合在一起，然后再进行切割，这样一层层地切割、粘合，最终成为三维工件。 该技术的特点是工作可靠，模型支撑性好，成本低，效率高，缺点是前、后处理费时费力，且不能制造中空结构件。 （四）FDM技术3D打印机 熔积成型（FDM—Fused Deposition Modeling）法,该方法使用丝状材料（石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝）为原料,利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度（约比熔点高1℃）,在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一层截面，一层成形后，喷头上移一层高度，进行下一层涂覆，这样逐层堆积形成三维工件。该技术污染小。 五、3D打印技术优点 （一）制造快速 3D打印机技术是并行工程中进行复杂原型或者零件制造的有效手段,能使 产品设计和模具生产同步进行,从而提高企业研发效率，缩短产品设计周期，极0大的降低了新品开发的成本及风险，对于外形尺寸较小,异形的产品尤其适用。 （二）CAD/CAM技术的集成 设计制造一体化一直来说是现在的一个难点,计算机辅助工艺（CAPP）在现阶段由于还无法与CAD、CAM完全的无缝对接，这也是制约制造业信息化一直以来的难点之一,而快速成型技术集成CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术,使得设计制造一体化的概念完美实现。 （三）完全再现三维效果 经过快速成型制造完成的零部件，完全真实的再现三维造型，无论外表面的异形曲面还是内腔的异形孔，都可以真实准确的完成造型，基本上不再需要再借助外部设备进行修复。 （四）材料种类繁多 到目前为止，各类3D打印机设备上所使用的材料种类有很多，树脂、尼龙、塑料、石蜡、纸以及金属或陶瓷的粉末，基本上满足了绝大多数产品对材料的机械性能需求。 （五）创造显著的经济效益 与传统机械加工方式比较，开发成本上节约10倍以上，同样，快速成型技术缩短了企业的产品开发周期，使的在新品开 发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少，也基本上消除了修改模具的问题，创造的经济效益是显而易见的。 六、3D打印技术未来发展的主要趋势 3D快速成形技术除了与其他RP技术一样,可以用于产品的概念原型与功能原型件制造外,3D快速成形技术还因其独特的成形特点,使其在生物医学工程、制药工程和微型机电制造等领域有着广阔的应用前景。随着智能制造的进一步发展成熟，新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域，3D打印技术也将被推向更高的层面。未来，3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等主要趋势。 提升3D打印的速度、效率和精度，开拓并行打印、连续打印、大件打印、多材料打印的工艺方法，提高成品的表面质量、力学和物理性能，以实现直接面向产品的制造；开发更为多样的3D打印材料，如智能材料、功能梯度材料、纳米材料、非均质材料及复合材料等，特别是金属材料直接成型技术有可能成为今后研究与应用的又一个热点；3D打印机的体积小型化、桌面化，成本更低廉，操作更简便，更加适应分布化生产、设计与制造一体化的需求以及家庭日常应用的需求；软件集成化，实现CAD/CAPP/RP的一体化，使设计软件和生产控制软 件能够无缝对接，实现设计者直接联网控制的远程在线制造；拓展3D打印技术在生物医学、建筑、车辆、服装等更多行业领域的创造性应用。 【参考文献】： [1] 王灿才.3D打印的发展现状分析[J].丝网印刷。2012，(09).