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