逆向建模與產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)劉永利課后參考答案

逆向建模與產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)課后參考答案請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：可以從哪些方面入手，了解增材制造技術(shù)。同學(xué)們之間相互提出3D打印技術(shù)相關(guān)的話題。3D打印技術(shù)有什么用？從身邊的實(shí)例講解3D打印的作用、看到的相關(guān)的新聞報(bào)道、一些生產(chǎn)企業(yè)的介紹等。在學(xué)習(xí)增材造技術(shù)的過(guò)程中，準(zhǔn)備采用什么樣的學(xué)習(xí)方法？搜索相關(guān)資料、進(jìn)行比較、歸納，認(rèn)真完成實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容等。1.增材制造方法與傳統(tǒng)制造方法有什么區(qū)別?與傳統(tǒng)的兩種制造方法相比，通過(guò)CAD軟件設(shè)計(jì)三維打印，并將模型分割成切片，獲得各層接口的二維輪廓信息，然后由打印機(jī)逐層打印成形的制造模式。3D打印不需要傳統(tǒng)的工具夾具和多重處理程序，相對(duì)于傳統(tǒng)的、對(duì)原材料去除切削、組裝的加工模式不同，是一種“自下而上”通過(guò)材料累加的制造方法，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，制造速度越快。2.增材制造方法與傳統(tǒng)制造方法有什么聯(lián)系?兩者之間的關(guān)系是相輔相成、相互補(bǔ)充、密不可分的。增材制造技術(shù)主要是制造樣品，也就是將設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)模型迅速轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的、看得見、摸得著的三維實(shí)體樣件。增材制造技術(shù)不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具及多道加工工序，利用三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)在一臺(tái)設(shè)備上可快速而精確地制造出任意復(fù)雜形狀的零件，從而實(shí)現(xiàn)“自由制造”，解決許多過(guò)去難以制造的復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的成形，并大大減少了加工工序，縮短了加工周期。3.簡(jiǎn)述增材制造成形過(guò)程可以分為哪幾個(gè)步驟?增材制造過(guò)程主要分為四個(gè)步驟：步驟1：使用CAD軟件設(shè)計(jì)模型；步驟2：預(yù)處理；步驟3：打??；步驟4：后期加工。4.增材制造技術(shù)有什么作用?首先，它可以打印幾乎任何三維形狀，使設(shè)計(jì)者能夠自由地創(chuàng)造出比傳統(tǒng)替代品性能更好或成本更低的零件。其次，由于不需要模具或固定工具，機(jī)器生產(chǎn)的每個(gè)零件都可以是獨(dú)一無(wú)二的，為大規(guī)模定制進(jìn)行試制。消除了耗時(shí)的工具制造和加工操作，加快了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)，縮短了上市時(shí)間。最后，增材制造可以簡(jiǎn)化產(chǎn)品的維護(hù)和支持工作，通過(guò)從數(shù)字文件中按需生產(chǎn)零件，可以減少對(duì)備件庫(kù)存的需求。1.2請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：討論在什么樣的情況下，人們產(chǎn)生了3D打印的想法？19世紀(jì)中期的照相雕塑(Photosculpture)技術(shù)、地貌成形(Topography)技術(shù)。3D打印技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，大家認(rèn)為可從哪些方面進(jìn)行突破？設(shè)備、工藝、材料等方面。如何能做到盡快普及3D打印？工藝簡(jiǎn)單、打印的材料方便獲得、設(shè)備價(jià)格低廉。1.3D打印的發(fā)展有哪幾個(gè)階段?誕生階段、發(fā)展應(yīng)用階段。2.3D打印技術(shù)快速發(fā)展的原因有哪些?（1）全國(guó)對(duì)3D打印技術(shù)的認(rèn)可，注重研發(fā)。（2）逐漸豐富打印材料種類，推動(dòng)3D打印機(jī)應(yīng)用范圍擴(kuò)大。（3）汽車、電子、航天、醫(yī)療、制鞋等行業(yè)為了加快產(chǎn)品開發(fā)、改進(jìn)產(chǎn)品性能、提高用戶需求響應(yīng)速度，積極探索3D打印技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。（4）實(shí)施3D打印技術(shù)普及教育。3.3D打印技術(shù)發(fā)展的滯礙因素有哪些?(1)技術(shù)限制；(2)材料限制；(3)機(jī)器限制；(4)效率問題；(5)知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題；(6)道德的挑戰(zhàn)；(7)費(fèi)用高昂。4.簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外3D打印發(fā)展歷史。國(guó)外3D打印技術(shù)的發(fā)展：1892年到1988年屬于初期階段，1988年到1990年屬于快速原型技術(shù)階段，1990年到現(xiàn)在為直接增材制造階段。國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)的發(fā)展：自20世紀(jì)90年代初，3D打印的概念開始在中國(guó)興起，在國(guó)家科技部等多部門持續(xù)支持下，清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等高校成為國(guó)內(nèi)3D打印技術(shù)的重要科研基地，在典型的成形設(shè)備、軟件、材料等方面研究和產(chǎn)業(yè)化方面獲得了重大進(jìn)展。進(jìn)入21世紀(jì)后，3D打印技術(shù)逐漸被大眾所接受。我國(guó)研發(fā)出了一批增材制造裝備,在典型成形設(shè)備、軟件、材料等方面研究和產(chǎn)業(yè)化方面獲得了重大進(jìn)展，初步實(shí)現(xiàn)設(shè)備產(chǎn)業(yè)化，接近國(guó)外產(chǎn)品水平，改變了該類設(shè)備早期仰賴進(jìn)口的局面。1.3請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：三維實(shí)體和二維平面有什么關(guān)系?三維實(shí)體模型可轉(zhuǎn)為二維平面圖，二維平面圖可用來(lái)表示三維實(shí)體模型?！半x散/堆積成形”的成形思想是指什么?離散/堆積成形是從零件的CAD實(shí)體模型出發(fā)，通過(guò)軟件分層離散和數(shù)控成形系統(tǒng)，用層層加工的方法將成形材料堆積而形成實(shí)體零件。它是一種從“0”到“1”的加工過(guò)程。由于它把復(fù)雜的三維制造轉(zhuǎn)化為一系列的維制造，

甚至是單維制造，

因而可以在不用任何夾具和工具的條件下制造任意形狀的零部件，極大地提高了生產(chǎn)效率和制造柔性。討論下身邊有哪些物品可以采用3D打印技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)?月球燈、手機(jī)殼、筆筒、杯子等1.3D實(shí)物的成形方法有哪幾類?（1）受迫成形、（2）去除成形、（3）離散/堆積成形、（4）生長(zhǎng)成形。2.解釋下3D打印技術(shù)的原理是什么?3D打印技術(shù)是基于“離散/堆積成形”的成形思想，用層層加工的方法將成形材料“堆積”而形成實(shí)體零件，也稱為“快速成形技術(shù)”或“疊加制造技術(shù)”。從原理上來(lái)說(shuō)，3D打印需要通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)或計(jì)算機(jī)動(dòng)畫建模軟件建模，再將建成的三維模型“切片”成逐層的截面數(shù)據(jù)，并把這些信息傳送到3D打印機(jī)上，3D打印機(jī)會(huì)把這些切片堆疊起來(lái)，直到一個(gè)固態(tài)物體成形。3.3D打印的過(guò)程有哪些步驟?1.CAD設(shè)計(jì)；2.格式轉(zhuǎn)換和文件處理；3.打??；4.打印件取出；5.后處理過(guò)程。4.3D打印技術(shù)有哪些類型?FDM、LOM、SLS、SLA、3DP1.4你覺得哪些材料可用于3D打印?樹脂、金屬、陶瓷等你認(rèn)為3D打印材料應(yīng)具有哪些性能?價(jià)格低廉、對(duì)環(huán)境無(wú)污染，具有良好的打印性能，滿足產(chǎn)品對(duì)強(qiáng)度、剛度、耐潮濕性、熱穩(wěn)定性能等的要求，具有強(qiáng)度、剛度、耐溫性、抗蝕性能等相關(guān)要求。你最想用哪一種3D打印材料來(lái)生產(chǎn)什么樣的產(chǎn)品?生產(chǎn)兒童玩具、航空航天模型、教學(xué)模型。1.3D打印材料如何分類?（1）按成形和工藝實(shí)現(xiàn)方法分類；（2）按材料形態(tài)分類；（3）按材料的物理狀態(tài)分類；（4）按照材料的化學(xué)性能分類。2.常見3D打印材料和特殊3D打印材料分別有哪些?常見3D打印材料：（1）

ABS塑料；（2）