[2] 王雪莹.D打印技术与产业的发展及前景分析[J].中国高新技术企事业，2012，(09)[3] 刘海涛.光固化三维打印成形材料的研究与应用[D］.华中科技大学博士论文 [4] 胡发宗等.三维立体打印机的成形技术[J］.模具技术，2004 [5] 吕德平.激光打印机原理与维修[J］.中国计算机用户，1994,5.[6] 陈清，打印机技术研究和未来应用发展趋势初探[D],2010,4 [7] 邵华，3D打印机技术在未来电工教学应用中的设想[A],2011.9 [8] 刘厚才.莫健华.刘海涛.三维打印快速成形技术及其应用[J].机械科学与技术，2008(9):1184-1186． 15.3D打印美食的清华兄弟 篇十五创业狂想, 做一台煎饼打印机 吴一黎今年34 岁, 是清华大学的高材生, 毕业后曾先后供职于著名的甲骨文和IBM公司。妻子刘佳雪也是清华毕业的硕士, 年薪50 万市场调查:据相关数据统计, 北京每天供应的煎饼量多达数十万张, 这还不算街边流动的煎饼车卖出的数量。仅北京一城的煎饼市场, 每年就有至少3 个亿的份额!于是, 吴一黎他们决定利用自己擅长的IT技术, 开一家互联网煎饼餐饮店, 提供微信支付、线上订外卖等新潮服务, 立志打造“中国第一时尚煎饼品牌”。元。但在外企的高压工作, 带给吴一黎丰厚收入的同时, 也让吴一黎“收获”了颈椎病和眼疾。“因为时常加班熬夜, 对身体影响挺大, 身边那些西方同事们的思维和处事方式, 也令我感到不适。”于是, 吴一黎和妻子, 以及他在甲骨文公司的同事冯伟一拍即合, 集体辞职下海, 决定做一份自己喜欢的事业。 吴一黎和妻子刘佳雪最喜爱的一种传统美食, 就是外软内焦、咬一口酱香四溢、吃起来酥脆可口的煎饼!两人对煎饼十分迷恋, 决定以此为创业突破口。而且, 他们也做足了市场调查:据相关数据统计, 北京每天供应的煎饼量多达数十万张, 这还不算街边流动的煎饼车卖出的数量。仅北京一城的煎饼市场, 每年就有至少3个亿的份额!于是, 吴一黎他们决定利用自己擅长的IT技术, 开一家互联网煎饼餐饮店, 提供微信支付、线上订外卖等新潮服务, 立志打造“中国第一时尚煎饼品牌”。 2014 年, 吴一黎夫妻俩和冯伟一起, 开了一家煎饼店。3 位IT精英辞去世界500 强企业的高薪职位, 在北京卖起了煎饼, 这个选择令人大跌眼镜!但他们认准的事情, 就全身心地投入。 吴一黎夫妇严把健康卫生关, 同时还研发推出了其他特色小吃及饮品, 在建外SOHO商圈的煎饼店开业后, 每天都食客盈门。6 块钱一份的煎饼, 再配上一杯饮品, 就能换得一顿高效又美味的早餐, 这在高消费的首都, 简直是个天大的“福利”。很快, 这间巴掌大的小店, 每月的纯利润就达到了6 万元。 虽说煎饼店的煎饼供不应求, 可是3 个人纯手工制作, 每天最多也只能做出250 张煎饼, 除非扩大经营, 否则这份收入天花板就无法突破。可是扩大经营就要扩招员工, 就要相应地增加培训费用和工资, 狭小的后厨也站不下那么多人。在这块寸土寸金之地, 吴一黎夫妻俩权衡再三, 还是没有换更大的门面。他们开始在北京各繁华地段“复制”这种小店, 但每个煎饼店的发展, 都被“供不应求”束缚住了手脚。有的店虽然月赚数万元, 可除去房租等各项开支, 就所剩不多了。怎么才能突破这一创业瓶颈呢?正当吴一黎陷入冥思苦想的时候, 机会来了。 2015 年春节期间的一次同学聚会上, 吴一黎遇到了清华软件学院的同班同学施侃乐。对方在读博士之后, 去了法国从事3D打印研发工作。回国后, 他和身边的一帮清华校友开始创业, 成立了软件科技有限公司, 力争在3D打印方面寻求突破。两个人见面各自介绍了情况后, 吴一黎突发奇想, 说:“能不能用3D打印机打印煎饼呢?”身边几位同学立即笑喷了:“3D打印可是世界前沿科技, 用它做煎饼, 简直是用核导弹打蚊子啊?” 