本書主要介紹3D打印基礎之數(shù)據采集和制作(三維數(shù)據化建模軟件使用介紹),常用的3D打印機的使用方法,包括打印設置、操作、常規(guī)保養(yǎng)和日常維護等。本書為高等職業(yè)院校機械制造類、機電設備類、機電一體化等相關專業(yè)3D打印教學和培訓教材。本書內容按48學時編寫,選用本書者可以根據3D打印設備的實際情況選擇教學內容和確定學時。
本書是全國應用型高校3D打印領域人才培養(yǎng)十三五規(guī)劃教材中的一本,本書主要介紹3D打印基礎之數(shù)據采集和制作(三維數(shù)據化建模軟件使用介紹),常用的3D打印機的使用方法,包括打印設置、操作、常規(guī)保養(yǎng)和日常維護等。本書為高等職業(yè)院校機械制造類、機電設備類、機電一體化等相關專業(yè)3D打印教學和培訓教材。本書內容按48學時編寫,選用本書者可以根據3D打印設備的實際情況選擇教學內容和確定學時。
序
3D打印技術也稱增材制造技術、快速成形技術、快速原型制造技術等,是近30年來全球先進制造領域興起的一項集光/機/電、計算機、數(shù)控及新材料于一體的先進制造技術。它不需要傳統(tǒng)的刀具和夾具,利用三維設計數(shù)據在一臺設備上由程序控制自動地制造出任意復雜形狀的零件,可實現(xiàn)任意復雜結構的整體制造。如同蒸汽機、福特汽車流水線引發(fā)的工業(yè)革命一樣,3D打印技術符合現(xiàn)代和未來制造業(yè)對產品個性化、定制化、特殊化需求日益增加的發(fā)展趨勢,被視為一項將要改變世界的技術,已引起全球關注。
3D打印技術將使制造活動更加簡單,使得每個家庭、每個人都有可能成為創(chuàng)造者。這一發(fā)展方向將給社會的生產和生活方式帶來新的變革,同時將對制造業(yè)的產品設計、制造工藝、制造裝備及生產線、材料制備、相關工業(yè)標準、制造企業(yè)形態(tài)乃至整個傳統(tǒng)制造體系產生全面、深刻的影響:①拓展產品創(chuàng)意與創(chuàng)新空間,優(yōu)化產品性能;②極大地降低產品研發(fā)創(chuàng)新成本、縮短創(chuàng)新研發(fā)周期;③能制造出傳統(tǒng)工藝無法加工的零部件,極大地增加工藝實現(xiàn)能力;④與傳統(tǒng)制造工藝結合,能極大地優(yōu)化和提升工藝性能;⑤是實現(xiàn)綠色制造的重要途徑;⑥將全面改變產品的研發(fā)、制造和服務模式,促進制造與服務融合發(fā)展,支持個性化定制等高級創(chuàng)新制造模式的實現(xiàn)。
隨著3D打印技術在各行各業(yè)的廣泛應用,社會對相關專業(yè)技能人才的需求也越來越旺盛,很多應用型本科院校和高職高專院校都迫切希望開設3D打印專業(yè)(方向)。但是目前沒有一套完整的適合該層次人才培養(yǎng)的教材。為此,我們組織了相關專家和高校的一線教師,編寫了這套3D打印技術教材,希望能夠系統(tǒng)地講解3D打印及相關應用技術,培養(yǎng)出滿足社會需求的3D打印人才。
本套教材的編寫和出版過程,得到了很多單位和專家學者的支持和幫助,西安交通大學盧秉恒院士擔任本套教材的顧問,很多在一線從事3D打印技術教學工作的教師參與了具體的編寫工作,也得到了許多3D打印企業(yè)和湖北省3D打印產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等行業(yè)組織的大力支持,在此不一一列舉,一并表示感謝!
我們希望該套教材能夠比較科學、系統(tǒng)、客觀地向讀者介紹3D打印這一新興制造技術,使讀者對該技術的發(fā)展有一個比較全面的認識,也為推動我國3D打印技術與產業(yè)的發(fā)展貢獻一份力量。本套書可作為應用型高校機械工程專業(yè)、材料工程專業(yè)及職業(yè)教育制造工程類的教材與參考書,也可作為產品開發(fā)與相關行業(yè)技術人員的參考書。
我們想使本套書能夠盡量滿足不同層次使用的需求,故涉及的內容非常廣泛,但由于我們的水平和能力有限,編寫過程中的疏漏和不足在所難免,殷切地希望同行專家和讀者批評指正。
史玉升
2017年7月于華中科技大學
前言
3D打印技術是一種新興的先進制造技術,是一項集光/機/電、計算機、數(shù)控和材料等于一體的增材制造技術,問世30多年以來,隨著計算機輔助技術等的高速發(fā)展,3D打印技術在很多行業(yè)已得到廣泛應用,在改造傳統(tǒng)產業(yè)、形成高新技術產業(yè)、提升制造業(yè)的產業(yè)結構等方面發(fā)揮了非常重要的作用。
為了更好地適應現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展,提高普通大眾的3D打印的操作水平,多位講授3D打印的專任教師根據自己的教學經驗,結合3D打印機器的實際操作方法,編寫了本書。
本書由佛山職業(yè)技術學院楊振國、李華雄和王暉任主編,由佛山職業(yè)技術學院肖宏濤、劉璇、劉俊,長江工程職業(yè)技術學院周攀登任副主編。
本書由佛山職業(yè)技術學院李大成教授任主審。
由于編者水平有限,書中錯誤和不足之處在所難免,懇請讀者批評指正。
編者
2018.12
目錄
項目一3D打印前端模型設計(1)
任務一3D打印主流建模軟件(1)
任務二3D打印模型數(shù)據要求(6)
項目二3D打印逆向設計(11)
任務一逆向工程概述(11)
任務二逆向工程實現(xiàn)的步驟(12)
任務三Geomagic Design X軟件界面的介紹(14)
任務四Geomagic Design X軟件實戰(zhàn)演練(20)
項目三3D打印建模數(shù)據處理(68)
任務一主流3D建模軟件數(shù)據導出(68)
任務二3D打印的模型支撐與打印質量(71)
任務三3D打印切片軟件Cura(72)
任務四3D打印切片軟件Magics(78)
項目四液態(tài)樹脂光固化成型技術(84)
任務一液態(tài)樹脂光固化成型機操作與維護(84)
任務二液態(tài)樹脂光固化成型的典型案例(90)
項目五絲材熔融擠壓成型技術(99)
任務一絲材熔融擠壓成型技術打印機的操作與維護(99)
任務二絲材熔融擠壓成型的典型案例(105)
任務三絲材熔融擠壓成型技術打印機材料性能(113)
項目六激光選區(qū)熔化技術(116)
任務一激光選區(qū)熔化設備的安裝與維護(117)
任務二激光選區(qū)熔化的典型案例(121)
項目七其他3D打印技術(126)
任務一薄材分層實體制造3D打印技術(126)
任務二數(shù)字光處理技術(128)
任務三電子束選區(qū)熔化3D打印技術(130)
附錄一3D打印訓練單(133)
附錄二3D打印實訓報告(135)
參考文獻(136)