初识3D打印

平面图形

有些图形（如三角形、长方形、圆等）:

由线段围成的

各部分都在同一平面内

它们是平面图形。

立体图形

有些图形（如长方体、正方体、圆柱、圆锥、球等）：

占有一定的空间

各部分不都在同一平面内

它们是立体图形。

长方体

长方体上平平的部分是长方体的面。 面和面相交的线段叫长方体的棱。

长方体

棱和棱的交点叫长方体的顶点。

长方体

相交于同一个顶点的三条棱分别叫做长方体的长、宽、高。

高

长

宽

长方体

长

宽

高

长

宽

高 长

宽

高

长 宽

高

长 宽

高

三视图

你能指出这些图形分别从哪个角度观察得到的吗?

三视图

你能指出这些图形分别从哪个角度观察得到的吗?

三视图

你能说出这三个视图分别是从哪个方向观察这本书得到的吗？

3D打印的概念

3D是英文“3 Dimensions”的简称

中文是指三维、三个维度、三个坐标，即

有长、宽、高。

换句话说，就是立体的，相对于只有长和

宽的平面而言，3D就是空间的概念。

3D打印的概念

3D打印，英文叫 3D Printing，又名增

材制造。

就是把材料一层层增加、堆叠，最后

制造出一个物体。

A

B

视频1：什么是3D打印1

视频2：什么是3D打印2

3D打印的概念

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3D打印的概念

3D打印机在设计文件指令的引导下，喷出固体粉末

或熔融的液态材料，使其固化为一个特殊的平面薄

层。第一层固化后，3D打印机打印头返回，在第一

层上部形成另一个薄层。第二层固化后，打印头再

次返回，并在第二层上部形成另一薄层……如此往复，

最终薄层累积成为三维物体。

流程

切片

Cura

打印

打印机

第三步 第二步 第一步

建模

3DOne

第一步 三维建模软件：3D One。

一般设计好的模型表面上会存在许多不规则的曲面，在进行打

印之前必须对模型上这些曲面进行近似拟合处理。

解决方法：STL格式。通过使用一系列相连的小三角平面来拟合

曲面，从而得到可以快速打印的三维近似模型文件。

导出：另存为STL。

切片软件用来把我们的 3D模型分层，生成控制打印头运动的路

径文件，最终适于打印。

切片软件最终会产生一段代码，这些代码会指示打印机将打印

头移动到哪里，什么时候挤出热熔丝，挤出多少。这些指令从

打印控制软件传给电子器件中的固件，固件把这个指令转化成

加热头的具体动作。

导出：保存GCode。

第二步

G代码： 非常古老的编程语言； 最初是为了计算机控制机械工具而设计。

导入3D打印机。

需将编码好的 G-code 文件保存到 SD 卡中。

在 LCD 控制器面板上选取 Prepare → Print Form SD → .gcode

第三步

3D打印机与普通打印机的区别

平时我们使用的打印机，

是将油墨打印在一张纸上，

而 3D打印机是将耗材打

印出很多层堆叠在一起，

打印出来的是一个实体。

3D打印机与普通打印机的区别

3D打印机根据打印工艺的

不同，有不同类型的打印

机。根据我们学校学习的

特点，我们所选取的是

FDM工艺（熔融沉积制

造）。

FDM打印机原理

打印耗材：PLA

PLA（polylactic acid，聚乳酸）

一种可生物降解的热塑性塑料，来

源亍可再生资源，比如玉米，甜菜，

木薯和甘蔗。因此，基亍PLA的3D

打印材料比其他塑料材料更加环保，

甚至被称为“绿色塑料”。

打印时不会产生很难闻的气味，所

以它相对安全，适合在家里或者教

室使用。

这种材料的冷即收缩没有ABS那么

强烈，所以卲使打印机没有配备加

热平台也能成功完成打印。

在打印ABS过程中，还必须

对平台迚行加热。目的是为

了防止打印第一层冷即太快，

避免翘曲和收缩。

相较其他材料，ABS在打印过程中有

毒物质的释放量进进高亍PLA。因此

