苗栗縣教育處資訊中心

3D列印教師研習

騏驥坊創客教育中心

目錄

• 什麼是創客精神?

• 設計你的專屬小物

• 建模軟體介紹

• 機台操作與說明

• 3D列印原理介紹

建模軟體認識→Tinkercad

登入畫面

設計你的專屬小物

名牌規格

外框(長寬高)：40x40x4mm

邊框：2mm

字數：1-7字

字高：２ｍｍ

名牌製作

40

40 4

TinkerCad的優缺

免費不須安裝

• 優：免安裝好方便

• 缺：

模組化的繪圖

• 優：積木式堆疊、簡單、直覺、好上手

• 缺：製作複雜圖形或曲線時較為耗時

如果想使用中文字時?

ANS:中文圖像導入 http://www.online-convert.com/

切片軟體認識→CURA

切片軟體可以

• 模擬呈現

• 預覽列印

• 檢查錯誤

• 確認成品外觀

• 了解列印過程與列

印結構的方式

MAKER

Maker：新創客時代

• 絕不是守著立體列印機，製

造塑膠模型或積木玩具。

• 加入簡單便宜的電路板，可

經由編寫程式和加入元件，

提供系統動力和各種控制功

能。

• 物件製造和動力控制系統的

個人化，讓每個人都有潛力

成為設計師和工程師，動手

創造產品，解決問題。

創客精神

Maker VS DIY

創客精神

Dreamer→Maker

前言

• 第三次工業革命

• 製/自/智造者時代

前言FOR老師

• 翻轉教學正夯

• 創意崛起

• 將創意方式帶進學校，

對比傳統的演講式上

課和試卷測驗，創客

「動手做，做中學」

的精神，將更進一步

改變教育方式。

認識3D列印技術

我要打十個

•外功－強健體魄

•心法－拳腳套路

軟硬皆施

軟體硬體彼此間結合的重要性

沒有軟體：

沒有硬體：

數據化

具體化

腦海中的空想無法

電腦裡的數據無法

大綱

「3D」是什麼？

3D列印技術是什麼？

3D列印技術的起源和歷史

3D列印技術原理──印前準備

3D列印技術原理──列印過程

3D列印技術原理──後製

3D列印技術應用

3D列印帶來的影響──未來趨勢

結語

「3D」是什麼？2D→3D • 2D：平面，又稱二次元，只有長寬，像插畫、照片、漫畫等。

• 3D：立體，又稱三次元，三度(維)空間，由長寬高組成的立體空間和形狀。

3D列印技術是什麼？ • 3D列印（英語：3D printing）

• 屬於快速成形技術的一種

• 以一種數位模型檔案為基礎

• 材料為粉末狀金屬或塑膠或化學物質等可黏合

材料

• 透過逐層堆疊累積的方式來構造物體的技術

3D列印技術是什麼？ 過去的列印，都僅限於2D平面的部分，多數運

用於影像上的應用；需立體物體時，大多透過

「開模量產」，設計出一套模具後，進行擠型、

射出或壓鑄，形塑出需要的元件。

3D列印技術是什麼？ 3D列印概念可說是模具的延伸，透過「列印」

概念直接產出。

它是一種數位模型檔案為基礎，運用粉末狀的

可黏合材料(金屬、塑膠或是化學物質)，透過逐

層列印的方式來構造物體，目前在人工關節(醫

療)和飛機零組件(工業)已普遍使用。

3D列印技術的起源和歷史

• 在80年代，3D列印的概念開始實作。

• 1982年，首次公開實作實體模型印製的是日本名古屋市工業研究所。

最常被冠以發明「現代」3D列印機的人是 Chuck Hull(查爾斯·W·赫爾)

1984年，定義了專利術語

Stereolithography(立體光刻造型技術)。

3D列印──印前準備

• 建模： 透過電腦輔助設計或電腦動畫建模軟體建模。 線上免費圖庫，下載STL檔；或自己建模(免費的３Ｄ建模軟體，如：Tinkercad)。 • 三維設計 再將建成的三維模型「分割」成逐層的截面，從而指導印表機逐層列印。 參數設定，影響解析度：層和層之間，是否比較精緻或粗糙。

• 分割截面(切片軟體)

• 截面黏合

用熔化或軟化可塑性材料的方法來製造列印的「墨水」，例如：選擇性雷射燒結和熔融沉積式(FDM)。

用液體材料作為列印的「墨水」，例如：立體平板印刷、分層實體製造。

3D列印──列印過程

熔融沉積法(FDM)： 像吐司堆疊

3D列印技術原理──後製

• 拆支撐

• 打磨

• 上色

3D列印技術應用1 新研究的應用 範圍(工業、醫療)其中包含了珠寶，鞋類，工業設計，建築，工程和施工（AEC），汽車，航空太空……等，應用範圍相當廣泛。

3D列印應用領域

industrial Machinery(工業機械)

aerospace(航太業) Medical(醫療服務) automotive(汽車產業)consumer(消費產品產業) 教育

3D列印技術應用3

• 美國太空總署（NASA）資助美國一位工程師，設計3D食物印表機，如果機器設計成功，不僅能為長途太空任務提供食物。

3D列印技術應用4

• 3D列印服務

3D列印的優缺點

• 與傳統的製造技術(如注膠法)比較，3D列印技術則可以以更快，更有彈性以及更低成本的辦法生產數量相對較少的產品。

• 不需要模具，不需開生產線。

• 加法製造，減少因切割所造成的材料浪費。

• 適合客製化商品。

• 是否合法產生懷疑，質疑其列印塑料槍械和手銬鑰匙威脅社會治安。

3D列印帶來的未來趨勢

• 3D列印技術在1980年代便開始發展， 經過了20年的時間才開花，目前3D技術還沒到最成熟階段，包括材料、構圖到產出都還有更多的進步空間。

• 3D列印帶來是包含文創、生醫、能源和工業等各領域的巨大改變，一種符合想像又超越現實的轉化。

結語 以2013年的走勢來看，3D列印產業趨勢往上，市場也正在逐步的認同這項技術。

補充：3D列印技術分類