熔融沉积成形（FDM ）增材制造设备 试验
方法
Test method of fused deposition modeling （FDM ） additive
manufacturing equipment
江苏省增材制造（3D 打印）产品质量监督检验中心 发布
江苏省增材制造（3D 打印）产品质量监督检验中心实验室标准
Q/CAMT001-2016
CAMT
ICS 01.040.25 J 60
备案号：
前言
本标准按GB/T 1.1—2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》要求编制。
本标准由江苏省增材制造（3D打印）产品质量监督检验中心提出。
本标准起草单位：江苏省增材制造（3D打印）产品质量监督检验中心、安徽煜锐三维科技有限公司、江苏威宝仕科技有限公司、无锡太尔时代科技有限公司。
本标准主要起草人：高银涛、吕新峰、高宇博、曹杰、马岳、刘一胜、沈龙、吴心阳、王明明、苏乾。
熔融沉积成形（FDM）增材制造设备试验方法
1 范围
本标准规定了采用热塑性材料熔融沉积成形（FDM）的增材制造设备所涉及的术语和定义、试验方法、标志、包装、运输、贮存。
本标准适用于熔融沉积成形（FDM）的增材制造设备（3D打印机）。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 191-2008 包装储运图示标志（ISO 780-1997，MOD）
GB 4943.1 信息技术设备安全第1部分：通用要求（GB 4943.1-2011，IEC 60950-1-2005，MOD）
GB/T 6882-2008声学声压法测定噪声源声功率级消声室和半消声室精密法（ISO 3745-2003,IDT）
GB/T 20317-2006 融沉积快速成形机床精度检验
JB/T 10627-2006熔融挤压沉积快速成形机床技术条件
IEC 61000-6-1:2005《Electromagnetic compatibility (EMC) –Part 6-1:Generic standards –Immunity for residential, commercial and light-industrial environments》IEC 61000-6-3:2011《Electromagnetic compatibility (EMC) –Part 6-3: Generic standards – Emission standard for residential, commercial and light-industrial environments》
3 术语和定义
3.1
熔融沉积成形（FDM）Fused deposition modeling
熔融沉积成形（FDM）是将材料加热后挤出，在平台上层层堆积，从三维数据直接建构实体零件的一种成形工艺。
3.2
尺寸精度 Dimensional accuracy
打印出来的物件的实际尺寸与三维数据之间的偏差。
3.3
最大成形尺寸Maximum forming size
打印机所能打印的最大尺寸，且打印尺寸在规定的平台范围内。
3.4
控温精度Temperature accuracy
实际测量的温度值和设备显示温度值的偏差。
4 试验方法
4.1 外观及结构
4.1.1 外观评价方法
目测，检查下列项目：
a）产品表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝、变形和污染等；
b）表面涂覆层应均匀，不应有起泡、龟裂、脱落、磨损和其他机械损伤；
c）金属零部件不应有锈蚀和机构损伤。
4.1.2 结构评价方法
对设备进行操作，检查下列项目：
a）对设备各操作开关、控制装置进行操作，检查其可靠性及灵活性；
b）检查设备的进料、换料是否易于操作；
c）检查指示灯是否置于明显位置。
4.2 电气安全
按照GB 4943.1的要求进行试验。
4.3 机械安全
4.3.1 检查易接触到的部位是否有会导致人员伤害的尖棱、尖角、锐边等。
4.3.2 检查设备的成形区的联锁防护装置。若有联锁防护装置，连锁的防护装置打开时，加热及成形工作是否立即停止，并检查在关闭防护装置后是否可以选择继续打印。
4.4 电磁兼容
4.4.1 整机发射
按照IEC 61000-6-3标准检测整机发射（辐射发射、交流电源端传导发射、信号端传导发射、交流端谐波电流、交流端电压波动和闪烁）是否满足要求。
4.4.2 整机抗扰度
按照IEC 61000-6-1标准检测整机抗扰度（静电放电、辐射抗扰度、交流端和信号端群脉冲抗扰度、交流端和信号端浪涌抗扰度、交流端和信号端传导抗扰度、交流端电压跌落抗扰度），是否满足要求。
4.5 控温精度
4.5.1 成形温度
将成形温度在使用温度区间内按10℃为间隔设定温度加热，当温度稳定后，测量材料熔融区内温度，计算实测温度与设定温度的偏差。
4.5.2 加热平台温度
在加热平台上按100mm的间隔布置热电偶（使用高温胶水将热电偶粘结在加热平台上），将平台温度在使用温度区间内按10℃为间隔设定温度，当温度稳定后，测量平台上至少5个点的温度，计算实测温度与设定温度的最大偏差。
4.5.3 成形空间温度
在平台上均匀分布5个热电偶，将成形空间在使用温度区间内按10℃为间隔设定温度，当温度稳定后，移动平台Z轴，测量上中下3个位置，计算每个位置实测温度与设定温度的最大差值。
4.6 性能要求
4.6.1 最大成形尺寸
将受试设备放置于20℃士5℃、正常大气压环境下，打印生产企业明示的最大成形尺寸的模型，检查设备是否正常运行无故障，模型是否正常成形，对成形制件的尺寸精度进行测量。
4.6.2 最大成形效率
将受试设备放置于20℃士5℃、正常大气压环境下，使用生产企业或经销商提供的最高打印效率参数打印图1模型，通过计时（不包含预热时间）来计算最大成形效率。
4.6.3 暂停功能
将受试设备放置于20℃士5℃、正常大气压环境下，打印图1模型，在正常打印过程中暂停打印5min后选择继续打印，设备应能正常续打模型，且不得出现破坏模型已打印部分的现象。
4.7 打印精度
4.7.1 尺寸精度
使用生产企业或经销商提供的最高打印精度参数，打印图1模型，进行测量。
测量仪器：显示精度不低于0.01mm的量具。
数据表示：小数点后两位有效数字。
图1
4.7.2 负空间公差
使用生产企业或经销商提供的最高打印精度参数，打印图2模型，用测力计在管脚中心的垂直方向施加不大于20N的推力，保持10s，检查推出管脚的数量。
图2
