3d打印机耗材金属论文（3d打印机打印金属零件）

3D金属打印（金属3D打印）存在哪些风险和问题

现在一些高技术操作都是存在着一些风险的，无论是实验的成功与失败的风险，还是操作过程中遇到一些人身安全的风险，我们都需要尽量去避免。

对此，我们可以多了解一些相关的注意事项，接下来就和大家详细的分享一些关于：3D打印机打印金属存在的一些安全方面的问题，希望这对于大家有所帮助。一、内部缺陷比较难避免3D金属打印机一般是靠激光或电子束逐层融化金属粉末的方式制造零件，由于3D打印机的金属粉末很小，一般为15微米至100微米之间，当激光或者是电子束照射金属粉末，粉末融化甚至气化，形成气体的流动，导致成形路径附近的粉末被冲走，这样可能造成临近粉末成形时会有微小的孔隙和缺陷。二、对健康造成影响操作3D打印机时，或者进行后处理的工人，需要接触金属的粉末，这些粉末都不到100微米，能很容易地进入肺部，或者进入粘膜，造成呼吸道或者神经方面损伤。

所以，一定要采取穿防护服，带防毒面具等防护措施。同时，金属3D打印一般都需要惰性保护气体，比如氩气或氮气，防止加工过程中粉末氧化。这些惰性气体泄漏可能会有窒息的危险。三、火灾的风险在3D金属加工的车间，会有一些钛、铝、镁等金属粉末悬浮在空气中，达到一定的浓度后，如果遇到火源，会发生燃烧从而产生爆炸。粉末的粒度越小，越容易燃烧。因此金属粉末的存储、加工、后处理，都要避免火源和静电。四、网络安全问题3D打印机需要近乎理想化的成形环境，哪怕对产品微小的改动，都会对产品造成严重甚至致命的影响，而这种缺陷在外形上，有时候被常规探伤手段很难发现。

试想一下，大批量需要植入人体的医疗器械，或者航空用的叶片，因为黑客的刻意攻击，修改某一点数据，或者造成激光能量的波动，都可能会影响零件质量，甚至造成难以挽回的损失。关于3D打印机打印金属存在的一些安全方面的问题就和大家详细的分享到这里了，希望大家在进行操作之前，一定需要对于这些人身安全方面的知识做一个专门的了解，这样我们才能在3D打印机领域更长久的展现我们的价值。

浅谈3d打印技术论文

3D打印又称为增材制造，近年来得到了快速发展，应用领域不断增加。我整理了浅谈3d打印技术论文，欢迎阅读!

浅谈3d打印技术论文篇一

3D打印技术

摘 要：3D打印又称为增材制造，近年来得到了快速发展，应用领域不断增加。本文对3D打印的原理及应用现状进行了分析，对3D打印在教学领域的应用模式进行了探讨。

关键词：3D打印;应用现状;教学领域

1 引言

3D打印，又称为增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为 “第三次工业革命的重要标志”，以其 “制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。近年来，随着3D打印技术的逐步成熟、精确，打印材料种类的增加，打印价格的降低，3D打印得到了快速发展，应用领域不断增加，不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用，也逐渐进入了公众视野，走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所，在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用，作为教育工作者，本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上，重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。

2 3D打印概述

2.1 3D打印原理

3D打印(3D printing，又称三维打印)，是利用设计好的3D模型，通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。一般来说，通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2]，其中3D虚拟模型，可以是利用扫描设备获取物品的三维数据，并以数字化方式生成三维模型，或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型，有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型，比如123D Catch[3]。

2.2 3D打印的优势

与传统制造技术相比，3D打印不需事先制模，也不必铸造原型，大大缩短了产品的设计周期，减少了产品从研发到应用的时间，降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险，使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单，产品也更能凸显个性化。另外，3D打印是增材制造，使用金属粉或其他材料，使部件从无到有制造出来，大大减少了原材料和能源的消耗，生产上实行了结构优化。