但施侃乐却饶有兴致地对老同学说:“你的设想很有意思, 为什么不试试呢?”他一直期望把3D打印拉下高科技神坛, 让其渗透进人们的日常生活。“3D打印机现在还只是专业人士的工具, 不是普通人的‘玩具’。”就这样, 两位清华同学找到了志同道合的梦想———研制全世界第一台煎饼打印机。 历尽坎坷, “3D煎饼”横空出世 2015 年初, 吴一黎和施侃乐共同出资成立“小飞侠”科技有限公司。然而, 兴致勃勃的吴一黎和施侃乐严重低估了做煎饼打印机的难度。他们最先遇到的实际问题, 是面糊这种胶质液体的黏滞性, 造成打印效果失真。3D打印机面浆的喷嘴离烤盘太近, 或者时间稍长, 就容易糊;离烤盘远了, “打”出来的形状就难以控制, 本来想让它走直线, 可是流体下落时会打转, 打印出的轨迹和打印料筒的喷嘴行走的轨迹无法完全吻合。 多次试验失败后, 吴一黎和施侃乐躲在房间里废寝忘食地研究。他们运用流体力学, 研究面浆下落、成形的规律, 然后用计算机进行反算, 再反复调整, 终于达到图案成形的最佳效果。图案能打印好了, 但机器的打印头要背着装有近1 斤面浆的料筒“行走”, 重量大惯性也大, 由此造成机器的声响太大, 非常影响用户体验。开始时, 机器一旦工作, 整台设备就“到处乱响”。施侃乐和吴一黎趴在机器上, 一点一点检测机器的共振点在哪里, 调整“打印头”的移动速度和转弯角。 尽管施侃乐自己的团队有做3D打印机的先进经验, 但煎饼3D打印机的尝试还是超出了他们经验的范围。因为他们这次要打印的不再是3D打印机“擅长”的塑料制品, 而是食物, 就连烤盘的传热方式都得重新考量。“最初打出来的煎饼, 花纹挺好看。可是我们把煎饼翻过来一看, 有些地方已经糊了, 有些地方还没熟。”吴一黎说, 他们只得修改了烤盘的底部结构, 把加热方式由“热传导”改成“热辐射”, 才逐步实现了均匀加热。 硬件设备逐渐成熟, 在软件程序上, 吴一黎和同伴更是调试了无数次参数, 为了打印一个茶杯垫图形的煎饼, 就打了超过1 万根线条, 最终才打出均匀的可控制线条;仅仅融合煎饼打印的部分程序代码, 就耗费整个团队近半年的时间。令人哭笑不得的是, 尽管吴一黎团队在此期间每天都焦头烂额, 但是没有一个人成功瘦身, 因为他们每天都有吃不完的“废品煎饼”。 为了制作出一台各方面都符合要求的3D煎饼打印机, 每天都有太多需要修改的、之前没想到的细节问题。吴一黎和同伴们先后进行了大小一两百处改动, 2015 年夏天, 终于研制出了3D煎饼打印机。 这台高科技“美食神器”长50 厘米、宽60 厘米, 上面有一个A4 纸大小的烤盘, 下面铺了一排加热管。烤盘上方有一个固定面浆瓶的架子, 可以前后左右移动。它使用的是挤出式3D打印技术, 打印机喷头可以在两个不同的方向移动, 能在平面上打印出一定的厚度。用户只要在电脑、平板或手机上输入文字或图片, 与这台“美食神器”联机后, 就可以打印出人像、建筑、卡通形象等各种形状的煎饼! 施侃乐和吴一黎将这台打印机命名为“三弟画饼”, 之所以叫三弟, 不仅和3D谐音, 而且颇具文化内涵———1800 年前的三国时期, 有一次诸葛亮所率部队在被曹兵追杀时炊具尽失, 发现伙夫那里仅剩些白面, 足智多谋的孔明先生, 就让伙夫在张飞部下一名士兵的铜锣上发明出了煎饼, 至今受到亿万中国人的喜爱。虽然这对清华兄弟使用3D打印技术, 第一次把煎饼这种古老食品的制作由人工变成了机器, 但为了纪念诸葛亮和张飞, 也为了赋予自家的高科技煎饼一定的文化内涵, 他们选择了“三弟画饼”这个有趣的名字。 2015 年8 月21 日, 吴一黎等人带着他们的煎饼打印机到西单美食节做展示, 以每张10 元的价格售卖“文艺煎饼”, 半小时就卖出了147张。“我要小黄人图案的!”“我要我们夫妻的合影!”“我写的一首小诗可以打印到煎饼上吗?”……当天, 围观者兴致高昂, 无论男女老幼, 都争相定制个性煎饼。