4.7.3 悬垂表现
使用生产企业或经销商提供的最高打印精度参数，打印图3模型，测量30°、45°、60°、70°的悬垂结构，检查是否有下垂的线材边缘、挤出时的晃动、溢出的塑料丝。
图3
4.7.4 桥接表现
使用生产企业或经销商提供的最高打印精度参数，打印图4模型，检查五个桥接是否有边缘线材垂下或悬挂的塑料丝。
图4
4.7.5 正空间性能
使用生产企业或经销商提供的最高打印精度参数，打印图5模型，检查塔尖与塔尖之间塑料残留情况。
图5
4.8 噪音试验
4.8.1 测点位置
传声器位于打印设备前后左右四个点，距离设备水平距离1m，离地面高度0.8m。
4.8.2 测量
在规定的测点上测量声源的A[计权]声级，经对背景噪声修正后（见4.8.3）按4.8.4计算表面平均声压级。
4.8.3 背景噪声的修正
应符合GB/T 6882-2008中8.6的修正方法。
4.8.4 测量表面平均声压级的计算
应按照GB/T 6882-2008中8.7.2.2计算方式计算。
测量表面平均声压级由下式计算：
式中：
——测量表面平均A[计权]声级，单位为分贝（dB）
L pAi——第i点测量的A[计权]声级，单位为分贝（dB）
K1i——第i点的背景噪声修正值，单位为分贝（dB）
N——测点总数
4.9 异常保护
4.9.1 断料保护
使设备在正常负载工作条件下正常工作，在进料机构处停止原料供应，检查设备是否自动暂停并报警。
4.9.2 超程保护
建造一个超出受试设备建造空间的模型，检查受试设备打印过程中，运动轴移动到极限位置时，是否会自动暂停并报警
4.9.3 自动关机
正常工作完成后检查设备是否会自动关机。
4.10 运行试验
4.10.1 常温运行试验
在室温下连续打印模型24h，期间进行电压波动试验，分别为200V、4h，240V、8h，共计2个循环，检查系统是否有故障。
4.10.2 高温运行试验
在40℃±2℃的环境下，连续打印模型24h，期间进行电压波动试验，分别为200V、4h，240V、8h，共计2个循环。检查系统是否有故障。
5 包装、标志、文件、运输、贮存
5.1 包装
包装箱外应标有产品名称、型号、制造厂名称、厂址、产品标准编号，出厂年、月、日。包装箱外应有印刷或贴有“小心轻放”、“怕湿”、“向上”等运输标志。运输标志应符合GB 191 的规定。
5.2 标志
包装箱外印刷或贴的标志不应因运输条件和自然条件而褪色、脱落。
5.3 文件
包装箱应符合防潮、防尘、防振的要求，包装箱内应有装箱明细表、检验合格证、备附件及有关的随机文件。
5.4 运输
包装后的产品应能以任何交通工具进行运输。
在长途运输时，不得装在敞开的船舱和车厢里，中途转运时不得存放在露天仓库中，在运输过程中不允许和易燃、易爆、易腐蚀的物品混装，平且产品不允许经受雨、雪或液体物质的淋袭与机械损伤。
5.5 贮存
贮存时，产品应放在原包装箱内。
存放产品的仓库环境温度应在-20℃～40℃，相对湿度为30%～85%。
仓库内不得有任何有害气体、易燃、易爆的产品及有腐蚀性的化学物品，并且应无强烈的机械振动、冲击或强磁场作用。包装箱应垫离地面至少20cm，距离墙壁、热源、冷源、窗口或空气入口至少50cm。
若无其他规定时，贮存期一般应为 6 个月。若在制造厂放期超过 6 个月，则应在出厂前重新进行交收检验。
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目录 一 3D打印技术...............................................错误!未定义书签。 1、3D打印技术原理........................................错误!未定义书签。 2、3D打印流程............................................错误!未定义书签。 1）三维设计...........................................错误!未定义书签。 2）切片处理...........................................错误!未定义书签。 3）模型打印...........................................错误!未定义书签。 4）后续处理...........................................错误!未定义书签。 3、常见3D打印技术........................................错误!未定义书签。 1) FDM：熔融沉积成型工艺..............................错误!未定义书签。 2) SLS：选择性激光烧结工艺............................错误!未定义书签。 3) LOM：分层实体成型工艺..............................错误!未定义书签。 4) SLA：立体光固化成型工艺............................错误!未定义书签。 5) 3DP：三维印刷工艺..................................错误!未定义书签。 6) PolyJet：聚合物喷射技术............................错误!未定义书签。 4、3D打印材料............................................错误!未定义书签。 5、3D打印机类型..........................................错误!未定义书签。 二 3D打印创新实验室建设规划.................................错误!未定义书签。 1、3D打印创新实验室功能..................................错误!未定义书签。 2、3D打印创新实验室建设规划..............................错误!未定义书签。 3、3D打印创新实验室软件..................................错误!未定义书签。 三 3D打印创新实验室创新课程体系设计.........................错误!未定义书签。 1、教学架构...............................................错误!未定义书签。 2、教学内容...............................................错误!未定义书签。
