中小学3D打印科普讲座(图文视频)

本节内容3D打印的概念3D打印的起源主流的3D打印技术3D打印的材料3D打印的应用3D打印未来发展趋势传统制造加工（减材制造）木材加工裁缝激光切割激光切割科幻片中的3D打印影片回顾影片回顾影片回顾影片回顾影片回顾3D打印，又叫、，以经过智能化处理后的3D数字模型文件为基础，通过逐层增加材料的方式构造任意形状的3D实体形状。通俗的讲就是将计算机设计的立体图形一层一层地打印出来，叠加在一起，变成立体实物的过程。1、3D打印（3Dprinting）技术原理：快速成型增材制造从无到有2、普通打印机和3D打印机的区别对比角度普通打印机3D打印机成品平面立体耗材墨水、墨粉等塑料、尼龙、金属粉末等3、3D打印的起源3D打印技术起源于19世纪末美国研究的照像雕塑和地貌成形技术。到20世纪80年代后期已初具雏形，其名为“快速成型”，并且在这个时期得到了推广和发展。进入21世纪，3D打印技术逐渐走向成熟、初步形成产业并显示出巨大的发展潜力。19世纪的思想20世纪的技术21世纪的市场主流3D打印技术1、熔融堆积快速成型（FDM）熔融沉积又叫熔丝沉积，它是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有—个微细喷嘴的喷头挤喷岀来。热熔材料融化后从喷嘴喷岀，沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。2、光固化成型（SLA）光固化技术是最早发展起来的快速成型技术，也是目前研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的快速成型技术之一。光固化技术，主要使用光敏树脂为材料，通过紫外光或者其他光源照射凝固成型，逐层固化，最终得到完整的产品。3、三维粉末黏接3DP技术由美国麻省理工大学开发，原料使用粉末材料，如陶瓷粉末、金属粉末、塑料粉末等，3DP技术工作原理是，先铺层粉末,然后使用喷嘴将粘合剂喷在需要成型的区域,让材料粉末粘接，形成零件截面，然后不断重复铺粉喷涂、粘接的过程，层层叠加，获得最终打印出来的零件。4、选择性激光烧结（SLS）SLS通过烧结将粉末变成紧密结合的全体，在激光扫描之下通过一层一层的掩盖，最后构成部件沉没在一堆粉末当中了，经过冷却，剩余的粉末可回收再次利用。常见的3D打印材料PLA塑料类PLA塑料熔丝是一种常用的3D打印材料，适用于消费级3D打印机，PLA可以降解，是一种环保的材料ABS塑料类ABS是FDM最常用的3D打印材料，目前有多种颜色可以选择，是消费级3D打印机用户最喜爱的打印材料，比如打印玩具、创意家居饰件等。ABS材料通常是细丝盘装，通过3D打印喷嘴加热熔解打印。尼龙铝粉这种材料在尼龙的粉末中参杂了铝粉，利用SLS技术进行打印，其成品就有金属光泽，经常用于装饰品和首饰的创意产品的打印中。陶瓷陶瓷粉末采用SLS进行烧结，上釉陶瓷产品可以用来盛食物，很多人用陶瓷来打印个性化的杯子，当然3D打印并不能完成陶瓷的高温烧制，这道手续现在需要在打印完成之后进行高温烧制。树脂树脂是SLA(StereoLithography)光固化成型的重要原料，目前应用最广泛的是光敏树脂，其变化种类很多，有透明的、半固体状的，可以制作中间设计过程模型，由于其成型精度比FDM高，可以作为生物模型或医用模型。光敏树脂打印玻璃玻璃粉末采用SLS技术进行打印金属金属材料都是采用SLS的粉末烧结，金银可以打印饰品，而钛金属是高端3D打印机经常用的材料，用来打印航空飞行器上的构件。金属3D打印其他3D打印材料生物墨水骨头砂石药物皮肤巧克力GYPSUM石膏3D打印在各行业的应用1、世界首款3D打印汽车时间：2014年命名“strati”从零部件打印到组装，整个制造过程仅用了44个小时。最大速度可达到每小时64公里一次充电可行驶约190到240公里2、世界首座3D打印城堡时间：2014年混凝土建筑打印机的打印速度大约是每天50cm占地面积：15平方米3、工业产品原型4、医疗健康在医疗领域，人们可以利用3D技术打印出人体骨骼、牙齿、心脏等器官，还可以打印一些医疗器材，帮助医生感知人体构造，提高医疗技术降低病患手术风险。5、3D打印创造的个性化的时尚6、珠宝首饰7、世界首款3D打印手枪命名：“Liberator（解放者）”全部16个部件都采用ABS塑料来制造可以使用标准的手枪弹匣并支持不同口径的子弹制造者：德州大学学生科迪•威尔森8、艺术9、食品10、玩具11、3D打印人工智能考古3D打印食物科学研究医疗产品原型文物保护艺术创作教育国防军事无人机3D打印机各种各样的3D打印机3D打印未来发展趋势1、材料越来越丰富新推出的大型3D打印机Object1000已经支持打印140中材料，每次打印可同时利用其中的14种，但物品是多种多样的，只有更丰富更实用的材料才能让3D打印尽快的融入生产和生活。2、实用性越来越高从简单的原型开发，到打印巧克力，到飞机上的钛合金零部件，3D打印的成品已经越来越实用。3、精度会越来越高，同时打印速度会更快4、家庭化、个人化、价格越来越低5、4D打印技术出现在3D打印基础上增加了时间这一维度，让打印出的智能材料在设定时间改变形状。如有讲得不到位的地方，欢迎批评指正，感激！