PLA塑料；（3）亞克力材料；（4）尼龍；（5）樹脂；（6）玻璃；（7）陶瓷；（8）金屬—金、銀和鈦金屬；（9）金屬—不銹鋼。特殊3D打印材料：（1）人造骨粉；（2）巧克力等食品級(jí)原料；（3）生物細(xì)胞。3.對(duì)3D打印材料有哪些要求?（1）開發(fā)滿足不同用途要求的多品種3D打印材料，如直接成形金屬件的3D打印材料和醫(yī)用的、具有生物活性的3D打印材料等。（2）建立材料的性能數(shù)據(jù)庫(kù)，開發(fā)性能更加優(yōu)越、無(wú)污染的3D打印材料。（3）利用計(jì)算機(jī)對(duì)材料的成形過(guò)程和成形性能進(jìn)行模擬、分析。（4）應(yīng)該有利于后續(xù)處理工藝。4.3D打印材料面臨有哪些問題?目前在工業(yè)級(jí)打印材料方面存在的問題主要是：（1）可使用的材料的成熟度跟不上3D市場(chǎng)的發(fā)展。（2）打印流暢性不足。（3）材料強(qiáng)度不夠。（4）材料對(duì)人體的安全性和對(duì)環(huán)境友好性的矛盾。（5）材料標(biāo)準(zhǔn)化及系列化規(guī)范的制定。2.1什么是幾何模型？什么是幾何建模?幾何模型是把三維實(shí)體的幾何形狀及其屬性用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述和存儲(chǔ)，供計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換與處理的數(shù)據(jù)模型,包含了三維形體的幾何信息、拓?fù)湫畔⒁约捌渌麑傩缘臄?shù)據(jù)。幾何建模就是形體的描述和表達(dá)，是建立在幾何信息和拓?fù)湫畔⒒A(chǔ)的建模。實(shí)體模型有哪些表示方法？實(shí)體模型將表現(xiàn)規(guī)則應(yīng)用于第一模型，以生成表現(xiàn)模型，根據(jù)所述第一模型創(chuàng)建其模型實(shí)體，從所述第一模型中讀取模型內(nèi)容，并從所述表現(xiàn)模型中讀取表現(xiàn)數(shù)據(jù)，以及將所讀取的模型內(nèi)容和表現(xiàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用于所述模型實(shí)體。實(shí)體模型是一個(gè)三維的三角網(wǎng)數(shù)據(jù)。通常定義實(shí)體模型是在三角形所確定三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，由一組通過(guò)空間位置，在不同平面內(nèi)的線相互連接而成的。實(shí)體模型是建立三維模型的基礎(chǔ)。例如：一個(gè)實(shí)體模型可能是通過(guò)周圍穿過(guò)實(shí)體的剖面線形成的。實(shí)體模型是由線串上包含的點(diǎn)形成的一系列的三角形創(chuàng)建的。這些三角形在平面視角上可能是重疊的，但是三維中認(rèn)為是不重疊或是相交的。在實(shí)體模型中的三角形是一個(gè)完全封閉的結(jié)構(gòu)。利用實(shí)體內(nèi)部的聯(lián)系和實(shí)體間的聯(lián)系來(lái)描述客觀事物及其聯(lián)系，稱實(shí)體模型。特征建模有哪些方法？各有什么特點(diǎn)？特征建模是建立在CAD/CAPP/CAM集成提供的理論基礎(chǔ)上，通過(guò)一定的方法高層次的對(duì)幾何形體上的凹腔、孔、槽等的集成描述。方法包括包裝方法,過(guò)濾方法,嵌入方法。1.三維建模有什么應(yīng)用?（1）工業(yè)領(lǐng)域；（2）建筑領(lǐng)域、景觀場(chǎng)景；（3）室內(nèi)設(shè)計(jì)；（4）動(dòng)畫影視；（5）游戲美術(shù)2.在機(jī)械行業(yè)，常用的三維建模軟件有哪些？常用軟件：UG、Pro/E、、3DSMAX、Solidworks等3.什么是逆向建模？逆向建模有什么應(yīng)用？對(duì)已有產(chǎn)品（樣品或模型）進(jìn)行三維掃描或自動(dòng)測(cè)量，再由計(jì)算機(jī)生成三維模型。逆向建模的應(yīng)用領(lǐng)域有：（1）給定產(chǎn)品樣品，如家電的外殼、鑄件等，采用逆向工程的手段，獲取三維CAD模型、繪制產(chǎn)品圖紙，完成產(chǎn)品的數(shù)榨編程及樟具設(shè)計(jì)。（2）先用石膏等造型材料，按一定比例設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的外形，然后，采用逆向設(shè)計(jì)的手段，獲取其三維CAD模型。（3）測(cè)量產(chǎn)品的三維點(diǎn)云，與CAD模型進(jìn)行比較，分析產(chǎn)品的制造誤差，即產(chǎn)品檢測(cè)。2.2你覺得什么樣的文件可以用于3D打印?3D打印設(shè)備可以識(shí)別的文件你認(rèn)為STL文件有什么樣的特點(diǎn)?優(yōu)點(diǎn)：生成簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)文件廣泛，具有簡(jiǎn)單的分層算法，模型易于分割。缺點(diǎn)：近似性，數(shù)據(jù)的冗余，信息缺乏，精度損失，錯(cuò)誤和缺陷。你認(rèn)為STL文件常見的錯(cuò)誤有哪些?（1）出現(xiàn)違反共頂點(diǎn)規(guī)則的三角形。（2）出現(xiàn)違反取向規(guī)則的三角形。（3）出現(xiàn)錯(cuò)誤的裂縫或孔洞。（4）三角形過(guò)多或過(guò)少。（5）微小特征遺漏或出錯(cuò)。1.什么是STL文件?STL文件的精度取決于什么?STL文件格式是由3DSYSTEM公司于1988年制定的一個(gè)接口協(xié)議，是一種為快速原型制造技術(shù)服務(wù)的三維圖形文件格式。它將實(shí)體表面離散化為大量的三角形面片，依靠這些三角形面片來(lái)逼近理想的三維實(shí)體模型。2.STL文件的基本規(guī)則有哪些?（1）取向規(guī)則；（2）共頂點(diǎn)規(guī)則；（3）取值規(guī)則；（4）合法實(shí)體規(guī)則。3.STL格式轉(zhuǎn)換常見的有哪些軟件?常見的軟件有3DTransVidia、TransMagic、CADfix等。4.在實(shí)際快速原型制作過(guò)程中，如果所要制作的原型尺寸過(guò)大，應(yīng)該怎么處理？在實(shí)際快速原型制作過(guò)程中，若原型尺寸相對(duì)于快速成型系統(tǒng)臺(tái)面尺寸過(guò)大、過(guò)復(fù)雜無(wú)法去除支撐或過(guò)小，就必須對(duì)STL模型進(jìn)行分割處理或拼接處理。2.3什么是3D切片軟件？它能做什么？3d打印切片就是對(duì)三維模型數(shù)據(jù)處理過(guò)程的簡(jiǎn)稱。3D打印機(jī)配套的有一個(gè)切片軟件，這個(gè)切片軟件就是對(duì)要打印的三維模型文件進(jìn)行打印參數(shù)設(shè)置的軟件。參數(shù)設(shè)置好后，選擇視圖中的切片按鈕，這個(gè)軟件就可以自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)，最終獲得3D打印機(jī)可以識(shí)別的一種G代碼文件。這個(gè)文件傳輸給3D打印機(jī)就可以打印了。常見的3D切片軟件有哪些？?jī)?yōu)缺點(diǎn)？（1）Curacura是目前市場(chǎng)上使用最廣泛的開源切片軟件，這是一款中文的3D打印切片軟件。cura是Ultimaker公司的產(chǎn)品，剛開始主要為自己的產(chǎn)品配套使用，就是著名的UM系列的3D打印機(jī)，后來(lái)逐漸開源了該切片軟件。cura具有快速的切片功能,具有跨平臺(tái)、開源、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),能夠自動(dòng)進(jìn)行模型準(zhǔn)備，模型切片。（2）S3dS3d全稱是Simplify3D(3d打印切片軟件)是一款強(qiáng)大的3d打印切片軟件，被稱為切片之王。如果你需要研究性的切片打印的話，Simplify3D絕對(duì)是你最好的選擇，開發(fā)優(yōu)質(zhì)3D打印軟件，受到世界各地創(chuàng)新者、工程師和專業(yè)用戶的青睞。強(qiáng)大的，全合一的軟件應(yīng)用程序簡(jiǎn)化了3D打印的過(guò)程，同時(shí)提供了強(qiáng)大的定制工具，使用戶能夠在3D打印機(jī)上獲得更高質(zhì)量的結(jié)果。該軟件支持?jǐn)?shù)百個(gè)3D打印機(jī)品牌，并可通過(guò)廣泛的行業(yè)合作伙伴名單在全球范圍內(nèi)使用。它已經(jīng)與30多個(gè)國(guó)家的3D打印公司合作，以確保該軟件與最新的3D打印硬件兼容。（3）RepetierHost這款軟件使用便捷，易于設(shè)置，具有手動(dòng)調(diào)試，模型切片等一系列功能。這款軟件非常適合創(chuàng)客發(fā)燒友使用，更方便、更廉價(jià)，更適合手動(dòng)調(diào)整。很多自己組裝3D打印的發(fā)燒友都在用這款軟件，尤其是在沒有顯示屏的設(shè)備上，用這款軟件絕對(duì)是最好的。3D打印文件常用哪幾種格式？.STLSTL是STereoLithography的縮寫。它是3D打印中最常用的文件格式，因?yàn)槟梢酝ㄟ^(guò)許多CAD軟件和打印系統(tǒng)導(dǎo)出它。這些文件只有一種顏色，因此不適合多色打印機(jī)型號(hào)。.OBJ在.STL之后，.OBJ是領(lǐng)先的3D打印文件格式。它包含不同的信息，如顏色、溫度、紋理等。與STL文件不同，它可以存儲(chǔ)多色信息。許多3D打印機(jī)和3D軟件都支持.stl和.obj文件格式.gcode.gcode，也稱為.g或.gco，是一種文件格式，其中存儲(chǔ)了G代碼指令。切片程序用于創(chuàng)建它。這些程序?qū)AD模型轉(zhuǎn)換為您的3D打印機(jī)可以理解的G代碼。.3MF3MF(3DManufacturingFormat的縮寫)最早由微軟于2015年創(chuàng)建。當(dāng)時(shí)，他們的目標(biāo)是在使用Windows10時(shí)簡(jiǎn)化打印過(guò)程。它是一種基于XML的數(shù)據(jù)格式，也是開源的。與.STL相比，.3MF存儲(chǔ)了3D模型的更多方面(顏色、紋理、材料等)。.VRMLVRML代表虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言。與STL相比，它是最新的文件格式形式。