向中学生介绍3D打印

3D的世界3D打印什么是3D•D=Dimension•维•1D=线•2D=面•3D=体•3D=3维我们的世界是3维的3D是怎么来的？•点动成线•线动成面•面动成体•演示同学们对生活中打印的认识？•把文字或者图形打印在纸张上•它是平面的•联系前面说的3D的概念，你觉得3D打印是怎样的什么是3D打印•3D打印，简单的说，就是打印出来的东西是立体的。3D打印的历史•3D打印是一项很新兴的技术吗？•1988年，美国3DSystems开发出第一台3D打印机SLA-250•3D打印是计算机辅助下的快速成型技术，随着开源软硬件的兴起和发展，获得了爆发式增长，2008年，第一台开源3D打印机Reprap上市，它可以打印自身50%以上的配件，剩余配件可以用很便宜的价格购买，而软件则完全以开放源代码的形式获得授权。从此3D打印进入开源时代。3D打印在各行各业上的应用•工业设计•服装设计行业•医疗•食品•建筑•艺术•教育•3D打印，特别是开源的打印机应用到教学当中。可以让学生可以不再使用昂贵的用传统减量方法制作的模型，而是利用3D技术直接设计和打印模型。这种课堂环境可以让学生学习和使用3D打印的新应用。例如用作教学移动机器人平台。3D打印机的工作原理3D打印是一个“增量制造”的过程•什么是“增量制造”？•增量就是“做加法”，直接把物件“无中生有”地制作出来•有没有“减量制造”？•有，在已有的材料中减去不必要的部分，剩下的就是制作出来的物件。•什么是“减量制造”的例子？•雕刻FDM（挤出式）3D打印机的结构•前面说到，我们的世界是3维的。我们想要打印出来的模型也是3维的。所以我们的打印机有3个轴。•我们分别用X、Y、Z来命名这3个轴，有3个电机分别用来驱动这3个轴。•打印头在XYZ这3个电机的驱动下，可以在3维空间里自由移动。FDM（挤出式）3D打印机的结构•挤出电机把打印材料送往打印头。熔化后从打印头的小孔挤出•打印头是一个高温热熔腔，它可以将丝状打印材料热熔成半液态。•这一切由电路板根据打印指令，驱动各个部件作出动作。建模•如何得到要打印的物件的3维数据？•计算机建模•直接在计算机软件中设计，编辑3D模型•演示•扫描•医疗扫描•零件扫描（逆向工程）•动植物模型扫描•我们有了3D打印机•我们有了打印机所需要的材料•我们有了想要打印出来的模型•怎样利用打印机将这个模型变成实物？打印•切片•为什么要切片？•切片将3维数据转换成打印机可以识别的代码•3D打印是层叠式工作的，是指，最终打印出来的模型是由很多薄层叠起来组成的。切片原理•切片，并不是将已有的实际的物品切成薄片。•而是在电脑中，将3维立体数据变成一系列的2维平面数据。•这一系列的圆形叠成了圆柱体•每个平面图层又是由一系列的线段构填充而构成•最后送入打印机的是这一系列线段构成的指令代码。立体图形打印过程：切片平面图形↓送入↓3D打印机热熔挤出材料薄片↓层叠↓立体实物分割线段指令丝填充其他成型方式的3D打印机•光固化类•某些液体受到光照后会固化，变成固体•利用这一特性，工程师们发明了光固化3D打印机•激光烧结•利用激光的高温将很金属或塑料粉末烧结，层叠形成立体物件。•粉末粘连•将粉末用胶水粘连，层叠形成3D物件3D技术的前景•3D技术日新月异，科学家们正在将这个技术应用到各个高精尖行业。如：•3D打印人体器官•远程医疗现在已经可以做到，凭借3D扫描技术和实时图像传递，遥控技术，医生们不必到病人旁边，在另一个城市甚至异国他乡，都可以为病患诊断，医治。•3D打印外星殖民地