3D打印技术的目前现状和发展趋势 物联网1501 张河钰0919150108 3D打印技术（3D printing），是快速成形技术的一种，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。 一、3D打印技术简介 3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造（AM，Additive Manufacturing）。作为一种综合性应用技术，3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。 目前，3D打印技术主要被应用于产品原型、模具制造以及艺术创作、珠宝制作等领域，替代这些领域传统依赖的精细加工工艺。3D打印可以在很大程度上提升制作的效率和精密程度。除此之外，在生物工程与医学、建筑、服装等领域，3D打印技术的引入也为创新开拓了广阔的空间。如2010年澳大利亚Invetech公司和美国Organovo公司合作，尝试以活体细胞为“墨水”打印人体的组织和器官，是医学领域具有重大意义的创新。 二、3D打印技术及产业国际国内发展现状 （1）国际情况 经过十多年的探索和发展，3D打印技术有了长足的进步，目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率，并可实现24位色彩的彩色打印。 目前，在全球3D打印机行业，美国3D Systems和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外，在此领域具有较强技术实力和特色的企业/研发团队还有美国的Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。 3D Systems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。于2011年11月收购了3D 打印技术的最早发明者和最初专利拥有者Z Corporation公司之后，3D Systems奠定了在3D打印领域的龙头地位。Stratasys公司2010年与传统打印行业巨头惠普公司签订了OEM 合作协议，生产HP品牌的3D打印机。继2011年5月收购Solidscape公司之后，Stratasys 又于2012年4月与以色列著名3D打印系统提供商Objet宣布合并。当前，国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中，行业巨头正在加速崛起。 目前在欧美发达国家，3D打印技术已经初步形成了成功的商用模式。如在消费电子业、航空业和汽车制造业等领域，3D打印技术可以以较低的成本、较高的效率生产小批量的定制部件，完成复杂而精细的造型。另外，3D打印技术获得应用的领域是个性化消费品产业。如纽约一家创意消费品公司Quirky通过在线征集用户的设计方案，以3D打印技术制成实物产品并通过电子市场销售，每年能够推出60种创新产品，年收入达到100万美元。 （2）国内情况 自20世纪90年代以来，国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面都有一定的科研优势；华中科技大学在分层实体制造工艺方面有优势，并已推出了HRP系列成型机和成型材料；西安交通大学自主
浅析3D打印技术的发展前景和对策 摘要：3D打印技术，毋庸置疑，已成为可预见未来的核心技术革命之一，其发展之势如日中天，不可逆转。注目时局，高度重视3D打印技术的研发并稳步推进其试点运行将成为积极应对3D打印技术浪潮袭来的应有之态度及举措。 关键词：3D打印技术，发展前景，态度对策 引言 众所周知，第一次工业革命和第二次工业革命分别以蒸汽机的发明和电气化的使用为标志，以其强大的生产力解放为基础，深刻地改变了西方资本主义国家甚至整个世界的面貌，有力地推动了世界现代化的历史进程。显而易见，科学技术是第一生产力，更是当今世界格局下各国综合国力比较的核心指标之一，可以说，最新最前沿的科学技术的掌握和最早应用推广，将是未来国家间竞争的重要体现和地位分水岭。那么，当下最值得关心注目的科学技术是什么呢？毫无争议，3D打印技术将占一重要席位且有愈演愈烈之势。 一、3D打印技术的扼要介绍 3D打印技术目前最为引人注目的当推3D打印机，鉴于此，本文将把3D打印机作为其技术典型来探讨。3D打印机诞生于20 世纪80 年代中期，是由美国科学家最早发明的。3D打印机是指利用3D打印技术生产出真实三维物体的一种设备，其基本原理是利用特殊的耗材( 胶水、树脂或粉末等)按照由电脑预先设计好的三维立体模型,通过黏结剂的沉积将每层粉末黏结成型,最终打印出3D 实体。3D打印过程可分为两步，首先在需要成型的区域喷洒特殊的胶水，然后均匀喷洒粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，没有胶水的区域仍保持松散状态，重复这一过程直到实体模型被“打印”成型。由于其分层加工的过程与喷墨打印机十分相似，所以被称为“打印机”。[1] 二、3D打印技术的发展前景 正如著名的《经济学人》最近描述了3D打印技术的前景——这是一种新型的生产方式，能够促成第三次工业革命。根据研究3D打印机的前贤报告，可以从以下四个方面来一窥其势。未来5-10年，随着技术的不断进步及市场需求的扩大，3D打印机将呈现四个方面的发展趋势：（一）3D打印速度和效率将不断
目录 一3D打印技术.............................................................................................................. - 1 - 1、3D打印技术原理................................................................................................. - 1 - 2、3D打印流程 ........................................................................................................ - 1 - 1）三维设计 ...................................................................................................... - 