2.3 3D打印的应用现状

近年来，3D打印得到了快速发展，几乎应用于各个领域。在模具加工和机械制造领域，使用3D打印相对快速地进行模具的设计与定制，打印复杂形状的各种零件，打印具有足够强度的个性化几何造型的物件。在航空航天、国防军工领域，3D打印应用于外形验证、关键零部件的原型制造、直接产品制造等方面。如空客公司从打印飞机小部件开始，逐步发展，计划在2050年左右打印出整架飞机。生物医疗领域，医学工作者利用3D打印技术打印出患者的心脏模型，缺损下颌骨模型，患者外伤性脑内血肿颅脑模型等，用于辅助诊断并制定术前手术方案，降低了手术难度，减少了手术时间，为患者带来了精准化的治疗。人工椎体和人体气管软骨的打印让人体器官的3D打印成为可能。3D打印的处方药产品SPRITAM(左乙拉西坦)片剂可用于各种癫痫疾病的治疗。建筑工程领域，3D打印建筑不需使用模板，打印的建筑物重量轻，强度大，时间短，产生的建筑垃圾及建筑粉尘少，且可以循环使用，绿色环保。3D打印在首饰、食品、玩具和日常用品的设计和生产中也有广泛应用，可以很好地彰显用户的个性化特点和需求。3D打印在太阳能电池板和特殊材料的制造方面的应用也有突破。

3 3D打印在教学领域的应用

3D打印在教学方面的探索性活动也已经展开，并应用在数学、航空、电子、设计、机电工程、生物医学、天文等大部分学科中，取得了良好的教学效果。基于3D打印的快速生成能力，使得数字化模型能快速转化为立体实物，借助立体实物的生成过程及使用可以提高教学效果，增强学生合作、设计、创新等能力。

3.1打印三维教具学具辅助教学

在课程教学中，借助于多媒体教学手段，一些抽象的图像可以相对直观的显示出来，但针对的是群体，形成的是暂时的视觉感受，印象并不是很深刻，也不易理解。借助3D打印，可以把数字化的图像转化成实物的教具和学具，每个同学都有机会亲手感受，而且还可以亲自设计、策划，无疑对知识点的理解，知识的掌握及应用有很大的促进作用。比如：数学课可以打印出几何曲面、剖面立体实物;动画设计可以打印出3D人物，动物角色模型，且可以根据实效及时修改;语文课可以把要讲解的地域打印出来，如北京的胡同，同学们可以拿着模型理解胡同的特点，体验胡同文化，讲述胡同的来龙去脉;机械制造课可以根据课程内容打印相关的零件、齿轮、连杆等。

3.2 实习实践过程中辅助创新设计

职业学校实习实践教学活动较多，钳工实习、数控机床实习、电子电工实习、动画设计、物联网设计等，都需要借助相应的模型，并设计出一定的模型。借助于3D打印，同学们对需要设计的模型有一个大体的认识，然后经过集体分组的讨论、设计、修改等过程，不仅能增加学生的学习兴趣，促进学生交互学习，协作学习，且能提高学生的设计水平、思维能力和实践能力。比如在模具设计实习中，采用项目式教学法，应用3D打印，学生分组设计、分组打印，学生在亲眼目睹自己的设计零件打印成型的过程及成品后，学习兴趣大增，多次讨论修改的过程也大大提升学生的设计水平。在CAD课程实践环节中，使用3D打印机，可以根据教学需要来设计教学内容，对学生的设计作品3D打印出来进行评比并组装，不仅使学生熟练掌握设计软件建模的基本思路和流程，而且对如何从设计作品到具体的实物的生成有一个明确的认识，有利于日后学生进一步的学习和发展。

3.3 就业创业指导

近年来，大学毕业生人数急剧增加，就业压力增大，国家大力提倡大学生创业，整个社会也兴起了一股自主创业的热潮。对于职业学校的学生来说，有一定的专业知识，有较强的动手操作能力，有创业的热情与激情。借助于3D打印设备，创业指导老师可以指导学生创办创意设计3D打印工作室，利用所学的专业知识，设计出相关产品并打印出来进行销售，同时也可为社会客户提供DIY服务，收取一定的培训费和制作费，也可以在校企合作的基础上为合作企业提供设计和3D打印服务。通过3D打印的上述创业实践活动，加深学生对专业知识的巩固、对设计过程的了解，并培养创新创业意识和能力。

3.4 图书馆应用

图书馆引入3D打印服务是图书馆从文献服务走向创新服务的途径。国外很多图书馆都开展3D打印服务，国内的综合图书馆，如上海图书馆、苏州图书馆也开展3D打印服务，高校中的上海交通大学图书馆也开展3D打印服务，并且通过举办3D打印设计大赛积极推广此项服务，通过比赛普及3D打印知识，让同学们了解3D打印前沿科技，启发学生们用创新思维发现问题、智慧解决问题。学校图书馆可以配备一两台3D打印机，并在保证健康和安全的基础上，充分考虑费用、提交步骤、等待和筛选时间等、制定详细的3D打印制度或政策，并鼓励学生打印原创作品，以发挥学生的专业特长，激发学生的创造力和想象力。

4 结束语

3D打印正从工业领域，走向各个应用领域。不久的将来，也会像电脑、手机、互联网一样进入我们的社会和每个家庭。教育工作者应积极利用这项新技术，促进教学模式和教学活动的创新，更好地提高教学质量和教学效果，提高学生的实践能力和创新水平。

参考文献

[1] 张飞相. 3D打印技术的发展现状及其商业模式研究[J]. 新闻传播， 2016(2)： 51-53.

