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3D打印技术与应用学院：工程创新学院专业：电气工程及其自动化班级：121032Y1学号：121032Y102学生姓名：马颖捷指导老师：万衡3D打印技术与应用摘要：3D打印是最近几年开始流行的一种快速成形技术，它以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造物体。
被认为推动了第三次工业革命进程的3D打印技术，涉及信息技术、材料科学、精密机械等多个方面。
投入民用工业是近年来的事，多用于大型制造业。
本文从文献研究入手，介绍3D打印机的原理和技术，以及在各领域的应用和出现的产品；最后讨论了目前3D打印应用的前景、优势和不足。
关键词：3D打印；3D打印原理、技术；3D打印应用；工业革命革新；数据一、3D打印概念3D打印（3D printing），即快速成型技术的一种，也称为增材制造技术，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，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。
快速成型技术诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术。
3D打印技术被认为是“第三次工业革命的重要生产工具”，早在20世纪90年代中期就已出现，但由于价格昂贵，技术不成熟，早期并没有得到推广普及。
经过20多年的发展，该技术已更加娴熟、精确，且价格有所降低。
二、3D打印与普通制造的根本区别不只是省材料、造出更加复杂的结构，根本在于它是数据驱动的。
这样就可以带来两个结果①生产资料变得不重要了：人们只许自己制作所需打印出物品的模型数据包，即可通过租赁3D打印机制作出物品。
②创意被放在了首位：3D打印技术可以摆脱工业时代产品必须量产才可获得收益的限制，这样个性化需求与创意化营销就不会被扼制。
生产团队只需建模而不再需要注重生产的过程。
三、3D打印原理和过程“3D打印”层层印刷的原理和喷墨打印机类似，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制采用分层加工，叠加成型的方式来“造型”，会将设计产品分为若干薄层，每次用原材料生成一个薄层，一层一层叠加起来，最终在计算机上的蓝图变为实物。
3D打印技术的使用教程随着科技的快速发展，3D打印技术正在逐渐走入我们的生活。
3D打印技术是一种将数字模型转化为实体物体的创造过程，它为我们提供了一种新的方式来设计和制造产品。
在本文中，我将向您介绍3D打印技术的基本原理、使用方法和一些实际应用案例。
一、3D打印技术的基本原理3D打印技术的基本原理是通过逐层堆叠材料来制造物体。
在打印过程中，计算机将数字模型分为许多薄片，然后机器将逐层打印这些薄片，最终形成一个完整的物体。
这些薄片可以是塑料、金属、陶瓷等材料，而3D打印机则可以根据需要选择使用的材料。
二、使用3D打印技术的步骤1. 设计模型：首先，您需要使用计算机辅助设计（CAD）软件来创建您希望打印的物体模型。
这个模型可以是完全自定义的，也可以是从网上下载的现有模型进行修改。
在设计过程中，您需要确保模型是可打印的，即没有过于细小的细节或悬空部分。
2. 准备打印机：在打印之前，您需要准备打印机和相应的材料。
根据不同的打印机型号和材料要求，您可能需要调整打印机的参数，如打印温度、打印速度等。
此外，您还需要为打印机安装适合的打印头和打印床。
3. 导入模型并进行切片：将设计好的模型导入到3D打印软件中，并根据需要设置打印参数，如打印质量、打印速度等。
然后，软件将模型切片成多个薄片，并生成用于打印的G代码。
4. 打印物体：将生成的G代码传输到打印机，然后启动打印过程。
打印机将按照指定的参数和顺序逐层打印薄片，直到完成整个物体的打印。
5. 后处理：在打印完成后，您可能需要对打印出来的物体进行一些后处理。
对于某些材料，您可能需要进行热处理、酸洗或光照等操作，以获得更理想的表面质量。
三、3D打印技术的实际应用3D打印技术在多个领域都有广泛的应用。
以下是几个实际应用案例的简要介绍：1. 制造业：3D打印技术可以用于快速制造原型和定制化产品。
它可以大大缩短产品开发周期，减少制造成本，并提高产品质量。
2. 医疗领域：3D打印技术可以制造身体各部分的定制化假肢和医疗器械。
3D打印技术概述一、3D打印的简介（一）3D打印的定义3D打印技术，学术上又称“添加制造”（additve manufacturing）技术，也称为增材制造或增量制造。