它一次只能存儲(chǔ)一個(gè)UV顏色模型，這使其適用于彩色3D模型。它不如STL流行，但它提供了與顏色相關(guān)的信息，這使得它在處理彩色模型時(shí)更加有用。1.你們學(xué)校用哪一種或哪幾種切片軟件？cura切片軟件，這款軟件是目前市場(chǎng)上使用最廣泛的開源切片軟件，是一款中文的3D打印切片軟件。2.你知道每個(gè)參數(shù)的含義嗎？（1）Quality（質(zhì)量）；（2）Fill(填充）；（3）Speedandtemperature(速度和溫度)；（4）Support(支撐）等。3.如何通過(guò)合理設(shè)置參數(shù)來(lái)提高打印質(zhì)量？（1）通過(guò)軟件對(duì)STL文件進(jìn)行修復(fù)。（2）選擇合適的工藝參數(shù)，包括層厚、補(bǔ)償、擠壓速度、填充速度、開關(guān)延遲、噴嘴溫度、成型室溫等。（3）增加基底厚度，增加填充間隔，可降低物體彎曲變形程度。（4）保持平臺(tái)清潔，校準(zhǔn)Z軸印刷的初始高度。2.4你認(rèn)為3D打印進(jìn)行到這里就徹底結(jié)束了么？如果不是，還需要進(jìn)行哪些工作？打印結(jié)束后，（1）打磨拋光；（2）精細(xì)上色；（3）噴漆；（4）化學(xué)處理；（5）粘合。試著復(fù)述一遍3D打印機(jī)的操作過(guò)程，其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充與修正。打印機(jī)底板調(diào)平；打印機(jī)預(yù)熱；開始打??；打印結(jié)束。你認(rèn)為在打印過(guò)程中哪個(gè)步驟是最關(guān)鍵的？打印機(jī)底板調(diào)平。1.不同的打印機(jī)，操作方法也不同，你們的打印機(jī)如何操作？打印機(jī)底板調(diào)平；打印機(jī)預(yù)熱；開始打?。淮蛴〗Y(jié)束。2.打印過(guò)程中，如何提高打印質(zhì)量和成功率？（1）在水平校準(zhǔn)中一定要讓噴頭無(wú)論在哪幾個(gè)點(diǎn)都要保持首層距離相等，這樣打印出來(lái)的模型才會(huì)更完美。（2）用戶可以設(shè)置平臺(tái)溫度，不同的材料設(shè)置相應(yīng)的底板溫度即可。例如PLA材料建議60度平臺(tái)溫度。（3）在切片軟件中設(shè)置首層高度。例如：如果你的打印精度是0.1mm，那么建議首層打印高度調(diào)整到0.2mm或者0.25mm高度，這樣噴頭出料量會(huì)增加，也會(huì)彌補(bǔ)水平校準(zhǔn)的首層噴頭和平臺(tái)距離的過(guò)大的問題。3.打印結(jié)束，如何進(jìn)行后處理？后處理內(nèi)容有哪些？（1）碾磨；（2）表面噴砂處理；（3）有機(jī)化學(xué)處理;（4）震動(dòng)拋光。3.1如何利用熔融沉積成形技術(shù)才能打印出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品呢？關(guān)鍵是設(shè)置好打印噴頭的移動(dòng)速度和熱塑性材料加熱到熔融狀態(tài)時(shí)的溫度。打印噴頭的移動(dòng)速度與絲狀熱塑性材料的擠出速度相互配合，若速度過(guò)快則材料拉伸尺寸變小，過(guò)慢則材料堆積尺寸變大。如果熱塑性材料溫度過(guò)低，打印噴頭容易被堵住，無(wú)法正常順利擠出絲狀材料，造成打印斷續(xù)甚至打印停滯；如果熱塑性材料溫度過(guò)高，絲狀材料在擠出時(shí)直徑變小，冷卻凝固時(shí)間變長(zhǎng)，造成產(chǎn)品變形。因此要通過(guò)實(shí)踐合理設(shè)置打印噴頭的移動(dòng)速度和熱塑性材料加熱到熔融狀態(tài)時(shí)的溫度。1．什么是熔融沉積快速成形技術(shù)？它的原理是什么？FDM工藝是一種將各種熱熔性的絲狀材料（PLA、ABS等）加熱熔化，在計(jì)算機(jī)控制下逐層堆積成形的工藝方法，又稱為熔絲沉積制造。其工作原理是，絲狀的熱塑性材料通過(guò)加熱棒加熱到熔融狀態(tài)，從打印噴頭底部的噴頭中擠出，打印噴頭按照控制系統(tǒng)指令沿著零件截面輪廓軌跡運(yùn)動(dòng)，將熔融狀態(tài)的材料按照自動(dòng)生成的路徑選擇性地涂覆在工作臺(tái)上，迅速冷卻后形成截面輪廓，當(dāng)前層成形后，工作臺(tái)下降特定高度再進(jìn)行下一層的涂覆，材料按照分層數(shù)據(jù)逐層堆積形成三維產(chǎn)品。2．熔融沉積快速成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？1）FDM工藝原理簡(jiǎn)單，操作容易實(shí)現(xiàn)，有利于該工藝3D打印設(shè)備實(shí)現(xiàn)小型化和便攜化。2）FDM工藝設(shè)備不需要激光器、掃描振鏡等昂貴部件，設(shè)備費(fèi)用低。另外原材料的利用效率高且沒有毒氣或化學(xué)物質(zhì)的污染，使得成形成本大大降低。3）后處理過(guò)程比較簡(jiǎn)單。FDM所采用的支撐結(jié)構(gòu)很容易去除，尤其是模型的變形比較微小，原型制件的支撐結(jié)構(gòu)只需要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的剝離就能直接使用。4）成形材料種類很多、來(lái)源廣泛，主要有PLA、ABS、石蠟、鑄蠟、尼龍、人造橡膠等熔點(diǎn)較低的材料及低熔點(diǎn)金屬、陶瓷等絲材，成本相對(duì)較低。缺點(diǎn)：打印噴頭的速度和成形速度慢，效率低，不適合構(gòu)建大型零件。打印后的模型尺寸精度較低。成形制件在厚度方向上的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱，需要設(shè)計(jì)和制作支撐結(jié)構(gòu)。噴頭容易發(fā)生堵塞，不便維護(hù)。3．如何利用熔融沉積成形技術(shù)打印出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品呢？根據(jù)需要通過(guò)CAD軟件設(shè)計(jì)出需要打印的模型，然后利用切片軟件對(duì)模型進(jìn)行處理，在對(duì)打印機(jī)操作前，先要通過(guò)切片軟件對(duì)層高、壁厚、填充密度、打印速度、噴頭溫度、支撐類型等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，生成分層打印路徑，將模型切片后，保存到SD卡里。3.2請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：SLA技術(shù)與其他打印技術(shù)有什么顯著特點(diǎn)呢？1.精度高、表面光滑、可制作大尺寸產(chǎn)品；2.剛性較好、銳角極好、收縮??；3.表面細(xì)節(jié)極佳，極具質(zhì)感，制作速度較快；4.樹脂種類繁多（白色，半透明、全透明、高韌性等）以滿足各種性能需求。5.快速加工高精度、高表面質(zhì)量、多細(xì)節(jié)手板樣件，可用于汽車模具，醫(yī)療生物，消費(fèi)電子、游戲動(dòng)漫、建筑設(shè)計(jì)、雕塑造型、家居裝飾等領(lǐng)域概念模型、一般部件、外觀驗(yàn)證、裝配校核，某些情況下可用于功能測(cè)試。6.針對(duì)特殊要求有相應(yīng)的特性材料，比如耐熱樹脂、全透明樹脂。7.SLA光固化成型法是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝，成熟度高，經(jīng)過(guò)時(shí)間的檢驗(yàn)。8.由CAD數(shù)字模型直接制成原型，加工速度快，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，無(wú)需切削工具與模具。9.加工結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具。1.什么是光固化快速成形技術(shù)？光固化成形技術(shù)，是基于離散堆積的思想，以液態(tài)光敏樹脂作為成形原料，激光光束通過(guò)數(shù)控裝置控制的掃描器，按設(shè)計(jì)的掃描路徑照射到液態(tài)光敏樹脂表面，使表面特定區(qū)域內(nèi)的一層樹脂固化，當(dāng)一層加工完畢后，就生成零件的一個(gè)截面，然后升降臺(tái)下降一定距離，固化層上覆蓋另一層液態(tài)樹脂，再進(jìn)行第二層掃描，第二固化層牢固地黏結(jié)在前一固化層上，這樣一層層疊加而成三維工件原型。2.光固化快速成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？主要有如下優(yōu)點(diǎn)：光固化成形技術(shù)是最早出現(xiàn)的快速成形制造工藝，成熟度最高；成形速度較快，系統(tǒng)工作相對(duì)穩(wěn)定；可以打印的尺寸也比較大；后期處理特別是上色都比較容易；尺寸精度高，表面質(zhì)量較好，比較適合做小件及較精細(xì)件。光固化成形技術(shù)的不足之處在于：設(shè)備造價(jià)較高，使用和維護(hù)成本高；對(duì)工作環(huán)境要求苛刻；成形件多為樹脂類，強(qiáng)度、剛度、耐熱性有限，不利于長(zhǎng)時(shí)間保存；這種成形產(chǎn)品對(duì)貯藏環(huán)境有很高的要求，溫度過(guò)高會(huì)熔化。需要設(shè)計(jì)工件的支撐結(jié)構(gòu)，以便確保在成形過(guò)程中制作的每一個(gè)結(jié)構(gòu)部位都能可靠定位。3.3請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論SLS快速成形技術(shù)原理，理解SLS快速成形技術(shù)特點(diǎn)。選擇性激光燒結(jié)(以下簡(jiǎn)稱SLS)技術(shù)最初是由美國(guó)德克薩斯于1989年在其碩士論文中提出的。后美國(guó)公司于1992年推出了該工藝的商業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備SinterSation。幾十年來(lái)，在SLS領(lǐng)域做了大量的研究工作，在設(shè)備研制和工藝、材料開發(fā)上取得了豐碩成果。