[2] 李青，王青. 3D打印―一种新兴的学习技术[J]. 远程教育杂志2013(4)：29-35.

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3D打印材料和3D打印机耗材如何选用呢？

3D打印材料和3D打印机耗材种类有很多，采用不同3D打印技术有各自不同的材料，当然，不同3d打印机大致上是使用各自不同的3D打印材料。从使用者来区分的话，有工业级商用3d打印机使用的材料和个人桌面级3d打印机耗材；从物理形态上主要包含有液态光敏树脂材料、薄材、低熔点的丝材（线材）和粉末材料；从成分上各类材料包括塑料、树脂、蜡等高分子材料，金属合金材料，陶瓷材料等。详细认真看完以下就明白适合去选用哪些3d打印材料。

我们如何在种类繁多的3D打印材料中选用呢？当然是要根据使用模型产品样件的结构和用途去分析选用，不同3D打印材料各有各的不同机械力学性能、化学性能、热性能和电气性能等等特性。目前能满足选用需求的3D打印材料有：

1、SLA光固化快速成型光敏树脂材料：乳白色质感好，强度佳，但韧性相对小，小而薄的容易脆断性断裂，但容易打磨、电镀、喷漆上色。也有一些进口的具有强度高、透明、耐高温、耐潮湿性防水等功能的光敏树脂材料。之外还有类似瓷器光泽高份辨率的陶瓷粉与光敏树脂混合的复合陶瓷3D打印材料可选用。

2、FDM熔融沉积成型热塑性材料：相对来讲，表面打印层痕比较明显、粗糙。但强度好、任性好、防撞性高、抗溶济力强、耐久性稳定的材料特性，有助于进行准确功能测试，模具以及生产成品的理想材料。

工业级常用3D打印材料有丙烯晴ABS、聚碳酸酯PC、聚苯砜PPSF等耐高温、防火、阻燃和防静电材料；

桌面级3D打印机耗材根据不同需求选用更多样化，包含有聚合性塑料ABS,可再生PLA生物塑料，极软弹性Flexible，高强度高硬度Carbon-fibers碳纤维复合耗材，高透明仿玻璃P-Glass，食品级耐热PP-PE，L-PA弹性低温尼龙，导电尼龙Nylon Conductive，防静电尼龙NYLON ANTI0STATIC，阻燃尼龙NYLON FLAME  RETARDANT，夜光ABS、荧光、光变、变温、夜光PLA ，PP聚丙烯，PC聚碳酸酯，PETG具有高的机械强度和优异的柔性光泽透明，竹木质WOOD耗材，镀金、镀银、红铜、青铜METAL PLA金属型耗材，PETG聚对笨二甲酸乙二醇脂，PVA聚乙烯醇树脂，HIPS改性聚苯乙烯可溶解于有机溶剂，在打印时可以作为支撑材料。

3、SLS选区激光烧结粉末材料：

PA系列尼龙材料：耐磨、高强度和刚度、良好的耐化学性、优异的长期不变的行为、高选择性和细节解析、生物兼容符合EN ISO  10993-1和USP 、符合欧盟塑料指令批准用于食品接触。该材料的典型应用是全功能的塑料部件最高质量的。但是表面相对粗糙。

还有PA3200GF尼龙玻璃纤维材料用于深冲模具或需要特定的刚度，热变形温度高和低磨损的任何其它应用；典型应用于金属外观、热负荷零件的铝填充尼龙材料。

目前已有桌面级LS激光烧结PA12尼龙粉末材料也是一个选择。

4、DLP数码影像投射3D打印材料：采用像素点独立控制，掩模投影分层堆积高品质高精度立体化处理过程。打印精度很好，表面非常细腻，无需抛光打磨，但是有局部位置生成的支撑点需要去除和修补、打磨处理。有多种物性材料可供多种行业选择，典型应用是动漫公仔红蜡3D打印。