1 - 2）切片处理 ...................................................................................................... - 1 - 3）模型打印 ...................................................................................................... - 1 - 4）后续处理 ...................................................................................................... - 1 - 3、常见3D打印技术................................................................................................ - 1 - 1) FDM：熔融沉积成型工艺.............................................................................. - 1 - 2) SLS：选择性激光烧结工艺............................................................................. - 1 - 3) LOM：分层实体成型工艺 ............................................................................. - 1 - 4) SLA：立体光固化成型工艺............................................................................ - 1 - 5) 3DP：三维印刷工艺...................................................................................... - 1 - 6) PolyJet：聚合物喷射技术............................................................................. - 1 - 4、3D打印材料 ........................................................................................................ - 1 - 5、3D打印机类型 .................................................................................................... - 1 - 二3D打印创新实验室建设规划 .................................................................................... - 1 - 1、3D打印创新实验室功能...................................................................................... - 1 - 2、3D打印创新实验室建设规划............................................................................... - 1 - 3、3D打印创新实验室软件...................................................................................... - 1 - 三3D打印创新实验室创新课程体系设计...................................................................... - 1 - 1、教学架构.............................................................................................................. - 1 - 2、教学容 ................................................................................................................. - 1 -
3D打印技术发展史 3D打印技术实际上是一系列快速原型成形技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y孚西内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z 坐标间断地作层面厚度的位移，最终形成三维制件。从上个世纪80年代到今天，3D打印技术走过了—条漫长的发展之路。 1984年，Charles Hull发明了将数字资源打印成三维立体模型的技术，1986年，Chuck Hull发明了立体光刻工艺，利用紫外线照射将树脂凝固成形，以此来制造物体，并获得了专利。随后他离开了原来工作的U{tra Violet Products，开始成立一家名为3D SystEMS的公司，专注发展3D打印技术，1988年，3DSystems 开始生产第一台3D打印讥SLA-250，体型非常庞大。 1988年，Scott Crump发明了另外一种3D打印技术——热熔解积压成形(FDM)，利用蜡、ABS、PC、尼龙等热塑性材料来制作物体，随后也成立了～家名为Stratasys的公司。 1989年，C．R．Dechard博士发明了选区激光烧结技术(SLS)，利用离强度激光将尼龙、蜡、ABS、金属和陶瓷等材料粉来烤结，直至成形。 1993年，麻省理工大学教授EmanuaI Sachs创造7三维打印技术(3DP)，将金属、陶瓷的粉末通过粘接剂粘在一起戍形。1995年，麻省理工大学的毕业生Jim Bredt和TimAnderson修改了喷墨打印机方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床，而不是把墨水挤压在纸张上的方案，随后创立了现代的三维打印企业Z Corporation。 1996年，3D Systems、Stratasys、Z Corporation分别推出了型号为Actua 2100、Genisys、2402的三款30打印讥产品，第一次使用了“3D打印机”的称谓。 2005年，Z Croooration推出了世界上第一台离精度彩色3D打印机一SpeCTRum 2510，同一年，英国巴恩大学的Adrian Bowyer发起了开源3D打日机项目RepRap，目标是通过3D打印机本身，能够制造出另一台3D打印机。