德國(guó)公司在這一領(lǐng)域也做了很多研究工作，并開發(fā)了相應(yīng)的系列成型設(shè)備。國(guó)內(nèi)也有多家單位進(jìn)行SLS的相關(guān)研究工作，也取得了許多重大成果，如研制的RAP-I型激光燒結(jié)快速成型系統(tǒng)和開發(fā)的AFS一300激光快速成型的商品化設(shè)備。選擇性激光燒結(jié)是采用激光有選擇地分層燒結(jié)固體粉末，并使燒結(jié)成型的固化層層層疊加生成所需形狀的零件。其整個(gè)工藝過(guò)程包括CAD模型的建立及數(shù)據(jù)處理、鋪粉、燒結(jié)以及后處理等。SLS快速成形整個(gè)工藝裝置由粉末缸和成型缸組成，工作時(shí)粉末缸活塞(送粉活塞)上升，由鋪粉輥將粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均勻鋪上一層，計(jì)算機(jī)根據(jù)原型的切片模型控制激光束的二維掃描軌跡，有選擇地?zé)Y(jié)固體粉末材料以形成零件的一個(gè)層面。粉末完成一層后，工作活塞下降一個(gè)層厚，鋪粉系統(tǒng)鋪上新粉.控制激光束再掃描燒結(jié)新層。如此循環(huán)往復(fù)，層層疊加，直到三維零件成型。最后，將未燒結(jié)的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。對(duì)于金屬粉末激光燒結(jié)，在燒結(jié)之前，整個(gè)工作臺(tái)被加熱至一定溫度，可減少成型中的熱變形，并利于層與層之間的結(jié)合。與其它快速成型(RP)方法相比，SLS最突出的優(yōu)點(diǎn)在于它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說(shuō)，任何加熱后能夠形成原子間粘結(jié)的粉末材料都可以作為SLS的成型材料。目前，可成功進(jìn)行SLS成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復(fù)合粉末材料。由于SLS成型材料品種多、用料節(jié)省、成型件性能分布廣泛、適合多種用途以及SLS無(wú)需設(shè)計(jì)和制造復(fù)雜的支撐系統(tǒng)，所以SLS的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

1．什么是選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）技術(shù)？它的原理是什么？SLS技術(shù)利用粉末狀材料在激光照射下高溫?zé)Y(jié)的基本原理，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制光源定位裝置實(shí)現(xiàn)精確定位，然后逐層燒結(jié)堆積成形。利用高強(qiáng)度激光（通常是紅外激光束）把極細(xì)的粉末顆粒狀高分子材料熔化。激光對(duì)水平壓緊的粉末面進(jìn)行逐層掃描，掃描完一層后工作平臺(tái)下沉，然后在頂層噴上新的粉末進(jìn)行下一步掃描，利用激光燒結(jié)使得熔化的粉末顆粒相互融合黏結(jié)。2．選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？（1）SLS3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1）SLS可使用的材料多。2）精度較高。3）不需要外加支撐。4）材料的利用率高。（2）SLS3D打印技術(shù)的缺點(diǎn)1）打印的成品零件會(huì)收縮變形。2）后期處理工序復(fù)雜。3）顏色易變、易潮濕變形。4）加工機(jī)械昂貴，材料損耗大。5）每次都必須更新粉末。3．如何利用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）打印出符合設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品？選擇性激光燒結(jié)技術(shù)主要的應(yīng)用可以體現(xiàn)在：新產(chǎn)品的外形研制和開發(fā)?？梢钥焖僦圃斐瞿Ｐ?，縮短從設(shè)計(jì)到制造出產(chǎn)品的時(shí)間，使客戶更加快速直觀地看到最終產(chǎn)品的模型。人工器官移植領(lǐng)域；創(chuàng)作抽象的藝術(shù)品；制作復(fù)雜的熔模和砂型構(gòu)件；應(yīng)用SLS技術(shù)可以直接制作熔模模具進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用；微型機(jī)械設(shè)備的研究和開發(fā)。3.4根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：3DP打印快速原型的精度由什么決定？（1）粉末材料以及與之匹配粘接溶液的性能；（2）粉末層厚度和壓實(shí)密度；（3）噴射粘滴的定位精度；（4）噴射粘滴對(duì)粉末的沖擊作用。1．三維打印成形技術(shù)（3DP）技術(shù)是怎樣打印成形工件的？請(qǐng)簡(jiǎn)述其工藝過(guò)程。從工作方式來(lái)看，三維打印和傳統(tǒng)二維噴墨打印最為接近。與SLS3D打印工藝一樣，3DP也是通過(guò)將粉末黏結(jié)成整體來(lái)進(jìn)行零部件的制造。兩者的不同之處在于，3DP技術(shù)不是通過(guò)激光熔融粉末的方式進(jìn)行黏結(jié)，而是通過(guò)噴頭上的噴嘴噴出的黏結(jié)劑，使粉末顆粒相互黏結(jié)起來(lái)。3DP工作原理如圖3-12所示，其通過(guò)噴頭噴射膠黏劑，將粉末一層層堆積黏結(jié)成形。2．三維打印成形技術(shù)（3DP）技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？3DP打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是成形速度快，設(shè)備價(jià)格相對(duì)低廉，粉末通過(guò)黏合劑結(jié)合，而不是用其他的工藝在保護(hù)狀態(tài)下進(jìn)行燒結(jié)。并且可以一個(gè)噴頭使用多個(gè)噴嘴進(jìn)行工作?？蓪?shí)現(xiàn)有漸變色的全彩色3D打印，可以完美體現(xiàn)設(shè)計(jì)師在色彩上的設(shè)計(jì)思想和意圖?？梢圆捎糜蓄伾酿そY(jié)劑，使用多種粉末材料進(jìn)行打印。打印過(guò)程中無(wú)須支撐材料，不但避免去除支撐材料的后處理過(guò)程，而且也降低了材料成本?？梢詫?shí)現(xiàn)大型工件的打印。工作環(huán)境比較清潔。3DP打印技術(shù)的缺點(diǎn)是產(chǎn)品力學(xué)性能差，強(qiáng)度、韌性相對(duì)較低，通常只能作為樣品展示，無(wú)法適用于功能性試驗(yàn)。需要綜合考慮粉末材料及黏結(jié)材料的性能和粒度、形狀及成分對(duì)成形件的影響。模型精度和表面質(zhì)量都比較差。工件成形后需進(jìn)行去除粉末、固化、包覆等后處理。材料的快速成形特性不僅和材料本身性質(zhì)有關(guān)，還和成形的方法、制件的三維結(jié)構(gòu)等有關(guān)。原材料價(jià)格比較貴。3．制約該技術(shù)快速成形精度的影響因素有哪些？3DP打印技術(shù)，粉末粘接的直接成品強(qiáng)度并不高，只能作為測(cè)試原型：其次粉末粘接的工作原理使得其成品表面不如SLA產(chǎn)品光潔，精細(xì)度也有劣勢(shì)。此外，制造相關(guān)材料粉末的技術(shù)比較復(fù)雜，成本較高，也是造成3DP技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛的原因。4.13D打印產(chǎn)品為什么要進(jìn)行后處理?目前桌面型3D打印機(jī)模型的幾何精度和表面粗糙度級(jí)別是非常有限的,表面光澤和顏色也較為單一。從快速成形機(jī)上取下的制品往往需要進(jìn)行剝離，以便去除廢料和支撐結(jié)構(gòu)，對(duì)于需要進(jìn)行后續(xù)裝配的打印件通常需要打磨處理，有些要求具有藝術(shù)效果的作品則需要手工上色或利用丙酮熏蒸使表面光亮，有的還需要進(jìn)行后固化、修補(bǔ)、打磨、拋光和表面強(qiáng)化處理等。分組討論后處理的類型。剝離、修補(bǔ)、打磨、拋光和表面涂覆等表面后處理方法3D打印技術(shù)后處理的發(fā)展會(huì)有什么趨勢(shì)?將后處理工藝進(jìn)行集成和自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)除粉、化學(xué)蒸汽平滑、著色、零件分揀和質(zhì)量檢查等一系列的后處理工作，全程自動(dòng)化。一是將后處理系統(tǒng)和3D打印系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)真正的端到端自動(dòng)化生產(chǎn)，二是要兼容更多的材料，包括金屬和熱固性材料。1.3D打印技術(shù)后處理方法有哪些?剝離、修補(bǔ)、打磨、拋光和表面涂覆等表面后處理方法2.后處理過(guò)程中，如何保證產(chǎn)品的質(zhì)量？為了獲得最佳的表面光潔度，需要針對(duì)選擇的3D打印技術(shù)把握好零件關(guān)鍵面的成型方向。還有一個(gè)考慮的因素是打印速度，打印速度和表面光潔度是負(fù)相關(guān)的兩個(gè)因素。很多后處理工藝都涉及某種程度的材料去除，因而在設(shè)計(jì)零部件的幾何形狀時(shí)需要考慮到后處理工藝，并考慮怎樣來(lái)補(bǔ)償這些去除量。收集后處理的結(jié)果及數(shù)據(jù)，并用于接下來(lái)一輪的設(shè)計(jì)優(yōu)化。3.樹脂產(chǎn)品和金屬產(chǎn)品的后處理方法有什么不同？樹脂產(chǎn)品的后處理，剝離、修補(bǔ)、打磨、拋光和表面涂覆等表面后處理方法。金屬產(chǎn)品的后處理，熱處理、線切割、去支撐、打磨、機(jī)加工、拋光、噴砂等步驟。4.23D打印技術(shù)的精度是指什么？3D打印技術(shù)的精度包括3D打印設(shè)備的精度以及設(shè)備所能制作出的成形件精度。成形件誤差產(chǎn)生的原因有哪些？