目前有不少桌面级DLp打印机，甚至可以随意自由调配彩色材料，但打印精度相对还是远远不能跟工业级媲美。

5、MJP蜡质和树脂材料，多喷头喷射冷光固化，可以打印高精密的小零件。容易去除支撑材料。有多重不同的材料选择（包括软胶），典型应用在珠宝首饰、精密机械、电子元气件等失蜡铸造和精密机械、电子、光学零件制造，性能接近批量实物制造。

6、3DP-Polyjet系列3D打印工程塑料材料，典型应用是可以多种材料（包括软胶、透明材料）混合一次性成型，软硬度可以随意选择控制，甚至可以同时全彩色3D打印。

3DP-CJP全彩色石膏混合材料，目前较多应用与3D打印人像、和一些外观验证用。随着有树脂和尼龙全彩色3D打印材料不断完善，再说石膏材料很容易断裂、表面粗糙，估计会渐渐被淘汰代替。

7、LOM薄膜层叠加3D打印材料，主要材料有纸张、塑料薄膜、金属箔。在国内很少使用。

8、DMLS、LSM激光烧结金属粉末、EBM电子束熔融金属打印金属材料可供选用有：Titanium Ti64钛合金、模具钢MS1、不锈钢GP1、17-4、316、高温镍合金IN718、625、镁铝合金AlSi10Mg、CoCrMo钴铬钼合金、Cobaltchrome SP2 钴基金属陶瓷合金、青铜、贵金属（包括黄金）等。

9、最新推出的MJF打印机术、可以高分辨率3D打印全彩色PA尼龙材料。目前在国内还没有可以选用上，值得期待！

10、最新桌面级LCD打印技术采用可见光3D打印感光树脂材料，速度快、也是可选之列。

以上详细的3D打印材料物性数据资料，在选用前请详细核对！

3d打印技术的应用论文2500字

现如今，3D打印机是民用市场出现的一个新词，在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”。我整理了3d打印技术2500字论文，希望能对大家有所帮助!

3d打印技术2500字论文篇一：《试谈3D打印技术及其应用发展》

【摘要】本文通过分析3D打印机的原理， 总结 了几种典型的3D打印技术，分析其市场应用和发展方向，得出3D打印技术的发展会引领第三次工业革命的发展。

【关键词】3D;打印机;3D打印技术

1.前言

近来，三维(3D)打印技术[1]在发达国家兴起，前不久在网上流传的3D打印手枪，引来许多网友围观。3D打印现在已不再只是概念产物，全球已有不少公司推出了个人3D打印机，它已在平常生活中开始普及。2012年4月，英国《经济学人》刊文认为，3D打印技术将与其他数字化生产模式一起，推动第三次工业革命的实现。传统制造技术是“减材制造技术”，3D打印则是“增材制造技术”，它具有制造成本低、生产周期短等明显优势。

2.3D打印机的原理及技术

2.1 3D打印机

3D打印机是近年来在民用市场出现的一个新词。在专业领域有另一个名称叫“快速成形技术”[2]。快速成形技术诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种全新制造技术。它集分层制造技术、机械工程、数控技术、CAD、激光技术、逆向工程技术、材料科学于一体，可以直接、快速、自动、精确地将设计电子模型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低成本而高效的实现手段。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。

不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是基本原理一样，那就是“分层制造，逐层叠加”[3]，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台“立体打印机”，因此得名。

2.2 3D打印机的原理

3D打印机根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。

每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程就像一个“积分”的过程。

整个过程是在电脑的控制下，由3D打印系统自动完成的。不同公司3D打印使用的成形材料不同，系统的工作原理也有所区别，但其基本原理都是一样的，那就是“分层制造、逐层叠加”。这种工艺可以形象地叫做“增长法”。

2.3 3D打印技术

2.3.1 SLA技术

光固化成型法(SLA)是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是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料。其工艺过程是，首先通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面;然后升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后，进行最终固化，再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。

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。

2.3.2 SLS技术

选择性激光烧结技术(SLS)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。

整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。最后，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。对于金属粉末激光烧结，在烧结之前，整个工作台被加热至一定温度，可减少成型中的热变形，并利于层与层之间的结合。

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的应用广泛。

2.3.3 PDM技术

熔积成型(FDM)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，材料可以回收，用于中、小型工件的成形。成形材料：固体丝状工程塑料;制件性能相当于工程塑料或蜡模;主要用于塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。

