3D打印課件-PPT

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,Page,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,Page,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,3D,打印,改變你的生活,0,6,5,4,3,2,1,7,8,9,0,6,5,4,3,2,1,7,8,9,5,4,3,2,1,工業(yè),4.0,時(shí)代的到來，世界已經(jīng)開始被顛覆,互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、,3D,打印、機(jī)器人、創(chuàng)客智造,每天都

2、面臨著腦洞大開的刷新,Page,3,2015,中國的,創(chuàng)客,時(shí)代已然來臨！,3D,打印,則是創(chuàng)客必備的智創(chuàng)工具。,Page,4,2015,兩大政策支持綱領(lǐng)文件,什么是,3D,打??？,3D,打印技術(shù)原理以及創(chuàng)客與,3D,打印,1.3D,打印工作原理,2.3D,打印技術(shù)種類以及優(yōu)缺點(diǎn),3.3D,打印的顯著優(yōu)勢以及缺點(diǎn),4.,創(chuàng)客：個(gè)人,3D,打印的創(chuàng)造者,3D,打印技術(shù)原理,3D,打?。?3D Printing,），又稱快速成型（,RP,，,Rapid Prototyping,）、增材制造（,AM,，,Additive Manufacturing,），以經(jīng)過智能化處理后的,3D,數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)

3、，通過逐層增加材料的方式來構(gòu)造任意復(fù)雜的,3D,實(shí)體形狀。,3D,打印技術(shù)原理,1,、在將,3D,數(shù)字化模型輸出到,3D,打印機(jī)之前，需要對,3D,模型進(jìn)行分層切片（,Slice,），切成數(shù)百上千個(gè)薄層，這相當(dāng)于高等數(shù)學(xué)里的微分操作。,2,、然后將描述這些薄層的數(shù)字化文件輸出到打印機(jī)，,3D,打印機(jī)逐層打印出來，這又相當(dāng)于高等數(shù)學(xué)里的積分操作，直到將整個(gè)形狀疊加成型。,3D,打印的特點(diǎn),1.,傳統(tǒng)的,“,去材加工,”,機(jī)床是在做,“,減法,”,（減材成型），切、削、車、銑、磨等工藝將不需要的地方去掉，但這就存在著,“,伸不進(jìn)、夠不著,”,的問題，因此不能加工任意復(fù)雜的中空形狀，而且去掉的物料也

4、被浪費(fèi)掉了,3D,打印的特點(diǎn),2.3D,打印這種一層一層堆積起來做,“,加法,”,的工藝（增材成型）具有：不需要刀具、模具，所需工裝、夾具大幅度減少；可制造出傳統(tǒng)工藝方法難以加工，甚至無法加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)；材料利用率大幅度提高。,3D,打印成型技術(shù)種類及優(yōu)缺點(diǎn),FDM,：熔融沉積成型（,FFF,：熔絲制造）,3DP,：三維打印黏結(jié)成型（噴墨沉積）,SLA/DLP,：光固化立體成型（立體光刻）,SLS,：選擇性激光燒結(jié),3D,打印成型技術(shù)種類及優(yōu)缺點(diǎn),FDM,：熔融沉積成型（,FFF,：熔絲制造）,將絲狀的熱塑性材料,ABS,、,PLA,）通過噴頭加熱熔化，噴頭底部帶有微細(xì)噴嘴（直徑一般為,0.2

5、-0.6 mm,），材料以一定壓力擠噴出來，同時(shí)噴頭沿水平方向移動(dòng)，擠出的材料與前一個(gè)層面熔結(jié)在一起。,FDM,：熔融沉積成型（,FFF,：熔絲制造）,傳動(dòng)方式：,Prusa,i3,優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)簡便，成本低廉,缺點(diǎn)：無顯示屏控制，精度不高，穩(wěn)定性能差,MakerBot,優(yōu)點(diǎn)：打印穩(wěn)定，維護(hù)簡便,缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴,Dealta,機(jī)型,優(yōu)點(diǎn)：打印穩(wěn)定，速度快（速度比,makerbot,的快,1/3,）,缺點(diǎn)：遠(yuǎn)程送料，不能打印軟膠材料,FDM,：熔融沉積成型（,FFF,：熔絲制造）,耗材,PLA,學(xué)名：聚乳酸，由玉米桿提煉而成的生物環(huán)保材料。,優(yōu)點(diǎn)：極低的收縮率，抗變形翹曲強(qiáng)，可打印大面積模