吴一黎根据客户要求装上料筒, 在平板电脑上选择好图案, 2分钟就打出一张香喷喷的“哆啦A梦”图案的煎饼。看着煎饼上栩栩如生的图案或亲切的字迹, 大家都舍不得吃。吴一黎趁机做起了广告宣传:“吃吧, 以后在我们北京的煎饼门店, 都会卖这种个性煎饼, 而且我们还可以送货上门哦!” 年赚千万, “煎饼侠”兄弟的情调事业 煎饼打印机操作界面很简单, 号称“3 岁儿童都能轻松使用”, 交给一名从未操作过打印机的员工后, 可以迅速上手, 并且能一人看多个摊。吴一黎算过, 用传统方式摊煎饼, 娴熟的师傅最多能同时摊3 张饼。但用上煎饼打印机后, 一名员工可以同时照看20 台机器, 一个人每天可打印近2000 张煎饼, 是人工的10倍, 并且煎饼的口感丝毫不会打折。“劳动力的解放, 才是真正的革新。”吴一黎自豪地说。 “在吃货的世界里, 各式需求总是层出不穷。如今, ‘三弟画饼’就要用3D技术的智能煎饼打印机, 让你喜欢的图案、文字, 乃至自己的作品瞬间变成美味佳肴……”很快, 3D煎饼打印机入驻吴一黎在北京所有的煎饼门店, 诱人的广告宣传画也随之出现在北京各处, 迅速为店里吸引来了大批顾客。 普通煎饼都要6 元一份, 而这种独具创意的“艺术煎饼”不过10 元一份, 顾客纷纷掏钱尝鲜。事实上, 这种3D打印煎饼的成本仅为1.2元。“产能”大大提升后, 每家煎饼店的盈利都比过去翻了几倍。一般的顾客排队买到一份3D打印煎饼后, 赏玩一会儿就会吃下肚, 只为在视觉享受之余满足口腹之欲。而另一些“别具用心”的顾客, 却将这种煎饼派上了大用场:一个跟女朋友闹了别扭的男子, 在吃3D煎饼时忽然就来了灵感———将自己写好的一封情书打印到一张心形煎饼上, 送给尚未吃早餐的女友。女孩打开一看, 感动得眼圈泛红, 两人心头的阴云也随之一扫而光。一名厌食的孩子一直不喜欢吃早餐, 妈妈发现3D打印煎饼后, 每天都用手机拍下儿子的画作传给吴一黎店中的员工, 让他们现场制作成巧克力味或者各种水果味儿的煎饼。从此, 每天的早餐成了这个孩子最期待的惊喜, “熊孩子”美滋滋地赏玩一番印有自己画作的煎饼后, 就风卷残云一扫而光。 为了让3D煎饼更具竞争力, 吴一黎和同伴们不光将煎饼的图案设计得充满新意, 让上面的文字更随心所欲, 还对3D煎饼本身进行了改良。3D煎饼并不是大街小巷随处能见到的摊饼, 而是综合了华夫饼、可丽饼、铜锣烧等偏西式面饼, 最后的配方是在试吃了全国500 多个煎饼摊, 买了20 多个配方后形成的。吴一黎强调, 面浆不加一滴水, 而是加纯牛奶, 做出来的口感自然更诱人。 吴一黎非常重视顾客体验, 他将顾客无意中的一句“你们每天从网上下载几条新闻打印在煎饼上吧”记在心里。针对忙碌的白领们没有时间看报纸的情况, 吴一黎不仅真的在煎饼上打印新闻, 还顺便打上当天的日期和星期, 既让顾客轻松掌握当天的新闻资讯, 而且看完了就吃掉, 还实现了环保。备受推崇的“煎饼日报”就这样应运而生。 吴一黎还通过手机App和微信公众号, 让各地的手机用户可以在线上直接下单, 再向线下的就近门店安排打印, 配套的还有排队和账单管理系统。对于需求量大的公司或单位客户, 他们甚至可以提供O2O服务———上门打印煎饼。至此, 吴一黎和施侃乐这对清华兄弟, 真正把小小的煎饼卖出了“博士水平”!2015 年10 月下旬, 著名投资人徐小平在微博中赞叹的同时透露, 他已向有情怀、极好吃的“3D煎饼”投资千万元。 【3d打印岗位职责】推荐阅读： 3d打印技术解析07-21 3d打印技术现状分析11-25 3d打印设备租赁协议书06-28 3D打印技术在中国的发展现状11-25 浅谈3D打印制造技术发展趋势及对我国结构转型的影响论文08-22 社保参保证明打印07-08 空白简历表格打印07-22 总复习打印教案08-04 简历版面与打印09-09 打印述职报告09-11 |