3D打印結(jié)課論文

1、南昌工學(xué)院 課程論文報告課程名稱：綜合課程設(shè)計論文題目：3D打印技術(shù)姓 名：二級學(xué)院：機械與車輛工程學(xué)院專 業(yè)：班 級：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：職 稱：講 師2015年 11 月目錄摘 要3一、3D打印技術(shù)簡介：4二、3D打印技術(shù)原理：4三、3D打印機的技術(shù)41、SLA技術(shù)42、SLS技術(shù)43、LOM技術(shù)54、FDM技術(shù)5四、3D打印機技術(shù)的市場應(yīng)用51、建筑設(shè)計領(lǐng)域52、機械制造領(lǐng)域53、模具制造領(lǐng)域54、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域55、航天領(lǐng)域5五、結(jié)語：5參考文獻7摘 要 3D打?。?DP)即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

2、 關(guān)鍵詞： 3D打印技術(shù) 逐層打印一、 3D打印技術(shù)簡介：3D打印技術(shù)的核心制造思想最早起源于19世紀(jì)末的美國，到20世紀(jì)80年代后期3D打印技術(shù)發(fā)展成熟并被廣泛應(yīng)用。3D打印是科技融合體模型中最新的高“維度”的體現(xiàn)之一。3D打印（3D printing，又稱三維打?。┦且环N快速成形技術(shù)，它以數(shù)字化模型為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式構(gòu)造物體。由于其在制造工藝方面的創(chuàng)新，被認(rèn)為是“第三次工業(yè)革命的重要生產(chǎn)工具”。3D打印技術(shù)早在20世紀(jì)90年代中期就已出現(xiàn)，但由于價格昂貴。技術(shù)不成熟，早期并沒有得到推廣普及。經(jīng)過20多年的發(fā)展，該技術(shù)已更加嫻熟、精確，且價格有所降低

3、。目前，3D打印技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到許多學(xué)科領(lǐng)域，工程師和工業(yè)設(shè)計師利用3D打印將設(shè)計方案轉(zhuǎn)換為原型并測試：外科醫(yī)生使用3D打印制作器官模型以協(xié)助策劃復(fù)雜的手術(shù)方案：考古學(xué)家和博物館的技師利用3D打印制作珍貴文物的復(fù)制品，并在此基礎(chǔ)上開展研究，這樣的創(chuàng)新應(yīng)用正不斷進入大眾的視野。二、3D打印技術(shù)原理：3D打印技術(shù)是一種逐層制造技術(shù)，它采用離散/堆積成型原理，其過程是：先得到所需零件的計算機三維曲面或?qū)嶓w模型；然后根據(jù)工藝要求，將其按一定厚度進行分層，將原來的三維模型變成二維平面信息，即離散過程；再將分層后的數(shù)據(jù)進行一定的處理，加入加工參數(shù)，產(chǎn)生數(shù)控代碼；在微機控制下，數(shù)控系統(tǒng)以平面加工方式，有序地連

4、續(xù)加工出每個薄層，并使它們自動粘接而成型，從而制造出所需產(chǎn)品的實物樣件或成品，這就是材料的堆積過程。三、3D打印機的技術(shù)1、SLA技術(shù)SLA是最早實用化的快速成形技術(shù)。SLA是“Stereolithography Appearance”的縮寫，即立體光固化成型法。用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面。這樣層層疊加構(gòu)成一個三維實體。SLA技術(shù)主要用于制造多種模具、模型等；還可以在原料中通過加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟?zāi)！LA技術(shù)成形速度較快，精度較高，但

5、由于樹脂固化過程中產(chǎn)生收縮，不可避免地會產(chǎn)生應(yīng)力或引起形變。因此開發(fā)收縮小、固化快、強度高的光敏材料是其發(fā)展趨勢。2、SLS技術(shù)選擇性激光燒結(jié)（SLS）”是最古老的3D打印技術(shù)之一。它使用激光作為能量源來燒結(jié)粉末材料以制造出實體模型。與其他一些增材制造工藝，如熔融沉積成型（FDM）不同，SLS不需要支撐結(jié)構(gòu)，并且生成的部件具有更為精細(xì)的細(xì)節(jié)。與其它3D打印機技術(shù)相比，SLS最突出的優(yōu)點在于它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說，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

6、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無需設(shè)計和制造復(fù)雜的支撐系統(tǒng)，所以SLS的應(yīng)用越來越廣泛。3D打印機技術(shù)中，金屬粉末SLS技術(shù)是近年來人們研究的一個熱點。實現(xiàn)使用高熔點金屬直接燒結(jié)成型零件，對用傳統(tǒng)切削加工方法難以制造出高強度零件，對快速成型技術(shù)更廣泛的應(yīng)用具有特別重要的意義。展望未來，SLS形技術(shù)在金屬材料領(lǐng)域中研究方向應(yīng)該是單元體系金屬零件燒結(jié)成型，多元合金材料零件的燒結(jié)成型，先進金屬材料如金屬納米材料，非晶態(tài)金屬合金等的激光燒結(jié)成型等，尤其適合于硬質(zhì)合金材料微型元件的成型。此外，根據(jù)零件的具體功能及經(jīng)濟要求來燒結(jié)形成具有功能梯度和結(jié)構(gòu)梯度的零件。我們相信，

