3D打印技术项目四-任务三-立体光固化技术的打印、支撑材料分析

生命科学中的三维打印技术随着科技的不断发展，各个领域都在不断探索新的技术和方法。

生命科学领域也不例外，三维打印技术就是其中之一。

三维打印技术在生命科学领域的应用正在逐步被发掘和实践，它将会带来很多惊人的变革和突破。

一、三维打印技术的基本原理三维打印技术是一种基于数字模型文件，使用粉末烧结、光聚合、喷墨等多种工艺，逐层生长构建实物模型的先进制造技术。

其基本原理是不断堆积物料，逐渐形成三维模型。

根据三维打印技术的不同工艺，物料的种类也有所不同，如光敏树脂、ABS塑料、陶瓷等，适用范围也不同。

二、生命科学领域的应用1. 组织工程。

组织工程是应用三维打印技术最广泛的领域之一。

三维打印技术可以将细胞和材料层层覆盖地堆积在一起，仿制出人体器官或组织结构。

这有望让医生可以根据患者的个体情况针对性地进行手术。

目前，三维生物打印技术已经可以打印出人体的肝脏、心脏、骨骼等等，这对于后续的临床治疗起到了极为重要的作用。

2. 药物研发。

三维打印技术在药物研发方面也具有很大的应用潜力。

药物通过三维打印技术可以制备成更复杂的形态，这意味着可以生产出更受欢迎以及更快速，经济和可靠的药物。

这将有利于药品的研究和开发，更好的指导临床应用。

3. 医学教育。

除了在治疗方面，三维打印技术还可以在医学教育方面发挥很大的作用。

三维打印技术可以打印出人体的解剖模型，这将有助于医学学生更好的学习人体结构和生理功能。

而在手术模拟方面，三维打印技术可以模拟骨折、患者解剖结构，从而提高手术水平和成功率。

三、三维打印技术的优势1. 可重复复制。

三维打印技术可以用同样的数字模型文件来重复打印，无需担心模型不对或样品污染，有效提高生产效率。

2. 可定制化。

与传统的制造方式不同，三维打印技术可以根据个体差异实现定制化的生产，相比传统工艺更灵活和适应性更强。

3. 节约成本。

三维打印技术适用于小批量的生产，而且能减少原材料的浪费，大大降低了生产成本。

四、挑战和展望尽管三维打印技术在生命科学领域具有巨大的应用前景，但是也面临着一些挑战。

3D打印机的主要技术平台及优缺点3D打印技术从狭义上来说主要是指增材成型技术，从成型工艺上看，3D打印技术突破了传统成型方法，通过快速自动成型系统与计算机数据模型结合，无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型，这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降。

3D打印，俗称“三维打印技术”或“快速制造技术”，是对一系列“增材制造”技术的总称。

那么，3D打印技术主要分为哪几种，优缺点是什么呢？以下详细说明：一、FDM：熔融沉积成型工艺熔融沉积成型工艺（Fused Deposition Model-ing, FDM）是继LOM工艺和SLA工艺之后发展起来的一种3D打印技术。

该技术于1988年发明，随后Stratasys公司成立并在1992年推出了世界上第一台基于FDM技术的3D打印机——“3D造型者（3DModeler）”，这也标志着FDM技术步入商用阶段。