2.3.4 LOM技术

分层实体制造法(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，其成形原理如图所示，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。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等，此方法除了可以制造模具、模型外，还可以直接制造结构件或功能件。 LOM技术的优点是工作可靠，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。成形材料主要是涂敷有热敏胶的纤维纸;制件性能相当于高级木材;主要用途是快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。

3.3D打印技术的市场应用及发展方向

3.1 建筑设计领域

建筑模型的传统制作方式，渐渐无法满足高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准，现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试[4]，3D打印技术所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设计师所认同。

3.2 磨具制造领域

玩具制作等传统的模具制造领域[5]，往往模具生产时间长，成本高。将3D打印技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。3D打印技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用3D打印技术直接堆积制造出模具，间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具。

3.3 医学领域

在医学领域的应用近几年来，人们对3D打印技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用3D打印技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值，近年来许多医院推出3D打印胎儿服务。

3.4 航空航天领域

在航空航天领域中，空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的天地往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性，采用3D打印技术，根据CAD模型，由3D打印设备自动完成实体模型，能够很好的保证模型质量。

3.5 家电和食品领域

3D打印技术在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用，使许多家电企业走在了国内前列。美的、华宝、小天鹅、海尔等都先后采用3D打印技术来开发新产品，收到了很好的效果。

3D打印在食品领域也有成功的应用。做成的鲜肉特别有弹性，而且烹饪后肉质松散有嚼头，丝毫不逊于真正的肉，就连肉里的微细血管都能打印出来。人们吃到“3D肉”的日子不会太远，因为美国泰尔基金会近日已投资成立了“鲜肉3D打印技术公司”，希望能够为大众提供安全放心的猪肉产品。这种利用糖、蛋白质、脂肪、肌肉细胞等原材料打印出的肉具有和真正的肉类相似的口感和纹理，就连肉里的微细血管都能打印出来。

4.总结

3D打印是产业界自主创新的过程，政府主要负责引导方向，要让民营企业有充分的自主发展空间，同时对一些敏感行业或者产品要加强监管。3D打印技术市场潜力巨大，势必成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。这些突破将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具，改由更加灵巧的电脑软件主宰，这便是第三次工业革命的到来的标志[6]。在这种势头下，传统的制造业将逐渐失去竞争力。

参考文献

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[2]丁军涛.快速成形技术在企业实际生产中的应用[J].陕西：科技探索，2012(8).

[3]郑利文.Objet Geometries公司推出多种复合材料3D打印机[J].北京：模具工业，2008(2)：73.

[4]梁晨光.3D打印技术纵览“印”出来的真实世界[J].北京：微型计算机，2008(6)：106-109.

[5]乔益民，王家民.3D打印技术在包装容器成型中的应用[J].重庆：包装工程，2012(11)：68-72.

[6]丁博强.3D打印推动第三次工业革命[J].上海：创意产业，2013(2).

3d打印技术2500字论文篇二：《浅谈3D打印的误差分析》

【摘 要】本文从理论上介绍3D打印的基本原理，并系统的分析了成型的前期数据处理、成型加工过程和后处理三个阶段各因素对成型精度的影响。同时，提出了改进成型制件精度的 措施 和方法，对快速成型技术的发展有一定的指导意义。

【关键词】快速成型;成型精度;工艺参数

0.引言

3D打印与传统的制造业去除材料加工技术不同，其遵循的是加法原则。首先设计出所需零件的三维模型，然后根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层)，把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码;最后由成形系统成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。

目前基于分层制造原理，将三维造型转化为二维轮廓信息叠加造型的快速加工方法，其成型制件的精度与很多因素有关。

1.前期数据处理误差

在成型制件建模完成之后，需要将其进行数据方面的转换，目前被应用最多的就是STL格式文件，主要是用小三角面片来近似的逼近任意曲面模型或实体模型，能够较好的简化CAD模型的数据格式，同时在之后的分层处理时，也能够较好的获取每层截面轮廓上的相对于模型实体上的点。

1.1 STL格式化引起的误差

STL格式文件的实质就是用许多细小的空间三角形面来逼近还原CAD实体模型，其主要的优势就在于表达清晰，文件中只包括相互衔接的小三角形面片的节点坐标和其外法向量。用来近似逼近的三角形数量将直接影响着实体的表面精度，数量越多，则精度越高，但是三角形数量太多即过高的精度要求，会造成文件内存过大，增加数据处理时间。所以应在精度范围内选择合理的离散三角形数量。当用建模软件输出STL格式文件时都需要确定精度，也就是模拟原模型的最大允许误差。当表面为平面时将不会产生误差，如果表面为曲面时，误差则将不可避免的存在。