7、隨著人們對激光燒結(jié)金屬粉末成型機理的掌握，對各種金屬材料最佳燒結(jié)參數(shù)的獲得，以及專用的快速成型材料的出現(xiàn)，SLS技術(shù)的研究和引用必將進入一個新的境界。3、LOM技術(shù)分層實體制造法（LOMLaminated Object Manufacturing），LOM又稱層疊法成形，它以片材（如紙片、塑料薄膜或復(fù)合材料）為原材料，其成形原理如圖所示，激光切割系統(tǒng)按照計算機提取的橫截面輪廓線數(shù)據(jù)，將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內(nèi)外輪廓。切割完一層后，送料機構(gòu)將新的一層紙疊加上去，利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起，然后再進行切割，這樣一層層地切割、粘合，最終成為三維工件。LOM常用材料是紙、金屬箔、

8、塑料膜、陶瓷膜等，此方法除了可以制造模具、模型外，還可以直接制造結(jié)構(gòu)件或功能件。該技術(shù)的特點是工作可靠，模型支撐性好，成本低，效率高。缺點是前、后處理費時費力，且不能制造中空結(jié)構(gòu)件。4、FDM技術(shù) 熔積成型（FDMFused Deposition Modeling）法，該方法使用絲狀材料（石蠟、金屬、塑料、低熔點合金絲）為原料，利用電加熱方式將絲材加熱至略高于熔化溫度（約比熔點高 1），在計算機的控制下，噴頭作x-y平面運動，將熔融的材料涂覆在工作臺上，冷卻后形成工件的一層截面，一層成形后，噴頭上移一層高度，進行下一層涂覆，這樣逐層堆積形成三維工件。該技術(shù)污染小，材料可以回收，用于中、小型工件

9、的成形。四、3D打印機技術(shù)的市場應(yīng)用目前，3D打印技術(shù)已在工業(yè)造型、機械制造、航空航天、軍事、建筑、影視、家電、輕工、醫(yī)學(xué)、考古、文化藝術(shù)、雕刻、首飾等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。并且隨著這一技術(shù)本身的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣埂?D打印技術(shù)的實際應(yīng)用主要集中在以下幾個方面：1、建筑設(shè)計領(lǐng)域建筑模型的傳統(tǒng)制作方式，漸漸無法滿足高端設(shè)計項目的要求。全數(shù)字還原不失真的立體展示和風(fēng)洞及相關(guān)測試的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)如今眾多設(shè)計機構(gòu)的大型設(shè)施或場館都利用3D打印技術(shù)先期構(gòu)建精確建筑模型來進行效果展示與相關(guān)測試，3D打印技術(shù)所發(fā)揮的優(yōu)勢和無可比擬的逼真效果為設(shè)計師所認(rèn)同。2、機械制造領(lǐng)域由于3D打印技術(shù)自身的特點，使得其

10、在機械制造領(lǐng)域內(nèi)，獲得廣泛的應(yīng)用，多用于制造單件、小批量金屬零件的制造。有些特殊復(fù)雜制件，由于只需單件生產(chǎn)，或少于50件的小批量，一般均可用3D打印技術(shù)直接進行成型，成本低，周期短。3、模具制造領(lǐng)域例如玩具制作等傳統(tǒng)的模具制造領(lǐng)域，往往模具生產(chǎn)時間長，成本高。將3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)相結(jié)合，可以大大縮短模具制造的開發(fā)周期，提高生產(chǎn)率，是解決模具設(shè)計與制造薄弱環(huán)節(jié)的有效途徑。3D打印技術(shù)在模具制造方面的應(yīng)用可分為直接制模和間接制模兩種，直接制模是指采用3D打印技術(shù)直接堆積制造出模具，間接制模是先制出快速成型零件，再由零件復(fù)制得到所需要的模具。4、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用近幾年來，人們對

11、3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究較多。以醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用3D打印技術(shù)制作人體器官模型，對外科手術(shù)有極大的應(yīng)用價值。5、航天領(lǐng)域在航空航天領(lǐng)域中，空氣動力學(xué)地面模擬實驗(即風(fēng)洞實驗)是設(shè)計性能先進的天地往返系統(tǒng)(即航天飛機)所必不可少的重要環(huán)節(jié)。該實驗中所用的模型形狀復(fù)雜、精度要求高、又具有流線型特性，采用3D打印技術(shù)，根據(jù)CAD模型，由3D打印設(shè)備自動完成實體模型，能夠很好的保證模型質(zhì)量。五、結(jié)語：生產(chǎn)周期短，隨時可以按需求打??；降低生產(chǎn)成本，制造復(fù)雜物品，無需增加成本；操作簡單，部件一體化完成；突破物品形狀上的制作需求，滿足個性化需求；精準(zhǔn)度高，可以非常準(zhǔn)確地復(fù)制規(guī)模精細(xì)的設(shè)計元素和錯綜復(fù)雜的細(xì)節(jié)；材料無限組合，可以降不同材料混合在一起，打造具有獨特屬性和