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、热熔喷嘴等方式将塑料、金属粉末、陶瓷粉末、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品的制造方法[1]。
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，也不需要众多的人力，直接由数字化文件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打印的过程对于大多数人来说，提到“打印”，首先想到的是能打印文稿或照片等平面内容的普通打印机，事实上传统的喷墨打印机和某些工艺类型的3D打印在技术上确实比较接近。
3D打印使用特制的设备将材料一层层地喷涂或熔结到三维空间中，最后形成所需的实体，所用设备即3D打印机。
一般来说，通过3D打印获得实体需要经历建模、分层、打印和后期处理四个主要阶段。
1.三维建模三维模型通常有两种途径获取，一是通过3D扫描仪获取对象的三维数据，并且以数字化方式生成三维模型；二是使用三维建模软件从零开始建立三维数字化模型。
2.分层切割由于描述方式的差异，3D打印机并不能直接操作3D模型。
当3D 模型输入电脑中后，需要通过打印机配备的专业软件进一步处理，即将模型切分为一层层薄片，每个薄片的厚度由喷涂材料的属性和打印机的精度决定。
3.打印喷涂由打印机将打印耗材逐层喷涂或熔结到三维空间中，根据工作原理的不同，有多种实现方法。
常见的有光固化方法（SLA）、熔融沉积制造（FDM）、选择性激光烧结法（SLS）等。
4.后期处理模型打印完成后一般都会有毛刺或粗糙的截面。
这时需要对模型进行后期加工，如固化处理、剥离、修整、上色等，才能最终完成所需要的模型的制造。
（三）3D打印的特点数字制造：借助CAD等软件将产品结构数字化，驱动机器设备加工制造成器件；数字化文件还可借助网络进行传递，实现异地分散化制造的生产模式。
《3D打印技术演示》教学案例——活动项目：科技类活动项目教学组织与设计一、背景和意义3D打印（3D-printing），它是一种以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，目前，3D打印已在教育行业得到越来越多应用，它迎合了学生多元课程融合学习和核心素养教育需要。
3D打印技术不仅可以激发学生们的兴趣，提高他们的专注力，还可以通过探索解决方案让学生们学会应用和验证书面知识获得新的理念和认知。
二、活动目标通过以项目为基础、已经解决的方案为向导的3D设计的学习，培养学生积极参与和深度学习。
在设计思维学习中学生通过探索，建模和测试的过程中发现相互学习的相关性，并对知识获得更加深入的了解。
由探索解决方案让学生学会应用和验证书面知识获得新的理念和认知。
同时培养学生合作探讨和团队精神。
三、活动要求1、掌握3D打印技术基本流程，建模-切片-格式转换-打印2、培养学生的动手能力、团结合作能力、表达和创新能力3、在实践中感受最新科学技术在生活中的应用。
四、活动步骤本次教学活动按照导入、建模操作和使用的步骤进行。
活动对象主要是8-13岁年龄阶段在校学生，他们对新鲜事物认知兴趣强烈，善于探索和发现问题，用于创新，同时也具备了一定的自主学习能力。
1、导入设问：A：同学们知道打印机吗？打印机出来的东西有什么变化？3D打印机和普通打印机区别在哪里？B：教师分别对比2D打印机和3D打印机的成品。
吸引学生的兴趣和对新事物的发现和认知。
C：教师解释3D打印的构造以及3D打印机的机身特点。
学生可以围观3D打印机讨论和2D打印机的不同特点。
2、建模、示范性操作：A：教师拿出3D打印出来的眼镜框让学生思考是如何做出来的？此时将学生分为6人一组进行讨论，围绕如何制作眼镜框这一问题激发学生的想象力以及6人之间的团队协作能力，在讨论的过程中提倡学生可以设计不同的眼镜框架形状和不同款式镜框，思考如何制作美观又舒适。
3D打印技术的操作教程随着技术的不断进步，3D打印技术正在逐渐走入我们的生活。
它是一种通过叠加材料来制造物体的先进制造技术，可以制作出具有复杂结构和高精度的物品。
在本文中，我们将为您介绍3D打印技术的操作教程，帮助您了解如何操作3D打印机并成功打印出您所需的物品。
首先，准备工作十分重要。
在开始之前，您需要事先确定您要打印的物品的设计图纸或模型。
您可以使用专业的3D建模软件来设计您的物品，也可以从互联网上下载现成的3D模型。
确保您的设计文件符合打印机的兼容格式，如STL或OBJ等。
接下来，选择合适的3D打印机。
目前市面上有多种不同类型和品牌的3D打印机可供选择，例如FFF（熔融沉积）打印机、SLA（光固化）打印机等。
根据您的需求和预算，选择适合您的3D打印机。