中小学3D打印创新实验室建设框架方案
爱用机械科技 目录 一3D打印创新实验室建设意义和价值 (3) 二3D打印创新实验室的主旨规划 (4) 三3D打印创新实验室建设环境要求 (4) 四3D打印创新实验室人员配置 (6) 五主要培训对象 (6) 六主要培训容 (6) 七实验室部区域划分 (7) 八实验室配置方案及报价 (7) 九实验室主要设备参数及性能 (8) 十创新实验室课程方案介绍 (13)
一、中小学3D打印实验室建设意义和价值 3D打印机技术被称之为”第三次工业革命”,其最大的魅力在于为创意设计提供了无限的可能性。将3D打印技术引入中学课程，有助于学生综合素质能力的提高和发展。 1、教育目标 科技前沿——学习、认识前沿的先进制造技术、逆向工程技术等 特色教育——通过与传统课程结合，激发学习乐趣 综合发展——学习设计建模和3D打印机的使用技能 学以致用——创新设计、团队合作、参加竞赛 2、3D打印或将颠覆传统教育方式 一些在传统教育中表现不好的学生，主要是因为所学的课程理论性太强，没有兴趣，死记抽象概念让学生通过了考试，但考试过后就很快忘记了，3D打印机可以让枯燥的课程变得生动起来，它是一种同时拥有视觉和触觉的学习方式，具有很强的诱惑力，在触觉学习中，学生不是在黑板或显示器上简单地看文字或图形，而是通过他们的触觉抓住核心概念的三维模型，这样能够吸收和消化知识，使学生不再
遗忘所学的课程。英国著名教师戴夫怀特曾经说过：如果你能抓住学生的想象力，你就能抓住他们的注意力。 中国的传统教育是应试教育，没有开设培养学生“创新精神和创造力”的课程，纯粹的理论学习使学生的大脑僵化，学校应开设集设计和3D打印于一体的“边学边做”的课程，把数学，物理课中的许多抽象概念通过让学生动手设计一些由3D打印组件组成的小电路和小装置，变成有趣的课程，3D打印机将激发新一代学生投身科学，数学，工程和设计的热情，造就一批学生工程师。 在美国，几乎所有的大中小学已经开设了3D打印的课程，通过对青少年进行3D打印创新意识、技术手段的培养，3D打印成为“美国智造”的有力手段，成为中美制造业竞争的重要砝码。 二、3D打印创新实验室的主旨规划 本实验室软件套件旨在培养中小学生的艺术素养（欣赏及制作）、计算机新技术的接触及应用（设计软件、三维打印机实操）、提供实验室架构、师资培养、课程设计、软硬件更新及其它配套服务。3D 打印课程培养的是学生的学术思维及能力，通过对青少年进行3D打印创新意识、技术手段的培养，大大拓宽学生的学习视野。很多学生可以利用3D打印结合自己的创新思维，设计出更好的作品。 利用讲解案例过程嵌入理论知识的教学方法，让学生先动手操作然后认知3D打印的概念，这样更能深刻感受新科技的魅力。由教师
3D打印技术 一、3D打印的概念 我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。 3D打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D打印将三维实体变为 若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。 二、3D打印的原理 3D打印并非是新鲜的技术，这个思想起源于19世纪末的美国，并在20世纪80 年代得以发展和推广。中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长，其价格也正逐年下降。 使用打印机就像打印一封信：轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被 传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D 打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD ）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。 三、3D打印的过程 1）三维设计阶段：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。 设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一种通过
3D打印实训室 1.1建设背景 《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》明确指出“组织实施学校增材制造（3D打印）技术普及工程。在学校配置增材制造设备及教学软件， 开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在 具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。” 1.1.1社会发展需求 目前，3D打印技术正在引导着第四次工业革命，世界各个国家都已展开战 略性的方针发展该项技术。3D打印技术的发展依赖大量的准也技术人才，而人 才的培养要从小开始，从基础教育开始奠定3D打印的基石。在中小学开设3D 打印创客教育，从小开始着眼学生的创新、创造思维能力，让3D打印技术渗透到生活的方方面面，有助于学生综合素质能力的提升和发展，为学生的未来成长发挥有利作用。 为了能够在人才培养上抢占先机，美国在几年前就开始重视3D打印教育，把3D打印植入中小学教育体系。在中国，2015年2月11日，工信部、发改委、财政部三部门联合《国家增材制造产业反战计划（2015-2016年）》，明确指出：组织实施学校增材制造（即3D打印）技术普及工程。在学校配置增材制 造设备及教学软件，开设增材制造知识的教育培训课程，培养学生创新设计的兴趣、爱好、意识，在具备条件的企业设立增材制造实习基地，鼓励开展教学实践。
