本書主要介紹3D打印基礎(chǔ)之?dāng)?shù)據(jù)采集和制作(三維數(shù)據(jù)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(shè)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(shè)備類、機電一體化等相關(guān)專業(yè)3D打印教學(xué)和培訓(xùn)教材。本書內(nèi)容按48學(xué)時編寫,選用本書者可以根據(jù)3D打印設(shè)備的實際情況選擇教學(xué)內(nèi)容和確定學(xué)時。
本書是全國應(yīng)用型高校3D打印領(lǐng)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(chǔ)之?dāng)?shù)據(jù)采集和制作(三維數(shù)據(jù)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(shè)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(shè)備類、機電一體化等相關(guān)專業(yè)3D打印教學(xué)和培訓(xùn)教材。本書內(nèi)容按48學(xué)時編寫,選用本書者可以根據(jù)3D打印設(shè)備的實際情況選擇教學(xué)內(nèi)容和確定學(xué)時。
序
3D打印技術(shù)也稱增材制造技術(shù)、快速成形技術(shù)、快速原型制造技術(shù)等,是近30年來全球先進制造領(lǐng)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(shù)。它不需要傳統(tǒng)的刀具和夾具,利用三維設(shè)計數(shù)據(jù)在一臺設(shè)備上由程序控制自動地制造出任意復(fù)雜形狀的零件,可實現(xiàn)任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)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(shù)符合現(xiàn)代和未來制造業(yè)對產(chǎn)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(shù),已引起全球關(guān)注。
3D打印技術(shù)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?qū)⒔o社會的生產(chǎn)和生活方式帶來新的變革,同時將對制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、制造工藝、制造裝備及生產(chǎn)線、材料制備、相關(guān)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、制造企業(yè)形態(tài)乃至整個傳統(tǒng)制造體系產(chǎn)生全面、深刻的影響:①拓展產(chǎn)品創(chuàng)意與創(chuàng)新空間,優(yōu)化產(chǎn)品性能;②極大地降低產(chǎn)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(jié)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(chǎn)品的研發(fā)、制造和服務(wù)模式,促進制造與服務(wù)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(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用,社會對相關(guān)專業(yè)技能人才的需求也越來越旺盛,很多應(yīng)用型本科院校和高職高專院校都迫切希望開設(shè)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(guān)專家和高校的一線教師,編寫了這套3D打印技術(shù)教材,希望能夠系統(tǒng)地講解3D打印及相關(guān)應(yīng)用技術(shù),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(xué)者的支持和幫助,西安交通大學(xué)盧秉恒院士擔(dān)任本套教材的顧問,很多在一線從事3D打印技術(shù)教學(xué)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(chǎn)業(yè)技術(shù)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(xué)、系統(tǒng)、客觀地向讀者介紹3D打印這一新興制造技術(shù),使讀者對該技術(shù)的發(fā)展有一個比較全面的認(rèn)識,也為推動我國3D打印技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻一份力量。本套書可作為應(yīng)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(chǎn)品開發(fā)與相關(guān)行業(yè)技術(shù)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(nèi)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(xué)
前言
3D打印技術(shù)是一種新興的先進制造技術(shù),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(shù),問世30多年以來,隨著計算機輔助技術(shù)等的高速發(fā)展,3D打印技術(shù)在很多行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用,在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、形成高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、提升制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面發(fā)揮了非常重要的作用。
為了更好地適應(yīng)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(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗,結(jié)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(shù)學(xué)院楊振國、李華雄和王暉任主編,由佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院肖宏濤、劉璇、劉俊,長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院周攀登任副主編。
本書由佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)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(shè)計(1)
任務(wù)一3D打印主流建模軟件(1)
任務(wù)二3D打印模型數(shù)據(jù)要求(6)
項目二3D打印逆向設(shè)計(11)
任務(wù)一逆向工程概述(11)
任務(wù)二逆向工程實現(xiàn)的步驟(12)
任務(wù)三Geomagic Design X軟件界面的介紹(14)
任務(wù)四Geomagic Design X軟件實戰(zhàn)演練(20)
項目三3D打印建模數(shù)據(jù)處理(68)
任務(wù)一主流3D建模軟件數(shù)據(jù)導(dǎo)出(68)
任務(wù)二3D打印的模型支撐與打印質(zhì)量(71)
任務(wù)三3D打印切片軟件Cura(72)
任務(wù)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(shù)(84)
任務(wù)一液態(tài)樹脂光固化成型機操作與維護(84)
任務(wù)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(shù)(99)
任務(wù)一絲材熔融擠壓成型技術(shù)打印機的操作與維護(99)
任務(wù)二絲材熔融擠壓成型的典型案例(105)
任務(wù)三絲材熔融擠壓成型技術(shù)打印機材料性能(113)
項目六激光選區(qū)熔化技術(shù)(116)
任務(wù)一激光選區(qū)熔化設(shè)備的安裝與維護(117)
任務(wù)二激光選區(qū)熔化的典型案例(121)
項目七其他3D打印技術(shù)(126)
任務(wù)一薄材分層實體制造3D打印技術(shù)(126)
任務(wù)二數(shù)字光處理技術(shù)(128)
任務(wù)三電子束選區(qū)熔化3D打印技術(shù)(130)
附錄一3D打印訓(xùn)練單(133)
附錄二3D打印實訓(xùn)報告(135)
參考文獻(136)