1）數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的誤差；2）成形加工包括層準(zhǔn)備和層制造與層疊加。成形件的表面質(zhì)量有哪些方面？成形件的表面誤差有臺(tái)階、波浪和粗糙度，臺(tái)階誤差常見于自由曲面處，以差值△h來(lái)衡量，波浪誤差是成形件表面的明顯起伏不平，以全長(zhǎng)L上波峰與波谷的相對(duì)差值△h/L以及波峰的間距△A來(lái)衡量。粗糙度應(yīng)在成形件各結(jié)構(gòu)部分的側(cè)面和上、下表面進(jìn)行測(cè)量，并取其最大值。1.如何提高3D打印的打印精度？（1）更換打印機(jī)；（2）更換耗材品種；（3）降低打印層高；（4）控制噴嘴溫度；（5）減小噴嘴直徑2.哪些因素會(huì)影響FDM成形件的精度？一是材料性能。二是分層厚度。三是噴頭溫度。四是填充速度和擠出速度。3.如何提高FDM成形件的精度呢？（1）通過(guò)軟件對(duì)STL文件進(jìn)行修復(fù)。（2）選擇合適的工藝參數(shù)，包括層厚、補(bǔ)償、擠壓速度、填充速度、開關(guān)延遲、噴嘴溫度、成型室溫等。（3）增加基底厚度，增加填充間隔，可降低物體彎曲變形程度。（4）保持平臺(tái)清潔，校準(zhǔn)Z軸印刷的初始高度。4.3分組討論從CAD模型到增材制造獲得實(shí)體零件的整個(gè)過(guò)程有哪些步驟?（1）CAD設(shè)計(jì)；（2）STL格式轉(zhuǎn)換和文件處理；（3）打印；（4）打印件取出；（5）后處理過(guò)程3D打印產(chǎn)業(yè)鏈包含哪些方面?3D打印產(chǎn)業(yè)鏈主要分為三個(gè)部分：上游原材料及基礎(chǔ)配件，中游3D打印耗材及3D打印設(shè)備的研發(fā)制造，下游3D打印服務(wù)及應(yīng)用。你還了解到有哪些3D打印技術(shù)相關(guān)的廠商呢?是通過(guò)什么渠道了解的呢?通過(guò)一些相關(guān)的網(wǎng)站，了解到3D打印技術(shù)相關(guān)的廠商，如弘瑞北京匯天威科技有限公司、浙江閃鑄三維科技有限公司、深圳市創(chuàng)想三維科技有限公司。1.主要3D打印方法的優(yōu)、缺點(diǎn)有哪些?優(yōu)點(diǎn)：一、成品速度快；二、構(gòu)型精準(zhǔn)多樣；三、無(wú)須機(jī)械加工；四、產(chǎn)品定制化。缺點(diǎn)：一、打印效果受材料限制；二、成品是否堅(jiān)固耐用；三、知識(shí)產(chǎn)權(quán)的憂慮；四、難以克服環(huán)境因素。2.3D打印的優(yōu)缺點(diǎn)是如何影響到3D打印技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用的呢?討論并舉例說(shuō)明。雖然高端工業(yè)可以實(shí)現(xiàn)塑料、某些金屬或者陶瓷打印，但目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)打印的材料都是比較昂貴、稀缺的。從整個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)看，材料質(zhì)量的穩(wěn)定性、易用性等還有待提高，新型材料研發(fā)面臨的瓶頸也難以在短時(shí)間內(nèi)取得突破。此外，一些3D打印設(shè)備還沒有達(dá)到成熟的水平，無(wú)法支持在日常生活中人們所接觸到的各種材料。3.搜索并了解至少一家國(guó)內(nèi)的3D打印廠商的相關(guān)信息。閃鑄科技/FLASHFORGE浙江閃鑄三維科技有限公司成立于2011年，是中國(guó)首批專業(yè)3D打印設(shè)備及耗材研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)。公司致力于推廣3D打印技術(shù)，打造友好的3D打印生態(tài)系統(tǒng)。目前閃鑄科技擁有9大系列，幾十款產(chǎn)品，建立了涵蓋3D掃描儀、3D設(shè)計(jì)軟件、3D打印機(jī)、3D打印耗材和3D打印服務(wù)的完整產(chǎn)業(yè)鏈；產(chǎn)品分為民用級(jí)、商業(yè)級(jí)、工業(yè)級(jí)3個(gè)層次，滿足不同類型的用戶需求；同時(shí)在技術(shù)研發(fā)、渠道建設(shè)、售后服務(wù)等多方面均處于行業(yè)領(lǐng)先水平。4.如何選用3D打印技術(shù)?打印技術(shù)的選擇主要基于以下幾方面：1.應(yīng)用方向；2.材料；3.操作性和使用環(huán)境。5.1面對(duì)種類繁多的3D打印機(jī)，該如何來(lái)選擇合適的打印機(jī)呢？關(guān)鍵要從以下幾方面去考慮。1.使用目的這一點(diǎn)是至關(guān)重要的，在選擇3D打印機(jī)之前，首先應(yīng)該想清楚，為什么要購(gòu)買3D打印機(jī)，是想用于商業(yè)制作模型進(jìn)行出售？或者是用于工業(yè)領(lǐng)域？或者用于教育領(lǐng)域？還是只是為了個(gè)人的愛好？想清楚使用目的，以免造成后續(xù)不必要的浪費(fèi)。2.打印尺寸要確認(rèn)打印的物品有多大，這個(gè)物品的尺寸跟打印平臺(tái)是否合適。在考慮到尺寸時(shí)，還需要了解清楚機(jī)器的技術(shù)參數(shù)，例如：機(jī)器與成形的尺寸。要知道，尺寸大一些的機(jī)器，費(fèi)用也會(huì)更高。清楚機(jī)器尺寸，才能根據(jù)實(shí)際合理的選購(gòu)合適的3D打印機(jī)，避免多支出一些不必要的花費(fèi)。3.擠出系統(tǒng)現(xiàn)在大多數(shù)的3D打印機(jī)都提供的單噴頭，雖然雙噴頭的機(jī)器也有，但是對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，單噴頭顯然更適合，可以去制作一些簡(jiǎn)單或者中等級(jí)復(fù)制的模型。而且單噴頭打印也相對(duì)比較穩(wěn)定，打印精度也比較高。3D打印材料熱熔以及層層堆積疊加的過(guò)程中，材料的擠出是非常重要的，所以如果不是特別的必要，建議使用單噴頭即可。4.打印材料雖然現(xiàn)在很多廠家在努力尋找可以打印的新材料，但并不是所有的3D打印機(jī)都能夠支持新材料。如果需要打印不同材料的模型，那么，為了能保證完成打印，就需要去挑選兼容性強(qiáng)的3D打印機(jī)。1.桌面級(jí)3D打印機(jī)的特點(diǎn)？桌面級(jí)3D打印機(jī)，體積小巧，可以放在辦公桌面上打印立體實(shí)物的打印機(jī)。桌面3D打印機(jī)它是一種快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用金屬或塑料等可黏合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。2.工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)的特點(diǎn)？工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)是專供工業(yè)生產(chǎn)使用的3D打印機(jī)，相比桌面級(jí)3D打印機(jī)，有更完備的性能和更高的效率，特別注重惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。有非金屬打印機(jī)，有金屬打印機(jī)。由于是一種專業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，體現(xiàn)的一個(gè)重要指標(biāo)就是大打印流量，以及與其相關(guān)的高打印速度，只有在高速打印的前提下，考量其性能的穩(wěn)定性和可靠性才有意義。3.如何選擇合適的3D打印機(jī)？從以下幾個(gè)方面選擇：成本；打印質(zhì)量和速度；便于使用；可定制的選項(xiàng)；構(gòu)建體積；樹脂或線材。5.21.不同3D打印機(jī)的構(gòu)造有什么相同和不同的地方？reprap系列打印機(jī)基本上是三角形的，而Ultimaker和makebot系列打印機(jī)是矩形框，printrbot是矩形支架。2.3D打印機(jī)的構(gòu)造對(duì)工作流程有什么影響？3d打印機(jī)的結(jié)構(gòu)類型有Prusai3結(jié)構(gòu)、箱體結(jié)構(gòu)、三角洲機(jī)型等，不同的結(jié)構(gòu)有不同的優(yōu)勢(shì)。（1）Prusai3結(jié)構(gòu)。Prusai3是Reprap打印機(jī)prusamendel的第三代機(jī)型。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于上手，適合第一次接觸3D打印的diy愛好者。（2）箱體結(jié)構(gòu)。箱式結(jié)構(gòu)是目前市面上較為流行的結(jié)構(gòu)，相比較一般diy機(jī)型在外觀上看起來(lái)更加商業(yè)化。優(yōu)點(diǎn)是成型精度高，打印速度快。電路板與電源等電子部件可隱藏至機(jī)體內(nèi)，空間利用率高。（3）三角洲機(jī)型。這種結(jié)構(gòu)興起于90年代，因其速度快、精度高、柔性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)使并聯(lián)機(jī)器人成為了現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人重要部分。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便修理維護(hù)，打印速度快，傳動(dòng)效率高，占地面積小。1.3D打印機(jī)的構(gòu)造部件有哪些？電子部分、機(jī)械部分、軟件部分。2.打印機(jī)的工作流程有哪些？啟動(dòng)、調(diào)平、裝卸耗材、設(shè)置參數(shù)、開始打印。3.光固化成形工藝的原理及特點(diǎn)？光固化成型工藝的原理及特點(diǎn)：SLA（StereoLithographyApparatus，光敏樹脂選擇性固化）技術(shù)原理：在液槽中充滿液態(tài)光敏樹脂，其在激光器所發(fā)射的紫外激光束照射下，會(huì)快速固化（SLA與SLS所用的激光不同，SLA用的是紫外激光，而SLS用的是紅外激光）。