目前，为了得到准确的实体截面轮廓线，应用较多的就是采用CAD直接切片法，该方法可以从根本上消除由STL格式而造成的截面轮廓误差，同时也能够有效的消除格式转换造成的精度误差。

1.2模型分层对成型精度的影响

对模型进行分层处理的过程中会产生一定的误差，这种误差属于原理性误差。分层处理是在STL格式转换之后，通过预先设定好成型的方向，设定好分层的厚度，就可以对模型进行分层切片处理了。分层后会得到一组垂直于成型方向的彼此平行的平面，这些平面将STL格式文件截成等层厚的截面，截面与模型表面的交线即形成了该截面的轮廓信息，此信息可作为成型扫描过程中的数据。因为每层之间有一定的距离，由于其破坏了模型表面的连续性，这样就可能丢失一部分的轮廓信息，造成模型的尺寸误差和表面精度。

2.成型加工误差

设备自身也存在着一定的误差，它造成的是成型件的原始误差。设备自身误差的改善应该从其系统的设计和制造过程中入手，提高成型设备的硬件系统，以便改进成型件精度。

2.1工作台Z方向上的运动误差

它主要在丝杠的控制下，通过上下移动完成最终的成型加工。所以工作台的运动误差将直接影响着成型件的层厚精度，从而导致成型件的Z向尺寸误差。同时，工作台的运动直线度误差也会造成成型件的位置、形状误差和较差的粗糙度。

2.2 X、Y方向同步带变形误差

X、Y扫描系统：步进电机控制并驱动同步齿形带，然后带动打印头进行每层的扫描运动，是一个二维的运动过程。在定位或者使用时间较长以后，同步齿形带可能会产生一定情况的变形，会严重影响扫描系统的定位精度，所以为了解决这个问题常采用位置补偿。

2.3 X-Y方向定位误差

成型机运动控制系统采用的是步进电机开环控制系统，电机自身和其各个结构都会对系统动态性能造成一定的影响。X、Y扫描系统在往复的扫描过程中存在着一定的惯性，使扫描镜头的扫描尺寸其实大于成型件的设计尺寸，造成尺寸误差，同时，由于扫描系统在扫描过程中是一个加减速的过程，边缘扫描速度会小于中间扫描速度，这样就会导致成型件边缘的固化程度高于中间部分，固化不均匀。

扫描机构在成型过程中，总是在进行连续的往复填充运动。驱动扫描机构的电机自身存在着一个固有频率，扫描不同线长的时候会出现各种频率，所以当整个机构发生谐振时，会给扫描机构带来很大的振动，严重影响成型的精度。

2.4挤料速度与扫描速度误差

在保证有足够加热功率和相同扫描速度的前提下，若挤料速度过高，在工件的表面及侧面就会出现材料溢出现象，导致表面粗糙，支撑结构与工件不易分离;若挤料速度过低，在扫描轨迹上就会出现材料缺失现象。因此，适当降低挤料速度，能提高工件的表面品质，轮廓线更清晰，支撑结构与工件易于分离。

综上所述，通过优化工艺参数可以有效地提高成型件的精度和质量。

3.后处理产生的误差

成型完成之后，需要将成型件取下并去除支撑，对于固化不完全的成型件，还需要进行二次固化。固化完成后还需对其进行抛光、打磨和表面处理等工序，将这些称之为后处理。后处理对成型精度的影响可分为下列三种：

(1)支撑去除时，因为人为等因素有可能会刮伤成型表面或其精细的结构，严重影响成型质量。为了避免这点，在支撑设计时应该选择合理的支撑结构，既能起到支撑作用又方便去除，在允许范围内少设支撑，节省后处理时间。

(2)成型后，由于工艺和本身结构问题，零件的内部还会存在一定的残余应力，并且在外部条件如温度、湿度等环境的变化下，成型件会产生一定的翘曲变形，造成误差。应该设法减小成型过程中的残余应力，以提高零件的成型精度。

(3)成型后的零件在尺寸和粗糙度方面可能还不能完全满足用户的需求，例如表面存在阶梯纹、强度不够，尺寸不精确等，所以要对成型件进行进一步的打磨、修补、抛光和喷丸等处理。如果处理不好，可能会对成型件的尺寸和表面质量等造成破坏，产生后处理误差。