1.1.2国内市场PEST分析 通过PEST（P:政治、E:经济、S:社会、T：技术）分析法可以看出，从近年 来国家相继出台扶持政策，正处于利好局面。2016年，中国国内3D打印已经进入启动期。 P（politics）国家政策保障: ①2013年，科技部《国家高技术研究反战计划（863计划）、国家科技支撑计划制造领域2014年度备选项目征集指南》中3D打印产业首次入选。 ②2015年，工信部正式发布《国家增材制造产业反战推进计（2015-2016）》，从国家战略高度提出3D的发展方向和目标。 ③2015年5月19日，中国国务院印发《中国制造2025》，部署全面推进实施制造强国战略。 E(economy)宏观经济促进: ①中国经济保持发展迅速，城镇人均收入水平提高，用户对个性化产品的消费欲望逐渐加强。 ②中国庞大的资本市场为3D打印产业提供有利保障，2014年以来，相关产业企业融资近资本10笔。资本市场的持续关注和运作将推动3D 打印产业的快速发展。 S（society）社会环境推动：
3D打印技术的发展历史与趋势 年级 班级 姓名 学号 页脚内容1
3D打印技术的发展历史与趋势 摘要:3D打印技术从上个世纪80年代到今天，3D打印技术走过了—条漫长的发展之路。同时在我们的生活也十分常见，在以后的生活中更是密不可分。 关键词：3D打印历史趋势设备 前言 3D打印（3D printing），即快速成型技术的一种，其实质是增材制造技术，被誉为是第三次工业革命的重要标志之一。近年来，国内外3D打印技术蓬勃发展，在航空航天、生物医学工程、工业制造等多个方面有着广泛地应用。 3D打印技术的历史发 1984年，Charles Hull发明了将数字资源打印成三维立体模型的技术，1986年，Chuck Hull发明了立体光刻工艺，利用紫外线照射将树脂凝固成形，以此来制造物体，并获得了专利。随后他离开了原来工作的U{tra Violet Products，开始成立一家名为3D Systems的公司，专注发展3D打印技术，1988年，3DSystems 开始生产第一台3D打印讥SLA-250，体型非常庞大。 1988年，Scott Crump发明了另外一种3D打印技术——热熔解积压成形(FDM)，利用蜡、ABS、PC、尼龙等热塑性材料来制作物体，随后也成立了～家名为Stratasys的公司。 页脚内容2
1989年，C．R．Dechard博士发明了选区激光烧结技术(SLS)，利用离强度激光将尼龙、蜡、ABS、金属和陶瓷等材料粉来烤结，直至成形。 1993年，麻省理工大学教授EmanuaI Sachs创造7三维打印技术(3DP)，将金属、陶瓷的粉末通过粘接剂粘在一起戍形。1995年，麻省理工大学的毕业生Jim Bredt和TimAnderson修改了喷墨打印机方案，变为把约束溶剂挤压到粉末床，而不是把墨水挤压在纸张上的方案，随后创立了现代的三维打印企业Z Corporation。 1996年，3D Systems、Stratasys、Z Corporation分别推出了型号为Actua 2100、Genisys、2402的三款30打印讥产品，第一次使用了“3D打印机”的称谓。 2005年，Z Croooration推出了世界上第一台离精度彩色3D打印机一Speum 2510，同一年，英国巴恩大学的Adrian Bowyer发起了开源3D打日机项目RepRap，目标是通过3D打印机本身，能够制造出另一台3D打印机。2008年，第—个基于RepRap的30打印机发布，代号为“Darwin”，它能够打印自身50%元件，体积仅—个箱子大小。 2010年11月，第一台用巨型3D打印机打印出整个身躯的轿车出现，它的所有外部组件都由3D打印制作完成，包括用Dimension 3D打印机和由Stratasys公司数字生产服务项目RedEye on Demand提供的Fortus3D成型系统制作完成的玻璃面板。 2011年8月，世界上第一架3D打印飞机由英国南安营敦大学的工程师剑建完成。9月，维也纳科技大学开发了更小、更轻、更便宜的3D打印机，这个超小3D打印机重1.5kg，报价约1200欧元。 2012年3月，维也纳大学的研究人员宣布利用二光子平板印刷技术突破了3D打印的最小极限，展示了一辆长度不到0.3mm的赛车模型。7月，比利时的international Univers时CollegeLeuven的一个研究组测试了一辆几乎完全由3D打印的小型赛车，其车速达到了140千米／小时。12月，美国分布式防御组织成功测试了3D打印的枪支弹夹。 在近些年来随着3D打印技术的不断成熟这项技术在各个领域已经发挥着非常重要的作用。 3D打印技术的发展趋势 随着智能制造，控制技术，材料技术，信息技术等不断发展和提升，这些技术也被广泛地综合应用与制造工业，3D打印技术也将会被推向一个更加广阔的发展平台。 页脚内容3
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3D打印技术 一、3D打印的概念 我们日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。 3D打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。 二、3D打印的原理 3D打印并非是新鲜的技术，这个思想起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以发展和推广。中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。三维打印通常是采用数字技术材料打印机来实现。这种打印机的产量以及销量在二十一世纪以来就已经得到了极大的增长，其价格也正逐年下降。 使用打印机就像打印一封信：轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D 打印时，软件通过电脑辅助设计技术（CAD）完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。 三、3D打印的过程 1) 三维设计阶段：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印。 设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用