在成型開始時(shí)，可升降工作臺(tái)處于液面以下，剛好一個(gè)截面層厚的高度。通過(guò)透鏡聚焦后的激光束，按照機(jī)器指令將截面輪廓沿液面進(jìn)行掃描。掃描區(qū)域的樹脂快速固化，從而完成一層截面的加工過(guò)程，得到一層塑料薄片。然后，工作臺(tái)下降一層截面層厚的高度，再固化另一層截面。這樣層層疊加構(gòu)成建構(gòu)三維實(shí)體。4.金石增強(qiáng)版Y-1500FDM打印機(jī)組成部分？機(jī)械部分、電路部分、軟件部分。5.33D打印機(jī)常見問題及解決方法：機(jī)器不出料怎么辦？機(jī)器不出料存在幾種情況：1）檢查熱床和噴頭溫度是否正常，噴頭溫度是否到達(dá)出料溫度（通常為190度以上），如果溫度為0℃或溫度過(guò)高時(shí)，檢查測(cè)溫線是否有短路斷路情況；2）如果溫度正常，單擊進(jìn)料時(shí)聽到電動(dòng)機(jī)聲音后向下輕推耗材，即可耗材在往下移動(dòng)；3）如果溫度正常，輕推耗材依然無(wú)法進(jìn)料時(shí)，可以先退料，檢測(cè)耗材端面是否正常，然后重新進(jìn)料。打印模型較大無(wú)法從平臺(tái)取下，怎么辦？打印完成后通過(guò)鏟刀從平臺(tái)上將模型取下即可，如果由于調(diào)平等原因?qū)е履Ｐ驼程o，可以對(duì)平臺(tái)進(jìn)行預(yù)熱后在用鏟刀鏟下。絕對(duì)不能使勁掰模型或搖晃模型，否則可能損壞打印平臺(tái)。對(duì)于沒有熱床的機(jī)器可以在平臺(tái)上貼上美紋紙。為什么模型設(shè)計(jì)看起來(lái)正常卻部分結(jié)構(gòu)打印不出來(lái)？由于打印機(jī)耗材通過(guò)噴嘴擠出，因此出料粗細(xì)最小為噴嘴孔徑，通常打印機(jī)噴嘴孔徑為0.4或0.5mm，如果模型厚度小于該值分層會(huì)由于該處太薄無(wú)法擠出。建議設(shè)計(jì)模型時(shí)將壁設(shè)計(jì)為0.5mm、1mm、1.5mm等，使其為噴嘴孔徑的倍數(shù)，這樣打印尺寸更精確，部分懸空等特殊結(jié)構(gòu)需要添加支撐等，需要根據(jù)具體模型調(diào)整。為什么模型打印越高精度越低？當(dāng)模型很高的時(shí)候，如果模型豎著打印，打印越高模型晃動(dòng)越大，從而出現(xiàn)錯(cuò)位，斷層等情況，通常此類模型設(shè)計(jì)時(shí)可以在一定高度上加上斜的支撐桿，保證模型頂部不會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)等。1.3D打印機(jī)維護(hù)保養(yǎng)的意義？為了確保設(shè)備能長(zhǎng)期性平穩(wěn)運(yùn)作,提高效率,增加設(shè)備使用期,人們一般需要留意對(duì)打印機(jī)的平時(shí)維修保養(yǎng)，正確的保養(yǎng)方法能適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)3D打印機(jī)的使用壽命。一臺(tái)好的3D打印機(jī)除了精準(zhǔn)使用之外，還要做好日常維護(hù)。2.3D打印機(jī)常見的故障有哪些？（1）噴嘴漏料；（2）打印平臺(tái)加熱異常；（3）噴管冷卻風(fēng)扇或型號(hào)風(fēng)扇不旋轉(zhuǎn)；（4）噴嘴加熱異常；（5）限位開關(guān)故障；（6）打印突然中斷；（7）操作屏故障。6.1在工業(yè)領(lǐng)域，3D打印有什么需要改進(jìn)之處？（1）不適用于大批量生產(chǎn)在大批量生產(chǎn)的情況下，3D打印的成本很高，生產(chǎn)效率也不如傳統(tǒng)的制造方式。比如完全打印一輛車要耗時(shí)好幾個(gè)月，在成本上遠(yuǎn)高于大規(guī)模生產(chǎn)汽車均攤到每輛汽車上的成本。（2）精度有待提高3D打印技術(shù)固有的成形原理及發(fā)展還不完善，其打印成形零件的精度（包括尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度）、物理性能（如強(qiáng)度、剛度、耐疲勞性等）及化學(xué)性能等大多不能滿足工程實(shí)際的使用要求，不能作為功能性零件，只能做原型件使用。由于3D打印采用“分層制造，層層疊加”的增材制造工藝，層與層之間的結(jié)合再緊密，也無(wú)法和傳統(tǒng)模具整體澆鑄而成的零件相媲美。1．3D打印在工業(yè)制造領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)有哪些？（1）提高生產(chǎn)效率，加快工業(yè)產(chǎn)品的開發(fā)速度；（2）降低制造成本；（3）生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品；（4）提高產(chǎn)品質(zhì)量。2．3D打印在工業(yè)制造領(lǐng)域還有哪些具體應(yīng)用例子？（1）工裝。3D打印在工業(yè)領(lǐng)域的主要應(yīng)用之一是工具，它設(shè)計(jì)打印輕巧耐用的sourceType":"answer","sourceId":2620823411}"夾具、固定裝置、量規(guī)。（2）最終用途零件。由于交貨時(shí)間縮短和原型制作成本低，汽車和航空航天等許多行業(yè)已經(jīng)開始在其運(yùn)營(yíng)中使用增材制造。（3）備件生產(chǎn)。幾乎所有零件的設(shè)計(jì)都可以作為數(shù)字副本存儲(chǔ)在sourceType":"answer","sourceId":2620823411}"計(jì)算機(jī)硬盤中，從而無(wú)需維護(hù)庫(kù)存。通過(guò)使用3D打印，可以按需生產(chǎn)備件。3．3D打印有哪些不足之處需要改進(jìn)？（1）材料的限制；（2）機(jī)器的限制；（3）知識(shí)產(chǎn)權(quán)的憂慮；（4）道德的挑戰(zhàn)；（5）高昂的價(jià)格。6.23D打印在醫(yī)療領(lǐng)域未來(lái)還有哪些進(jìn)步空間？3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已取得了一定進(jìn)展，但仍有很大提升空間。設(shè)備和材料是發(fā)展醫(yī)療3D打印技術(shù)的關(guān)鍵。設(shè)備是實(shí)現(xiàn)3D打印的工具,性能優(yōu)良的設(shè)備能為制造穩(wěn)定性提供保障，推動(dòng)先進(jìn)制造技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。醫(yī)療領(lǐng)域的產(chǎn)品要求高于一般制造業(yè),組織、器官結(jié)構(gòu)復(fù)雜需微米級(jí)分辨率,現(xiàn)有的3D打印設(shè)備制造精度有待進(jìn)一步提高,專業(yè)軟件有待深入開發(fā)與集成。材料是3D打印技術(shù)成果的載體。以骨科植入物為例，材料與人體彈性模量不匹配會(huì)出現(xiàn)“應(yīng)力屏蔽”導(dǎo)致植入失效;生物相容性不佳的材料進(jìn)入人體后會(huì)對(duì)周圍組織產(chǎn)生毒副作用。研制力學(xué)性能好、生物相容性佳、成形性能優(yōu)良的材料是3D打印技術(shù)在醫(yī)療應(yīng)用中長(zhǎng)足發(fā)展的必經(jīng)之路。再者,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)行業(yè)逐步走向成熟的智慧體現(xiàn)。該行業(yè)發(fā)展至今尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各廠家開發(fā)研制的設(shè)備與材料功能品質(zhì)參差不齊,應(yīng)制定詳細(xì)、完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)促使3D打印技術(shù)逐步規(guī)范。綜上所述,結(jié)合不同類型醫(yī)學(xué)制品的需求,提高設(shè)備性能、開發(fā)新材料是該技術(shù)發(fā)展的重要突破口，同時(shí)也應(yīng)制定完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并不斷強(qiáng)化行業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,加強(qiáng)對(duì)專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng),推廣跨界合作與應(yīng)用。1.3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)有哪些？3D打印技術(shù)最初在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用在于快速的制造醫(yī)療模型，用于協(xié)助醫(yī)療和患者溝通、診斷和手術(shù)規(guī)劃使用。還可用于輔助醫(yī)療診斷；骨科的臨床應(yīng)用；手術(shù)輔助器械；3D打印活體細(xì)胞。2.3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域還有哪些具體應(yīng)用例子？在手足外科中，對(duì)于夏科氏足，因解剖畸形使手術(shù)變得較復(fù)雜，術(shù)前規(guī)劃尤其重要。通過(guò)3D打印模型對(duì)手術(shù)進(jìn)行模擬與規(guī)劃，保證了原本棘手的手術(shù)順利進(jìn)行。威爾士大學(xué)醫(yī)院的一名口腔癌癥患者治愈之后，在治愈康復(fù)過(guò)程中成功地接受了面部修復(fù)手術(shù)。3.3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域未來(lái)還有哪些進(jìn)步空間？在生物細(xì)胞打印技術(shù)方面取得了重點(diǎn)突破，通過(guò)打印活細(xì)胞、水凝膠等生物細(xì)胞材料，可以直接打印出活性人體器官，如耳朵、肝臟、腎臟單元、血管等。