国内的清华大学、北京大学、北京殷华公司、中科院广州电子技术有限公司都是较早引进FDM技术并进行研究的科研单位。

FDM工艺无需激光系统的支持，所用的成型材料也相对低廉，总体性价比高，这也是众多开源桌面3D打印机主要采用的技术方案。

FDM成型原理：熔融沉积有时候又被称为熔丝沉积，它将丝状的热熔性材料进行加热融化，通过带有微细喷嘴的挤出机把材料挤出来。

喷头可以沿X轴的方向进行移动，工作台则沿Y轴和Z轴方向移动（当然不同的设备其机械结构的设计也许不一样），熔融的丝材被挤出后随即会和前一层材料粘合在一起。

一层材料沉积后工作台将按预定的增量下降一个厚度，然后重复以上的步骤直到工件完全成型。

下面我们一起来看看FDM的详细技术原理（如图1）。

FDM成型技术的优点：（1）成本低。

熔融沉积造型技术用液化器代替了激光器，设备费用低；另外原材料的利用效率高且没有毒气或化学物质的污染，使得成型成本大大降低。

（2）原材料以材料卷得的形式提供，易于粉末材料搬运和储存以及快速更换；（3）原材料在成型过程中无化学变化，相对金属粉末，树脂固化制件成型的变形小。

光固化3d打印支撑技巧嘿，朋友们！今天咱来聊聊光固化 3D 打印支撑那些事儿。

你知道吗，光固化 3D 打印就像是一场神奇的魔法，能把我们脑海中的想象一点点变成现实。

但要是没有支撑技巧，那可就容易出乱子啦！这就好比盖房子，没有稳固的架子，房子能盖得起来吗？咱先来说说为啥要有支撑。

你想想，打印的时候有些地方是悬空的呀，如果没有支撑，那不就跟空中楼阁似的，随时可能垮掉。

而且，合适的支撑还能保证打印的精度和质量呢！这可不是开玩笑的哟！那怎么来弄这些支撑呢？这可得好好琢磨琢磨。

就像走钢丝的人手里得拿着平衡杆一样，支撑也得恰到好处。

不能太多，太多了浪费材料不说，后期处理也麻烦得很；但也不能太少，太少了就起不到作用啦。

比如说，在一些复杂的模型结构中，你得根据它的形状和角度来设计支撑。

这可不能马虎，得像老工匠一样细心。

有时候一点点偏差，可能就会导致整个打印失败。

哎呀，那可真是让人欲哭无泪呀！再比如说，不同的材料可能需要不同的支撑方式呢。

就跟人穿衣服一样，得合身才行呀。

有的材料比较脆，那支撑就得温柔点；有的材料比较软，那支撑就得更牢固些。

还有哦，在打印过程中，你还得时刻关注着支撑的情况。

万一有什么松动或者变形，得赶紧想办法调整。

这就跟照顾小孩子似的，得时刻留意着。

另外，在拆除支撑的时候也得小心。

别一不小心把打印好的模型给弄坏了，那可就得不偿失啦！就像拆礼物一样，得轻手轻脚的。

总之呢，光固化 3D 打印的支撑技巧可太重要啦！它就像是幕后英雄，默默保障着整个打印过程的顺利进行。

咱可得把它掌握好，才能让我们的创意完美呈现呀！大家可别小瞧了这些支撑技巧，它真的能让你的打印作品更上一层楼呢！所以，还等什么呢？赶紧去试试吧！。

光固化3D打印技术及光敏树脂的开发与应用一、本文概述随着科技的飞速进步，3D打印技术已经逐渐渗透到我们生活的各个角落，成为了现代制造业中的一股重要力量。

其中，光固化3D 打印技术以其高精度、高效率和高材料利用率等优点，受到了广泛的关注和应用。

作为光固化3D打印技术的核心材料，光敏树脂的研发和应用同样具有重要意义。

本文将对光固化3D打印技术及其核心材料光敏树脂的开发与应用进行深入探讨，旨在全面解析这一技术的原理、发展历程、现状和未来趋势，为相关领域的研究和应用提供参考和借鉴。