目录 一3D打印技术 .........................................................................................................................- 1 - 1、3D打印技术原理 ...........................................................................................................- 1 - 2、3D打印流程 ...................................................................................................................- 2 - 1）三维设计.................................................................................................................- 2 - 2）切片处理.................................................................................................................- 2 - 3）模型打印.................................................................................................................- 3 - 4）后续处理.................................................................................................................- 3 - 3、常见3D打印技术 ..........................................................................................................- 3 - 1) FDM：熔融沉积成型工艺.......................................................................................- 3 - 2) SLS：选择性激光烧结工艺...................................................................................- 5 - 3) LOM：分层实体成型工艺.......................................................................................- 7 - 4) SLA：立体光固化成型工艺...................................................................................- 8 - 5) 3DP：三维印刷工艺............................................................................................ - 11 - 6) PolyJet：聚合物喷射技术................................................................................ - 12 - 4、3D打印材料 ................................................................................................................ - 13 - 5、3D打印机类型 ............................................................................................................ - 14 - 二3D打印创新实验室建设规划 .......................................................................................... - 15 - 1、3D打印创新实验室功能 ............................................................................................ - 15 - 2、3D打印创新实验室建设规划 .................................................................................... - 16 - 3、3D打印创新实验室软件 ............................................................................................ - 19 - 三3D打印创新实验室创新课程体系设计 ...........................................................................- 20 - 1、教学架构.......................................................................................................................- 20 - 2、教学内容.......................................................................................................................- 20 -
3D打印创新实验室3D打印创新实验室 解决方案 （中小学版） 快速制造国家工程研究中心 教育部快速成型工程中心 云上动力（北京）数字科技有限公司 2013年9月1日 目录 一、梦工厂——3D打印技术浪潮 3