在选择之前，建议您查看不同品牌和型号的用户评价和性能指标，以便作出更明智的决策。
在开始打印之前，需要加载打印材料。
根据打印机的要求，选择适合的材料。
常用的3D打印材料包括PLA（聚乳酸）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）等。
将打印材料装入打印机的供料系统，并确保正确安装和固定。
在加载材料之后，您需要将设计文件导入到3D打印机的控制软件中。
根据打印机的型号和软件界面的不同，可能需要一些设置和调整。
在导入文件后，您可以使用软件进行修整、调整大小或添加支撑结构等。
这些步骤有助于提高打印物体的质量和可打印性。
接下来，将打印机调整到合适的温度和打印速度。
根据打印材料的要求，调整打印机的温度以确保材料能够均匀熔融和流动。
此外，根据您对打印质量和打印速度的需求，调整打印机的速度。
请注意，打印速度较快可能会影响打印质量，而打印速度较慢可能会延长打印时间。
完成上述准备工作后，您可以准备开始打印了。
将打印平台对准打印机的喷头，并确保平台处于水平状态。
此外，您还可以在打印平台上涂抹一些适当的胶水，以提高打印物体与平台之间的附着力。
在开始打印之前，您可以选择打印质量和打印模式。
3D打印技术的使用指南随着科技的不断发展，3D打印技术逐渐成为了一种创新且实用的工具。
无论是制造业、医疗领域还是艺术设计，都可以借助3D打印技术实现前所未有的创新。
本文将为您提供一份详尽的3D打印技术使用指南，帮助您了解这项技术的基本原理、应用领域以及使用方法。
1. 什么是3D打印技术？3D打印技术是一种以数字模型为基础，通过逐层堆叠材料来制造物品的先进制造技术。
与传统的加工技术相比，3D打印技术具有快速、灵活、个性化定制等优势。
它可以将数字模型立体化，并通过一系列的打印、堆叠和固化过程，将虚拟设计变为实体物品。
2. 3D打印技术的应用领域2.1 制造业在制造业领域，3D打印技术被广泛应用于快速原型制作、定制化生产以及生产工具和模具。
它可以大大缩短产品开发周期，并减少生产成本。
制造商可以通过3D打印技术迅速制作出产品样品，检验其设计是否合理，快速进行改进。
2.2 医疗领域3D打印技术在医疗领域的应用非常广泛。
它可以用于制造个性化的假体和义肢，帮助残疾人重获行动能力。
此外，3D打印技术还可以打印出精确的解剖模型，供医生进行手术模拟和培训。
甚至有研究人员利用3D打印技术成功地打印出人体组织和器官，为临床治疗提供了新的希望。
2.3 艺术设计3D打印技术也被广泛应用于艺术设计领域。
艺术家可以利用这一技术从零开始创作独特的艺术品，无论是雕塑作品、珠宝还是家居用品。
3D打印技术为艺术创作提供了更多的可能性，使得艺术家能够将复杂的设计从概念变为现实。
3. 3D打印技术的使用方法3D打印技术的使用方法相对简单，下面将为您介绍一般的使用步骤：3.1 设计模型首先，您需要使用3D建模软件或CAD软件设计您想要打印的模型。
这个过程需要一定的技术专业知识，但随着3D建模软件的不断发展，初学者也可以通过简化的界面来设计3D模型。
3.2 准备打印机在开始打印之前，您需要确保3D打印机已经准备就绪。
这包括确定打印材料、调整打印机的参数和热床温度。
3D打印机入门什么是3D打印机3D 打印机英文“3D Printers”，3D 打印机这个名称是近年该产品来针对民用市场而出现的一个新词。
其实在专业领域他有另一个名称“快速成形技术”。
快速成形技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20 世纪80 年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20 年来制造领域的一个重大成果。
它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
即，快速成形技术就是利用三维CAD 的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。
RPM 技术是在现代CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。
但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。
形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"，因此得名“3D 打印机”。
3D打印机的原理3D 打印机可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。
每个截面数据相当于医学上的一张CT 像片；整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。