综上所述，通过减小分层厚度可以通过自适应的分层方法能很好的提高成型件的表面精度，降低因分层数量较多而引起的效率降低问题，或者通过优化成型加工方向的办法来提高成型件表面质量。其中优化成型加工方向在工艺上有一定的难度，对于成型加工方向的优化，不仅要考虑精度的因素，也要着重考虑成型效率和支撑设计等方面因素。

4.结论

自由成形件的精度是指加工后的成形件与原三维CAD模型之间的误差，主要有尺寸误差，形状误差和表面误差。因为自由成形的全过程包括前处理、自由成形和后处理三个阶段，所以每个阶段都可能存在影响成形件精度的因素。然而，成型件的精度不只与成型机本身精度有关，还与自由成形全过程中的其他因素有关，而(下转第156页)(上接第110页)且这些其他因素还更加难以控制。 [科]

【参考文献】

[1]胡庆夕，周克平，吴懋亮等.快速制造技术的发展与应用.机电一体化，2003，8(5).

[2]朱林泉，白培康，朱江森.快速成型与快速制造技术.北京：国防工业出版社，2003.

[3]王广春，赵国群.快速成型与快速模具制造技术及其应用.北京：机械工业出版社，2003.

[4]于松章，洪军，唐一平.基于RE/RP/RT技术的产品快速开发集成制造系统.新技术新工艺，2004，8(3).

[5]勾吉华，彭颖红，阮雪榆.快速成型技术及其工艺分析.机械科学与技术，2000，2(19).

3d打印技术2500字论文篇三：《试谈中小学创新 教育 中3D打印的应用》

随着3D打印在产品设计、建筑设计、机械制造、医学领域、 文化 艺术等行业发挥越来越重要的作用，3D打印这一新兴科学技术也不断融入到人们的工作和生活中。而科技促进教育这一客观规律也决定了3D打印对教育的影响是必然的，3D打印技术与学校教育的结合必成为STEAM教育中对学生开拓创新能力培养的必要组成部分。

1 3D打印在学校教育中的应用现状

创客教育，政策先行，教育部于2015年发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》，其中提到了未来五年对教育信息化的规划，鼓励探索STEAM教育、创客教育等新教育模式，从政策层面将刺激3D打印教育市场的快速增长。国内3D打印在教育领域中的应用已然走在了前列，并逐渐步入了批量应用阶段。全国各地区都有学校加入到3D打印创客教育的潮流中来。3D打印在不少地区已经被列入普通学校教育的统筹范围内，而不仅仅是职业培训。

2 3D打印在中小学教育中的优势

传统教育特别是中小学教育是以教师为主导的填鸭式教学方式。因其理论性较强，且多数以死记硬背为主要方式，学生无法把学到的知识进行转化和应用，久而久之就会失去兴趣。而3D打印课程可以让枯燥的课程变得生动起来。在3D打印应用的教学中，学生不再是单纯地看文字或图形，而是根据相应理论知识通过电脑绘制其三维模型，并用3D打印机把模型打印出来。这是学生吸收和运用知识的过程，使学习过程变得生动有趣，同时极大地提高学生学习的主动性和分析、解决问题等方面的能力。

3 3D打印与各种学科的融合

3D打印与学科的融合既是对各传统学科教学的补充，又是开展STEAM教育的重要形式。

3.13D打印与语文课的结合

语文课中的 说明文 是难以描述和理解的，例如赵州桥课程中对桥梁结构的描述。而如果运用课文中描述的知识点用软件把模型绘制并打印出来，有了理论应用于实践的过程，学生对知识的掌握会更加深刻。

3.2与数学课的结合

通过三维模型设计软件，学生可以方便地从不同方位观察模型，任意组合、改变模型形状，学生的空间 想象力 得到很好的锻炼和培养。

3.3与美术、剪纸等艺术课的结合

通过三维设计软件很容易实现二维图形到三维模型的转化。艺术课中的剪纸或手绘图形便可以转化成三维模型，且应用于不同的作品中，并通过3D打印机打印出来，增加课程的趣味性。

3.4与历史、生物、地理、化学、物理等其它课程的结合

辅助教具直接通过3D打印制作出来，将抽象、难懂的教学变得更直观、形象化，更好地激发了学生的学习兴趣。

4 中小学3D打印课程的开展形式

目前很多学校把3DOne作为教学软件，通过软硬件结合，推出3D打印创意设计课程解决方案，以学生动手参与为主要学习方式，旨在全面提升、激发孩子们的潜能，学生在学习过程中潜移默化地提高动手能力和思考能力。3D打印创客教育通常包括如下形式：