6.3請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：3D打印在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，除材料和安全性方面，還有哪些方面的技術(shù)難題需要解決？設(shè)備問題。3D打印建筑技術(shù)中，設(shè)備因素也是影響其具體市場(chǎng)應(yīng)用的重要因素。這里主要指打印設(shè)備的尺寸、精度、受環(huán)境影響程度等。在此次雙層打印建筑的具體打印過(guò)程中，不難發(fā)現(xiàn)3D打印設(shè)備的尺寸與具體建筑規(guī)模是密切相關(guān)的。未來(lái)3D打印技術(shù)廣泛應(yīng)用建筑施工領(lǐng)域，所面對(duì)的建筑規(guī)模必然不會(huì)只局限于幾米或幾十米，這對(duì)3D打印設(shè)備本身是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。如，3D打印設(shè)備如何適應(yīng)更大體量的建造要求？設(shè)備尺寸變大，打印精度是否會(huì)受影響？設(shè)備儀器占地面積變大，受天氣、環(huán)境因素影響，如何保證正常打印施工？隨著科技的進(jìn)步，新技術(shù)、新工藝、新材料的出現(xiàn)，討論并設(shè)想一下3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域還會(huì)有哪些新突破？（1）在建筑設(shè)計(jì)方面3D打印技術(shù)能夠進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)圖紙與地理信息、建筑掃描等電子數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，并以實(shí)物形式展現(xiàn)出來(lái)，可通過(guò)實(shí)景建模形式，展現(xiàn)真實(shí)三維場(chǎng)景。前期設(shè)計(jì)模型可經(jīng)過(guò)分割、單體化和比例縮放等步驟制作成等比例三維模型，再利用3D打印技術(shù)便可將模型1：1打印出來(lái)。3D打印可以靈活處理模型，直接在文件上進(jìn)行編輯修改，就可實(shí)現(xiàn)調(diào)整，同時(shí)，也可方便實(shí)現(xiàn)多色彩打印，甚至可以給模型增加透明、金屬等不同元素。（2）在功能技術(shù)方面在今后的發(fā)展中3D打印技術(shù)的發(fā)展更加多元化和多樣化，也就是技術(shù)的應(yīng)用不僅僅只是在某一個(gè)行業(yè)，而是應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中，3D打印的設(shè)備也會(huì)獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工等過(guò)程，為建筑設(shè)計(jì)提供了更多的設(shè)計(jì)空間。3D打印的設(shè)備也會(huì)更加智能化，大大提高制作水平及效率，能夠在不同復(fù)雜施工環(huán)境中應(yīng)用。1.3D打印建筑主要應(yīng)用在哪些方面？在建筑行業(yè)，3D打印技術(shù)順應(yīng)產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)展，將使大規(guī)模的個(gè)性化生產(chǎn)成為可能，逐步實(shí)現(xiàn)快速建造和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，并會(huì)創(chuàng)造出大量的傳統(tǒng)工藝無(wú)法生產(chǎn)的新型材料。2.3D打印應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)有哪些？3D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，有助于縮短工程建設(shè)的周期，提高施工的效率，減少人、財(cái)、物等資源的消耗，真正實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保。3.3D打印在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用還有哪些技術(shù)難題？目前可以滿足3D打印的建筑材料偏少，研究方向多以環(huán)保材料為主，但是缺少加工廢料和黏合劑的生產(chǎn)方式和廠商。再如打印出來(lái)的房屋牢固性有待提高，因?yàn)閮?nèi)部沒有鋼筋結(jié)構(gòu)加固。6.4請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：大家認(rèn)為3D打印在大眾消費(fèi)領(lǐng)域還有哪些應(yīng)用？在平時(shí)生活中，主要用于個(gè)性定制、獨(dú)特手辦、動(dòng)畫周邊、眼框、3D人像、個(gè)性飾品等，總之，它的存在確實(shí)讓我們實(shí)現(xiàn)了更多的不可能。他正在巧妙地改變著我們的生活!除了維修零件，3D打印在日常生活中還有很多用途。比如說(shuō)。3D打印燈具、收納盒、筆筒、創(chuàng)意擺件等等。討論在3D打印食品方面，還有哪些技術(shù)難題需要逐步被化解?3D食品打印的安全性3D食品打印機(jī)打印出來(lái)的每件產(chǎn)品都是用來(lái)食用的，必須保證其安全性。此外，研究人員還需對(duì)選用的相關(guān)食材、打印出的食品的微生物檢測(cè)、剩余原料的保藏和產(chǎn)品貯藏等問題進(jìn)行深入的探索研究。3D食品打印的價(jià)格與成本3D打印技術(shù)需要以CAD計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)為支撐，這就需要精通CAD軟件設(shè)計(jì)和機(jī)械制圖原理，同時(shí)具有高超的編程實(shí)現(xiàn)技術(shù)的專業(yè)人才，但目前這種人才比較缺少，而且國(guó)內(nèi)的研究資金投入不足，導(dǎo)致3D食品打印的技術(shù)比較薄弱，食品打印效率較低，成本相對(duì)較高，批量化、規(guī)?；a(chǎn)受到限制，商業(yè)化能力相對(duì)較弱。但是，隨著我國(guó)人工成本的不斷增長(zhǎng)和3D打印技術(shù)的成熟與推廣，3D打印價(jià)格會(huì)不斷下降。此外，在生產(chǎn)個(gè)性化、造型復(fù)雜的食品生產(chǎn)中，3D打印的成本反而比傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的成本更低。3D食品打印的推廣3D食品打印技術(shù)目前還屬于起步階段，對(duì)于3D打印技術(shù)的認(rèn)識(shí)和了解不多，僅限于研究學(xué)者、產(chǎn)業(yè)制造者以及興趣愛好人士，缺乏教育培訓(xùn)和社會(huì)推廣。要解決上述問題，需要加強(qiáng)宣傳教育、強(qiáng)化相應(yīng)技術(shù)，還可以將3D打印設(shè)為課程，人才培養(yǎng)與資金投入同步，加強(qiáng)技術(shù)強(qiáng)化，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。3D食品打印原料的限制3D打印食品的原料需制成液體、糊狀或粉狀的食材，目前多適應(yīng)以漿料狀等原料打印的食品，如巧克力、糕點(diǎn)和糖果等。但中國(guó)一些傳統(tǒng)原料在打印過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證的問題，如面粉糊打印精度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生噴頭堵塞，導(dǎo)致打印精度降低，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保障等問題，需要不斷改進(jìn)技術(shù)來(lái)加以解決。1.3D打印技術(shù)在珠寶首飾領(lǐng)域的主要應(yīng)用方式？（1）打印蠟?zāi)＃唬?）直接生產(chǎn)珠寶或零部件；（3）設(shè)計(jì)溝通、設(shè)計(jì)展示；（4）個(gè)性化定制；（5）裝配、功能測(cè)試。2.列舉一下3D打印技術(shù)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用案例有哪些？巧克力是食品3D打印最完美的原料，它易于融化和冷卻，打印的同時(shí)又不會(huì)改變巧克力的味道。3.3D打印可以應(yīng)用在文化藝術(shù)的哪些領(lǐng)域？（1）文物復(fù)制；（2）影視道具；（3）藝術(shù)創(chuàng)作。4.3D打印機(jī)應(yīng)用在大眾消費(fèi)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)在哪？?jī)?yōu)勢(shì)一：小量生產(chǎn)，制造復(fù)雜物品不增加成本，成本均一；優(yōu)勢(shì)二：個(gè)性化定制，產(chǎn)品多樣化，設(shè)計(jì)空間無(wú)限；優(yōu)勢(shì)三：精確的實(shí)體復(fù)制；優(yōu)勢(shì)四：簡(jiǎn)單易上手，無(wú)需培訓(xùn)，零技能即可操作。6.5請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己對(duì)3D打印的理解，分組討論以下問題：3D打印在航天航空領(lǐng)域應(yīng)用的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)如何？1.縮短新型航空航天裝備的研發(fā)周期航空航天技術(shù)是國(guó)防實(shí)力的象征，各國(guó)之間競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。因此各國(guó)都試圖以更快的速度研發(fā)出更新的武器，確保在國(guó)防領(lǐng)域處于不敗之地。