当然，整个过程是在电脑的控制下，由3D 打印机系统自动完成的。
不同公司制造的3D 打印机所用的成形材料不同，系统的工作原理也有所区别，但其基本原理都是一样的，那就是"分层制造、逐层叠加"。
这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。
3d打印3D打印技术的综述引言：随着科学技术的不断发展，3D打印技术已成为当代最为引人注目的一项创新技术。
其独特的优势和无限的潜力正在各个领域得到广泛应用。
本文将对3D打印技术进行综述，介绍其原理、方法、应用以及未来发展的前景。
第一部分：3D打印技术的原理及方法1. 3D打印技术的原理3D打印技术，又称为增材制造技术（Additive Manufacturing），是一种根据计算机模型和数字化文件，通过层层堆叠材料来制造物体的先进制造技术。
与传统的减材制造不同，3D打印技术通过将材料一点一点地叠加在一起，逐渐构建出三维实体。
2. 3D打印技术的方法目前，3D打印技术主要包括以下几种方法：(1) 熔融沉积法（Fused Deposition Modeling，FDM）：该方法通过将材料加热到熔化状态，然后通过喷嘴逐层的喷射材料，最终构建出所需的物体。
(2) 光固化法（Stereolithography，SLA）：该方法使用紫外线激光束来逐层照射液态光敏树脂，使其逐渐固化形成三维物体。
(3) 粉末热熔法（Selective Laser Sintering，SLS）：该方法通过使用激光束将粉末材料熔化并粘合在一起，最终构建出物体。
(4) 电子束熔化法（Electron Beam Melting，EBM）：该方法类似于SLS，但使用电子束来熔化粉末材料。
第二部分：3D打印技术的应用1. 制造业：3D打印技术在制造业领域已经得到广泛应用。
它可以用于快速原型制作、定制化生产以及零部件的制造等。
不仅提高了生产效率，还降低了成本，使企业更加灵活和竞争力。
2. 生物医学：3D打印技术在医疗领域具有巨大的潜力。
它可以用于生物打印人体组织和器官，为研究和临床提供了更加精确和个性化的解决方案。
3. 建筑业：3D打印技术在建筑业领域被应用于建筑模型的制作、房屋的建造等。
它大大降低了成本和时间，同时也提供了创意和灵活性，为建筑设计师带来了更多的可能性。
3D打印技术
1 引言
3D打印，又称为增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命的重要标志”，以其“制造灵活”和“节约原材料”的特点在制造业掀起了一股浪潮。
近年来，随着3D打印技术的逐步成熟、精确，打印材料种类的增加，打印价格的降低，3D打印得到了快速发展，应用领域不断增加，不仅在机械制造、国防军工、建筑等领域得到广泛应用，也逐渐进入了公众视野，走进学校、家庭、医院等大众熟悉的场所，在教育、生物医疗、玩具等行业也得到了广泛关注及应用，作为教育工作者，本文将在介绍3D打印的原理、优势、应用现状的基础上，重点探讨3D打印在教育领域的角色及应用模式。
2 3D打印概述
2.1 3D打印原理
3D打印（3D printing，又称三维打印），是利用设计好的3D模型，通过3D打印机逐层增加塑料、粉末状金属等材料来制造三维产品的技术[1]。
一般来说，通过3D打印获得物品需要经历建模、分割、打印、后期处理等四个环节[2]，其中3D虚拟模型，可以是利用扫描设备获取物品的三维数据，并以数字化方式生成三维模型，或者是利用AutoCAD等工程或设计软件创建的3D模型，有些应用程序甚至可以使用普通的数码照片来制作3D模型，比如123D Catch[3]。
2.2 3D打印的优势
与传统制造技术相比，3D打印不需事先制模，也不必铸造原型，大大
缩短了产品的设计周期，减少了产品从研发到应用的时间，降低了企业因开模不当可能导致的高成本风险，使得特殊和复杂结构的模型的制作也变得相对简单，产品也更能凸显个性化。
另外，3D打印是增材制造，使用金属粉或其他材料，使部件从无到有制造出来，大大减少了原材料和能源的消耗，生产上实行了结构优化。
2.3 3D打印的应用现状
近年来，3D打印得到了快速发展，几乎应用于各个领域。
在模具加工和机械制造领域，使用3D打印相对快速地进行模具的设计与定制，打印复杂形状的各种零件，打印具有足够强度的个性化几何造型的物件。
在航空航天、国防军工领域，3D打印应用于外形验证、关键零部件的原型制造、直接产品制造等方面。
如空客公司从打印飞机小部件开始，逐步发展，计划在2050年左右打印出整架飞机。
生物医疗领域，医学工作者利用3D打印技术打印出患者的心脏模型，缺损下颌骨模型，患者外伤性脑内血肿颅脑模型等，用于辅助诊断并制定术前手术方案，降低了手术难度，减少了手术时间，为患者带来了精准化的治疗。