(1)兴趣班。兴趣班是3D打印在学校开展创客教育初期的主要形式。每个班级挑选数个学生组合成兴趣小团队，由学校老师或者校外的公司机构提供技术支持协助学校开展课程。

(2)校本课程。教师通过课程的开展，总结成果及 经验 完成学校的校本课程，打造校本特色的3D打印课程。

(3)教、科研项目。教、科研项目的方式使得3D打印课程的开展更有拓展性。例如学校以船作为项目题目，学生学习船的工作原理，以及如何优化船体、增加动力机构，然后自己设计船体造型、打印模型和试验航行，通过不断地试验以及改善，学生可以把课题内容掌握得非常牢固。并且学生会不断去思索、尝试各种各样的方式，极大地提高了学生的想象力和动手能力。

5 结语

以3DOne软件为教学的3D打印创客课程，给了STEAM教育一种新的方式，不管是从国家的支持，还是从提高学生的创新能力来说，3D打印都将作为一个重要的手段会得到极大的发展。通过与学科结合的方式，并借助于各地的3D打印比赛，3D打印教育将会有更好的发展。

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3D打印的耗材一般是什么？一般又是怎么打印出来的？

3D打印机的耗材有PLA、ABS、光敏树脂(液体）、蜡基材料、尼龙粉末、类石膏粉、金属粉末（包括不锈钢、钛合金铁镍合金、钴铬合金等等）。光敏树脂、蜡基材料等材料的种类又很多种，每种材料的熔点、硬度、强度都不一样，不同的3D打印机使用不同的材料进行打印，总体来说，目前3D打印机的打印成本普遍比较高。一般来说，FDM技术使用的是PLA和ABS比较多；光固化成型的使用光敏树脂或者蜡基材料的比较多；尼龙粉末和金属粉末的使用激光烧结的比较多；总体来说都属于增材制造。

3D打印详细介绍

1、定义

3d打印技术是快速成形技术的一种，它运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式，来构造零物件。模具制造、工业设计常将此技术用于建造模型，现在正向产品制造的方向发展，形成“直接数字化制造”。

2、发展历史

3d打印技术起源于20世纪80年代中后期的美国，当时的3d打印机非常巨型而且昂贵。经过20多年的发展，技术逐渐成熟，机器也渐渐小型化，二十一世纪年以来3d打印机的销售逐渐扩大，价格也开始下降，并从最初面向制造业等大型工业用户，逐渐渗透到各个行业，近几年开始向个人及家庭等消费领域扩张。如今，3d打印的商业模式逐渐成熟，产业链基本成型。

3、应用领域

目前，3d打印已经广泛应用于军工、航天、医学、建筑、汽车、电子、服装、珠宝首饰等领域。

4、优点

3d打印技术能够快速生产高端的定制化产品。3d打印技术可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。

PLA是最受欢迎的3D打印机耗材之一，这种耗材如何实现生物降解？

光敏树脂适用于光固化快速成型3D机，是高精度3D机的首选材料。无需加热，固化时间短，可在几秒钟内固化，具有一定的抗压强度，形成光滑的表面，精度高，可用于珠宝首饰、医药行业等领域的木制品，具有耐腐蚀、防潮、耐酸碱、不发霉等特点。原材料，真正环保，新配方加入原木粉复合改性，安全、健康、环保。无堵塞，附着力好，成型效果好，可随挤压温度的变化显示不同深度的木纹。PLA可以说是3D打印领域中使用最广泛的材料之一，PLA是FDM 3D打印机中使用最广泛的材料。PLA长期以来一直被宣传为可生物降解的，但它真的可以生物降解吗？

聚乳酸又称PLA，是一种热塑性塑料，挤出温度为170℃-230℃。它通常以金属丝的形式用作FDM 3D打印机的材料。它使用方便，无毒。以longitudincube的PLA3D打印机耗材为例，科学上称为聚乳酸，这是一种新的可生物降解材料，由可再生植物资源（玉米）中的淀粉制成。其生物降解性好，全部埋入土壤中，降解最终生成二氧化碳和水，被土壤有机质或植物吸收，无环境污染，被公认为环保材料。

立维立体PLA在生产加工中无呛人气味，完全无毒无害，是一款理想、环保的3D打印用品。无堵塞，附着力好，成型效果好，可随挤压温度的变化显示不同深度的木纹。

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