而金屬3D打印技術(shù)讓高性能金屬零部件的制造流程大幅縮短，無(wú)需研發(fā)零件制造過(guò)程中使用的模具，極大地縮短產(chǎn)品研發(fā)制造周期。2.提高材料利用率、降低成本航空航天制造領(lǐng)域多采用價(jià)格昂貴且較難加工的戰(zhàn)略材料，如鈦合金、鎳基高溫合金等金屬材料。傳統(tǒng)制造方法材料使用率低、機(jī)械加工程序復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高。3D打印技術(shù)可將材料的使用率普遍提升到60%，甚至高達(dá)90%以上，從而降低制造成本、節(jié)約原材料。3.優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)、增加使用壽命對(duì)于航空航天、武器裝備而言，減輕重量是永恒不變的主題。波音737約重65公噸，若減重1磅（約0.45千克），每年則能為航空公司節(jié)省幾十萬(wàn)美元。據(jù)GE航空白皮書所述，將此數(shù)字延伸到全球所有航空器和其節(jié)省的資金，將超過(guò)一千萬(wàn)美元。傳統(tǒng)制造方法已經(jīng)將零件減重發(fā)揮到了極致，但3D打印技術(shù)的應(yīng)用可以優(yōu)化復(fù)雜零部件的結(jié)構(gòu)，在保證性能的前提下，將復(fù)雜結(jié)構(gòu)變換成簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，從而起到減輕重量的效果。3D打印技術(shù)通過(guò)優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)，使零件的應(yīng)力呈現(xiàn)出最合理化的分布，減少疲勞裂紋產(chǎn)生的危險(xiǎn)，從而增加使用壽命。4.修復(fù)零件、減少損失目前，金屬3D打印技術(shù)在修復(fù)成型方面所表現(xiàn)出的潛力高于生產(chǎn)制造方面。以高性能整體渦輪葉盤零件為例，當(dāng)某一葉片受損，整個(gè)渦輪葉盤將報(bào)廢，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)百萬(wàn)元。而使用3D打印技術(shù)在受損部位進(jìn)行激光立體成型，就可以恢復(fù)零件形狀，且性能滿足使用要求，甚至是高于基材的使用性能。我們?cè)诟惺芰?D打印在航空航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用后，討論一下3D打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用中還存在哪些不足？1.技術(shù)差距技術(shù)上的差距如復(fù)雜薄壁精密零件結(jié)構(gòu)-性能一體化制造技術(shù)，航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、渦輪等復(fù)雜精密零件的成形技術(shù)等，一定程度上制約了航空航天裝備技術(shù)水平的提高。目前國(guó)內(nèi)的3D打印企業(yè)普遍缺乏核心技術(shù)、生產(chǎn)效率低、材料種類缺失，因此很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。我國(guó)3D打印在軍工應(yīng)用的領(lǐng)域發(fā)展最為先進(jìn)，如部分復(fù)雜合金零部件成形等，但產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢。2.材料差距材料上的差距主要體現(xiàn)在國(guó)內(nèi)材料種類不全、質(zhì)量良莠不齊。3D打印金屬粉末質(zhì)量與國(guó)外存在一定差距，高分子材料（PEEK和PAEK等）和陶瓷材料種類缺失、體系不全。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)的廠家可以生產(chǎn)幾十微米到幾百微米的金屬顆粒，但這種顆粒國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的品質(zhì)與國(guó)外仍有較大差距。在“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃中，前沿材料中就包含3D打印材料，研究方向主要集中在金屬球形粉末成形與制備技術(shù)；突破高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)電極制粉、氣霧化制粉裝備；開發(fā)空心粉率低、顆粒形狀規(guī)則、粒度均勻、雜質(zhì)含量低的高品質(zhì)鈦合金、高溫合金、鋁合金等金屬粉末；研究氧化鋁、氧化鋯、碳化硅等陶瓷粉末、片材制備方法；建立生物3D打印體系；開發(fā)“3D打印友好型”生物墨水。3.設(shè)備差距目前國(guó)外的3D打印設(shè)備無(wú)論是桌面級(jí)還是工業(yè)級(jí)的價(jià)格相對(duì)都比較高；國(guó)內(nèi)的一些設(shè)備雖然價(jià)格較低但質(zhì)量難以保證。同時(shí)設(shè)備的精度以及生產(chǎn)效率等方面還需要進(jìn)一步的優(yōu)化，這也是阻礙產(chǎn)業(yè)化的主要問題。我國(guó)雖已有一些企業(yè)能自主制造3D打印設(shè)備，但企業(yè)規(guī)模普遍較小，研發(fā)力量不足。在加工流程穩(wěn)定性、工件支撐材料生成和處理、部分特種材料的制備技術(shù)等環(huán)節(jié)，存在較大缺陷，難以完全滿足產(chǎn)品制造的需求。而占據(jù)3D打印產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)地位的美國(guó)3Dsystems、Stratasys等公司，每年都投入千萬(wàn)級(jí)美元研發(fā)新技術(shù)，研發(fā)投入占銷售收入的10％左右。兩家公司不僅研發(fā)設(shè)備、材料和軟件，還通過(guò)簽約開發(fā)、直接購(gòu)買等方式獲得大量來(lái)自企業(yè)外部的相關(guān)細(xì)分技術(shù)、專利，掌握大量關(guān)鍵核心技術(shù)。此外，3D打印的核心是數(shù)字化驅(qū)動(dòng)。目前，我國(guó)3D打印的數(shù)字化程度還不高，軟件高度依賴國(guó)外。未來(lái)發(fā)展中，應(yīng)重視3D打印流程中相關(guān)的軟件設(shè)計(jì)、數(shù)控能力等軟實(shí)力。4.宏觀差距3D打印產(chǎn)業(yè)上游包括材料技術(shù)、控制技術(shù)、光機(jī)電技術(shù)、軟件技術(shù)，中游是立足于信息技術(shù)的數(shù)字化平臺(tái)的3D打印解決方案，下游涉及國(guó)防科工、航空航天等行業(yè)，其發(fā)展將深刻影響先進(jìn)制造業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)、文化創(chuàng)意業(yè)、電子商務(wù)業(yè)及制造業(yè)信息化工程。1.3D打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域有哪些應(yīng)用？3D打印技術(shù)的引入對(duì)于航空航天領(lǐng)域的發(fā)展助力很大，主要體現(xiàn)在縮短新型裝備研發(fā)周期、提高戰(zhàn)略材料利用率、降低制造成本、優(yōu)化零部件結(jié)構(gòu)、便利零部件修復(fù)成形等方面。2.3D打印應(yīng)用航空航天領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)有哪些？（1）縮短新型航空航天裝備研發(fā)周期；（2）提高戰(zhàn)略材料利用率，降低制造成本；（3）優(yōu)化零部件結(jié)構(gòu)，減輕重量，增加使用壽命；（4）便利零部件修復(fù)成形，減少損失。3.3D打印在航天航空領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)有哪些？應(yīng)用趨勢(shì)：（1）飛機(jī)機(jī)翼制造；（2）復(fù)雜零部件制作；（3）按需制作零部件；（4）無(wú)人駕駛航空系統(tǒng)；（5）NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室使用的3DPaaS。挑戰(zhàn)：目前3D打印還無(wú)法適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)，滿足不了高精度需求，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效率制造，設(shè)備制造成本高昂。7.1結(jié)合本節(jié)課內(nèi)容，同學(xué)們分組討論3D打印技術(shù)的創(chuàng)新需求可以體現(xiàn)在哪些未來(lái)行業(yè)中？可以從消費(fèi)品和工業(yè)品方面入手，了解3D打印技術(shù)創(chuàng)新需求。1.減少塑料垃圾大多數(shù)塑料制品最終都流入了全球的海洋，對(duì)抗這種污染的一種方法是減少塑料垃圾。由于3D打印采用逐層應(yīng)用方法，僅使用了極少量的材料，并且無(wú)需修整。與減材加工方法不同，3D打印在中間或不需要去除或浪費(fèi)材料的設(shè)計(jì)中留下空心空間。因此，消耗的塑料更少，丟棄的廢料也更少。2.使用可生物降解材料生物基原材料現(xiàn)在用于3D打印過(guò)程，一種常見的物質(zhì)是稱為PLA的可生物降解植物聚合物，它通常由玉米制成，但也可以包括木材、大豆、海藻或藻類。水基聚合物方面的最新進(jìn)展正在結(jié)合其他天然成分，例如纖維素和碳酸鈣。另一種使用生物復(fù)合材料將農(nóng)業(yè)廢棄物和可再生資源結(jié)合起來(lái)用于制造，服務(wù)于各種行業(yè)，從包裝到汽車、物料搬運(yùn)、家庭用品和家具。3.回收塑料另一種促進(jìn)增材制造可持續(xù)性的選擇是回收被丟棄的塑料物品或重復(fù)使用工廠的塑料廢料。一種方法是制造新的聚合物長(zhǎng)絲，它比原來(lái)的聚合物纖維更結(jié)實(shí)。目前，有些機(jī)器可以重新利用清