人工椎体和人体气管软骨的打印让人体器官的3D打印成为可能。
3D打印的处方药产品SPRITAM（左乙拉西坦）片剂可用于各种癫痫疾病的治疗。
建筑工程领域，3D打印建筑不需使用模板，打印的建筑物重量轻，强度大，时间短，产生的建筑垃圾及建筑粉尘少，且可以循环使用，绿色环保。
3D打印在首饰、食品、玩具和日常用品的设计和生产中也有广泛应用，可以很好地彰显用户的个性化特点和需求。
3D打印在太阳能电池板和特殊材料的制造方面的应用也有突破。
3 3D打印在教学领域的应用
3D打印在教学方面的探索性活动也已经展开，并应用在数学、航空、电子、设计、机电工程、生物医学、天文等大部分学科中，取得了良好的教学效果。
基于3D打印的快速生成能力，使得数字化模型能快速转化为立体实物，借助立体实物的生成过程及使用可以提高教学效果，增强学生合作、设计、创新等能力。
3.1打印三维教具学具辅助教学
在课程教学中，借助于多媒体教学手段，一些抽象的图像可以相对直观的显示出来，但针对的是群体，形成的是暂时的视觉感受，印象并不是很深刻，也不易理解。
借助3D打印，可以把数字化的图像转化成实物的教具和学具，每个同学都有机会亲手感受，而且还可以亲自设计、策划，无疑对知识点的理解，知识的掌握及应用有很大的促进作用。
比如：数学课可以打印出几何曲面、剖面立体实物；动画设计可以打印出3D人物，动物角色模型，且可以根据实效及时修改；语文课可以把要讲解的地域打印出来，如北京的胡同，同学们可以拿着模型理解胡同的特点，体验胡同文化，讲述胡同的来龙去脉；机械制造课可以根据课程内容打印相关的零件、齿轮、连杆等。
3.2 实习实践过程中辅助创新设计
职业学校实习实践教学活动较多，钳工实习、数控机床实习、电子电工实习、动画设计、物联网设计等，都需要借助相应的模型，并设计出一定的模型。
借助于3D打印，同学们对需要设计的模型有一个大体的认识，然后经过集体分组的讨论、设计、修改等过程，不仅能增加学生的学习兴趣，促进学生交互学习，协作学习，且能提高学生的设计水平、思维能力
和实践能力。
比如在模具设计实习中，采用项目式教学法，应用3D打印，学生分组设计、分组打印，学生在亲眼目睹自己的设计零件打印成型的过程及成品后，学习兴趣大增，多次讨论修改的过程也大大提升学生的设计水平。
在CAD课程实践环节中，使用3D打印机，可以根据教学需要来设计教学内容，对学生的设计作品3D打印出来进行评比并组装，不仅使学生熟练掌握设计软件建模的基本思路和流程，而且对如何从设计作品到具体的实物的生成有一个明确的认识，有利于日后学生进一步的学习和发展。
3.3 就业创业指导
近年来，大学毕业生人数急剧增加，就业压力增大，国家大力提倡大学生创业，整个社会也兴起了一股自主创业的热潮。
对于职业学校的学生来说，有一定的专业知识，有较强的动手操作能力，有创业的热情与激情。
借助于3D打印设备，创业指导老师可以指导学生创办创意设计3D打印工作室，利用所学的专业知识，设计出相关产品并打印出来进行销售，同时也可为社会客户提供DIY服务，收取一定的培训费和制作费，也可以在校企合作的基础上为合作企业提供设计和3D打印服务。
通过3D打印的上述创业实践活动，加深学生对专业知识的巩固、对设计过程的了解，并培养创新创业意识和能力。
3.4 图书馆应用
图书馆引入3D打印服务是图书馆从文献服务走向创新服务的途径。
国外很多图书馆都开展3D打印服务，国内的综合图书馆，如上海图书馆、苏州图书馆也开展3D打印服务，高校中的上海交通大学图书馆也开展3D
打印服务，并且通过举办3D打印设计大赛积极推广此项服务，通过比赛普及3D打印知识，让同学们了解3D打印前沿科技，启发学生们用创新思维发现问题、智慧解决问题。
学校图书馆可以配备一两台3D打印机，并在保证健康和安全的基础上，充分考虑费用、提交步骤、等待和筛选时间等、制定详细的3D打印制度或政策，并鼓励学生打印原创作品，以发挥学生的专业特长，激发学生的创造力和想象力。
4 结束语
3D打印正从工业领域，走向各个应用领域。
不久的将来，也会像电脑、手机、互联网一样进入我们的社会和每个家庭。
教育工作者应积极利用这项新技术，促进教学模式和教学活动的创新，更好地提高教学质量和教学效果，提高学生的实践能力和创新水平。
希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：
1、上帝说：你要什么便取什么，但是要付出相当的代价。
2、目标的坚定是性格中最必要的力量源泉之一，也是成功的利器之一。
没有它，天才会在矛盾无定的迷径中徒劳无功。
3、当你无法从一楼蹦到三楼时，不要忘记走楼梯。
要记住伟大的成功往往不是一蹴而就的，必须学会分解你的目标，逐步实施。