二、3D打印创新实验室 4 3D打印或将颠覆传统教育方式 4 三、技术依托-----中心简介 5 快速制造国家工程研究中心 5 教育部快速成型工程中心 5 四、3D创新打印设备部分介绍 6 4.1 3D打印创新流程 7 4.2 场地规划及配置 8 4.3 3D打印创新设计室项目推荐配置 10 4.4主要机型设备参数及性能 13 4.4.1普及型三维打印机 13 4.4.2桌面型三维打印机（工业型） 17 4.4.3 三维立体成像系统介绍 20 4.4.4 激光内雕机 21 4.4.5 激光快速成型机 23 五、3D打印创新实验室软件介绍 26 5.1软件优势 26 5.2软件介绍 26 5.3软件功能 27 5.4 教学资源库课程体系课程介绍 29 一、教学架构 29
二、教学内容 30 1、三维模型设计模块 30 2、创意3D打印模块 30 3、个性化手工制作模块 31 4、趣味泥塑模块 32 三、师资培养 33 六、完善的软硬件服务和创新培训服务 35 6.1 软硬件服务 35 6.2 3D创新设备培训 35 6.3创新软件部分师资培训培养 35 一、梦工厂——3D打印技术浪潮 3D打印技术，又名增材打印技术，快速成型技术，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式（微积分），构造零对象。
3D打印，克服传统的模具制造周期长、不能及时发现设计错误、减材制造浪费材料等问题，将带来世界性制造业革命。 3D打印耗材：粉末材料；线性材料。包括：金属、塑料、树脂、石膏、陶瓷、蜡、食品、细胞等。 3D打印机工作步骤： 逆向工程---à计算机建模---à数据导入到3D打印机--à3D打印机输出物理实体 三维打印主要应用的场景有：1、医疗行业；2、科学研究；3、产品原型；4、文物保护；5、建筑设计；6、制造业；7、食品产业；8、汽车制造业；9、配件、饰品。 二、3D打印创新实验室 3D打印或将颠覆传统教育方式 微博空间微信新浪微博邮箱QQ好友人人网开心网 经过近30年的探索和发展，3D打印技术成为当今全球最受关注的新兴产业技术之一，被誉为引领第三次工业革命最具标志性的生产工具，正在进入“高歌猛进”的发展新阶段。我国对3D打印已经有了长达20
浅谈3D打印机现状与发展趋势 浅谈3D打印机现状与发展趋势 摘要：3D打印机（3D Printers）作为3D领域的一种前性产品，目前成为一种潮流正迅猛发展。3D打印机被称之为改变未来世界新的创造性科技，不仅改变了许多工厂的生产方式，给制造业带来一场革命，还将进入到我们的家庭，给工业生产和我们的生活带来巨大的革命性改变。 关键词：打印机打印过程建模喷嘴三维 一、起源 3D打印技术的核心制造思想最早起源于19世纪末的美国，到20世纪80年代后期3D打印技术发展成熟并被广泛应用。3D打印源自100多年前美国研究的照相雕塑和地貌成形技术，上世纪80年代已有雏形，其学名为“快速成型”。 在此之前，三维打印机数量很少，大多集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中。他们主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。甚至有汽车专家打印出了汽车零部件，然后根据塑料模型去订制真正市上买不到的零部件。现在则主要用在航天、医疗等精密制造行业，以制作出普通工业流水线无法生产的复杂产品。 二、工作原理 工作原理是先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，从而指导打印机逐层打印。把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来，打印出的产品，可以即时使用。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。一个STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面，三角面越小其生成的表面分辨率越高。 3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切“成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。目前3D打印机可打印的材料主要有石膏、尼龙、ABS塑料、PC、树脂、金属、陶瓷等，这些原材料都是专门针对3D
国内外3D打印技术的现状及发展 曾燕萍 文法学院汉语言文学专业14级一班 1470150127 近来，有关3D打印新进展的报道如雨后春笋般涌现，在企业、科研机构 和媒体的互动下，3D打印的未来似乎一片光明，甚至频频提到或将带来“第 三次工业革命”的高度。 3D打印仍是非常昂贵的技术 近年来展示了实验室在3D打印、3D数字化、3D建模和3D可视化方面的 研究成果。 以前人们打印仅仅指所谓的快速原型制造，而近几年这一技术已经向快 速制造进一步发展。 快速制造还有一个优势，它可以生产定制的部件。于牙科修复等。各种可 以替代的人体‘零部件’，如食道等也都可以这样生产。在世界各地的几个 地方还有在组织工程中应用快速制造，用来进行替代人体组织的研究。总体 而言，3D打印已经应用到许多领域，而且未来几年这一趋势还将扩大。 目前为止，3D打印技术仍然是一个非常昂贵的技术。设备购置、材料成本以及技术维护都还非常昂贵。在3D打印机市场上虽然可以有多种不同的技术，但是每种技术只有一个制造商，他们仍然试图维持较高的价格，因此一般的 中小型企业在经济上难以支撑这样的应用。还有一个更大的问题，即3D打印 是非常劳力密集型的应用，3D打印任务不可能点击一个按钮就自动产生。 大部分的工作在于密集的数据准备。这需要大量的时间，并要求大部分员工 有长期的经验和专门技能，这样的人现在数量还非常少，这也不是一个中小 企业所负担得起的。 3D打印首先是补充生产工具 3D打印技术的应用迄今仍被局限于利基市场（即高度专门化的需求市场），如医疗或模具，有很大的发展前景。 看待3D打印热潮 目前3D打印技术的发展仍然主要集中在美国。德国也成立了第一批类似 的公司，并且有了自己生产的3D打印机。 实际上，现阶段大多数吸引眼球的3D打印新应用都还只是演示或单件产品，其成本与实用性往往被忽略，低估它们的长期发展潜力。 3D打印技术涉及范围不断扩大（海军舰艇、航天科技、医学领域、房屋建筑、汽车行业、电子行业、服装领域等），对人类的发展起到极大的促进作用，推动了一系列领域的发展。三维数字化设计改变了设计流程，提高了试 制效率；五级成熟度管理模式，冲破设计和制造的组织壁垒，而这与3D打印 技术关系紧密。