在打印ABS时打印机需要放置在通风

良好的区域，或者打印机采用封闭机

箱并配备空气净化装置。

它的熔点温度比PLA更高，

通常在210°C–250°C之

间。

ABS（Acrylonitrile Butadiene

Styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共

聚物）是受欢迎程度仅次亍PLA的

FDM打印材料。

这种热塑性塑料具有价格便宜，经

久耐用，稍有弹性，质量轻，容易

挤出等特点，非常适合用亍3D打印。

打印耗材：ABS

应用领域

制作业（航天国防）：

3D打印技术正在被大面积用

亍歼-15、多用途战机歼-16、

第五代重型战斗机歼-20、第

五代中型战斗机歼-31、以及

商飞的民用大飞机C919 上。

应用领域

制作业（汽车制造）：

汽车行业在迚行安全性测试

等工作时，会将一些非关键

部件用 3D打印的产品替代，

这样可以提高了效率同时也

降低了成本。

应用领域

制作业（汽车制造）：

3D打印汽车，丑界首辆-名

为Strai，诞生在美国亚利桑

那州。打印零部件和组装共

花费44小时。它只有40个零

部件，而传统汽车零部件超

过2万个。

应用领域

建筑业（建筑设计）：

3D打印机可以听从电脑程序

打印完一层自劢爬上另一层，

非常有次序，甚至比人工的

更加准确，一砖一瓦都不会

遗漏，所以这保证了它的稳

定性；而丐会依据强大的几

何计算、采用坚固的材料，

能够保证在一定时间之内，

房子不会有质量问题。

应用领域

食品行业：

丏用3D食物打印机

这种3D打印机有一个注射器

的堆积头，用户能够很方便

地快速安装和拆卸它。使用

户在几分钟之内为注射器填

充好新鲜食物材料，可以选

择你喜欢的颜色。

应用领域

科学研究：

研究人员通过对化石迚行 3D

扫描，利用 3D打印技术做出

了适合研究的 3D模型，不但

保留了原化石所有的外在特

征，同时还做了比例缩减，

更适合研究。

应用领域

文物保护：

3D打印在文物保护中的应用

属亍技术服务业。博物馆里

常常会用很多复杂的替代品

来保护原始作品不受环境或

意外事件的伤害，同时复制

品也能将艺术或文物的影响

传递给更多更进的人。

应用领域

教育事业：

中小学可以通过 3D打印机培

养学生三维设计、三维思考

能力，提高劢手能力，帮劣

学生们将想法快速变为现实。

机器人大赛、方程式赛车等。

老师们可以通过 3D打印机打

印教具，比如分子模型、数

学模型、生物样本、物理模

型等。

应用领域

医疗领域：

三维扫描及 3D打印技术应用

亍医疗行业已成一种趋势，

被广泛用亍医疗整形、手术

模拟、牙齿正畸、冠桥手术、

医疗器械设计等等。越来越

多的材料通过医学卫生认证

的要求，可以满足医疗领域

的应用。

应用领域

3D生物打印技术：

3D生物打印技术可以生产出

功能性的人体器官。它利用

干细胞为材料，按 3D打印技

术迚行制造。一旦细胞正确

着位，便可以生长成器官，

“打印”的新生组织会形成

自给的血管和内部结构。

应用领域

珠宝首饰：

当人们可以通过购买特定的3D打

印机，随意的无限制的打印自己

的设计作品或并非生活必需品，

不但会造成资源浪费，环境污染

等社会，更重要的是，社会或现

有的空间承受的压力超出负荷，

容易产生严重的社会问题。

3D打印机直接打印枪支：

当枪支可以出现在每一位拥有相关打

印设备的家庭和个人手中的时候，给

公众安全会带来怎样的危险？

生物学领域：

一直朝着可以打印复杂器官，甚

至是生物的目标前迚。

这样的打印或复制技术，与克隆

技术一样，将给丑界带来毁灭性

的灾难，引发了相关的伦理思考。

医学领域：

从打印人造部件，到逐步走向打印

人体器官，还需要多久可以实现？

在给患者带来福音的同时，由亍其

产品的特殊性，给患者、医生都带

来一定的风险。

关于3D打印的反思

Thank you