文章将首先介绍光固化3D打印技术的基本原理和特点，然后回顾其发展历程和现状，分析当前存在的挑战和问题。

接着，文章将重点介绍光敏树脂的开发过程，包括其化学成分、性能优化以及制备方法等方面的内容。

文章还将探讨光敏树脂在光固化3D打印技术中的应用，包括其在不同领域中的具体应用场景、优势以及存在的限制等。

文章将展望光固化3D打印技术和光敏树脂的未来发展趋势，为相关领域的研究和应用提供启示和建议。

通过本文的阐述，读者可以对光固化3D打印技术及光敏树脂的开发与应用有一个全面而深入的了解，为相关领域的研究和发展提供有益的参考和借鉴。

二、光固化3D打印技术原理光固化3D打印技术，又称为立体光刻（SLA）或光敏树脂3D打印，是一种基于光聚合反应原理的增材制造技术。

其工作原理主要依赖于特定波长的紫外光或可见光照射光敏树脂，引发树脂中的光引发剂产生自由基或离子，进而引发树脂单体间的聚合反应，从而完成从液态到固态的转变。

在光固化3D打印过程中，首先通过计算机辅助设计（CAD）软件创建并优化三维模型。

随后，这个模型被切片软件分割成一系列薄层，每一层都代表打印对象的一个横截面。

然后，这些数字切片被转换为光固化3D打印机的指令，控制打印头的移动。

打印开始时，打印平台下降至距离树脂液面恰好的位置，紫外光源（通常是激光或LED光源）根据切片数据照射到树脂表面，选择性地固化树脂。

《3D打印技术》课程教学大纲课程名称：3D打印技术课程编码：1100001120学分及学时：1学分理论学时18学时(其中理论课10学时)适用专业：物联网应用技术开课学期：第三学期开课部门：计算机与互联网学院先修课程：物联网技术概论、电子技术、无线传感网、传感器原理及应用考核要求：考查使用教材及主要参考书：作者:高帆《3D打印技术》著出版社:机械工业出版社出版时间:2015年10月 1．本课程属于设计类的课程一、课程性质和任务《走近3D打印技术》课程是根据国家课程改革要求，结合我校学生发展的实际状况，教师的课程开发能力、兴趣、特长及本校的课程资源等要素而开发的设计课程。

3D打印技术，是一种以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。

它无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。

与传统技术相比，三维打印技术还拥有如下优势：通过摒弃生产线而降低了成本；大幅减少了材料浪费；而且，它还可以制造出传统生产技术无法制造出的外形，让人们可以更有效地设计出飞机机翼或热交换器。

因此，3D打印技术今后会在世界上替代大部分制造业；如果我们不能在3D打印技术中占有一席之地，就将难以进入发达国家行列。

因此，走近3D 打印技术，了解并学习3D打印技术，对学生今后的学习与就业有非常重要的现实意义。

本课程本着满足学生个性化发展的需要，融合本校办学理念和传统文化。

旨在通过学生对世界制造业领域正在迅速发展的“具有工业革命意义的制造技术（3D打印技术）”的学习与实践；在“挥动想象的翅膀”的过程中，体验创意的神奇和伟大；快速提高学生的空间思维能力和创造力；提高学生参与社会实践活动的积极性与合作、协调能力。

同时也初步体会3D制造技术将给社会带来的社会伦理困境。

二、课程教学目的和要求1. 通过学习，了解3D打印技术的现状，开阔学生的视野，丰富学生的生活，发展学生的创意思维，激发学生学习技术的兴趣与热情。

3D打印技术介绍及分析1、概念3D打印，即快速成型技术的一种，它是一种以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打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。

常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。

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。

它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“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。

这打印技术称为3D立体打印技术。

光固化概念解释指单体、低聚体或聚合体基质在光诱导下的固话过程。

光固化一般用于成膜过程。

光谱中能量最高的紫外光产生的活化能，能够使不饱和聚酯树脂的碳碳键断裂，产生自由基从而使树脂固化。

当不饱和聚酯树脂中加入光敏剂后，用紫外线或可见光作能源引发，能使树脂很快发生交联反应。

光固化技术介绍光固化技术是一项节能和清洁环保型技术，它节约能源—能耗仅为传统汞灯的十分之一，且不含溶剂、对生态环境有保护作用，不会向大气排放毒气和二氧化碳，故被誉为“绿色技术”。

光固化技术是通过一定波长的紫外光照射，使液态的环氧丙烯酸树脂高速聚合而成固态的一种光加工工艺，光固化反应本质上是光引发的聚合、交联反应。

光固化涂料是光固化技术在工业上大规模成功应用的最早范例，也是目前光固化产业领域产销量最大的产品，规模远大于光固化油墨和光固化胶黏剂，而环氧丙烯酸是主要的光固化涂料。

2、原理技术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。