6、型，打印效果光亮，,清晰打印期間沒有刺鼻不良味道,缺點(diǎn)：加熱只能在,180-220,，,230,以上由于碳化，堵頭粘性相對,ABS,強(qiáng)，支撐難剝離。,PLA,材料是,FDM,技術(shù)的首選材料,。,FDM,：熔融沉積成型（,FFF,：熔絲制造）,耗材,ABS,一種目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的的塑料。,優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度較高，可做拋光，電鍍處理，柔韌性好，支撐面易剝離,缺點(diǎn)：收縮率較,PLA,高，打印大面積模型時(shí)容易翹邊。,熔化溫度較高，一般打印溫度在,230-260,FDM,的優(yōu)點(diǎn),操作環(huán)境干凈、安全，可在辦公室環(huán)境下進(jìn)行，沒有產(chǎn)生毒氣和化學(xué)污染的危險(xiǎn)。,無須激光器等貴重元器件，工藝簡單、干凈,原材料以卷軸

7、絲的形式提供，易于搬運(yùn)和快速更換,材料利用率高，且可選用多種材料,FDM,的缺點(diǎn),成型后表面粗糙，需配合后續(xù)拋光處理，目前不適合高精度的應(yīng)用。做小件或精細(xì)件時(shí)精度不如,SLA,，最高精度只能為,0.1mm,。,速度較慢，因?yàn)閲婎^主要是單個(gè),在打印一些特定模型，需要浪費(fèi)材料來做支撐,3DP,：三維打印黏結(jié)成型（噴墨沉積）,工藝類似于傳統(tǒng)的,2D,噴墨打印機(jī)，是最為貼合,“,3D,打印,”,概念的成型技術(shù)之一。,首先鋪粉機(jī)構(gòu)在加工平臺(tái)上精確地鋪上一薄層粉末材料，然后噴墨打印頭根據(jù)這一層的截面形狀在粉末上噴出一層特殊的膠水，噴到膠水的薄層粉末發(fā)生固化。層層疊加，直到所有層打印完畢。,成型精度可達(dá),0

8、.09mm,3DP,的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn),：,成型速度快，一般用石膏粉，成型過程不需要支撐，多余粉末的去除比較方便。,此技術(shù)最大優(yōu)點(diǎn)是能直接打印彩色，無須后期上色。目前市面上打印彩色人像基本采用此技術(shù)。,缺點(diǎn),石膏強(qiáng)度較低，只能做概念型模型，而不能做功能性試驗(yàn)，后處理麻煩。,因?yàn)槭欠勰そY(jié)在一起，所以表面手感稍有些粗糙,。,SLA/DLP,液態(tài)樹脂光固化成型,原理：,利用特定強(qiáng)度的激光聚焦照射在光固化材料的表面（材料主要為樹脂），使之點(diǎn)到線、線到面的完成一個(gè)層上的打印工作，一層完成之后進(jìn)行下一層，依次方式循環(huán)往復(fù)，直至最終成品的完成。,世界上第一臺(tái),3D,打印機(jī)采用的就是,SLA,工藝,SLA,和,

9、DLP,區(qū)別在于光源。,SLA,的光源是聚焦后的激光束，有點(diǎn)到線再到面，逐層掃面。而,DLP,的光源是高分辨率的數(shù)字光處理器，每次層型一個(gè)面，因此理論上，速度比,SLA,要快很多。,光固化的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：,成型速度較快，系統(tǒng)工作相對穩(wěn)定。,可以打印的尺寸范圍廣，國外最大可打印,2mm,的，最小可打印,0.1mm,尺寸精度高，可以做到微米級別，比如,0.025mm,。,表面質(zhì)量較好，比較適合做小件及較精細(xì)件。,缺點(diǎn),造價(jià)高，維護(hù)成本高，材料價(jià)格高，且對環(huán)境有污染。,材料為樹脂類，強(qiáng)度、剛度，耐熱都受限，不利于長期保存，且易脆,易斷裂,成型后有支撐，支撐結(jié)構(gòu)需要在未完全固化時(shí)手動(dòng)去除，易破壞模型,

10、。,SLS,：選擇性激光燒結(jié),SLS,利用粉末材料在激光照射下燒結(jié)的原理。首先鋪一層粉末材料，并刮平。將材料預(yù)熱到接近熔化點(diǎn)，再使用高強(qiáng)度的激光器有選擇地在該層截面上掃描，使粉末溫度升至熔化點(diǎn)，然后燒結(jié)形成黏結(jié)。,SLS,的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：,成型材料廣泛，包括塑料、金屬、陶瓷、沙等粉末材料，目前主要是尼龍粉末和金屬粉末使用廣泛。,沒有經(jīng)過燒結(jié)的粉末保持原來粉末狀態(tài)可作為模型的支撐結(jié)構(gòu)，因此打印期間不需要支撐結(jié)構(gòu)。,缺點(diǎn)：,需要使用大功率激光器，制造和維護(hù)成本高，目前沒有桌面級,SLS,打印機(jī),該工藝會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，,在加工前，需要花近,2h,時(shí)間加熱到接近熔點(diǎn)溫度，零件成型后，還需要花,5-10

11、,小時(shí)冷卻,3D,打印可以做什么？,3D,打印的顯著優(yōu)勢,3D,打印之所以具有革命性的意義，主要是集兩大突出優(yōu)勢于一身：,1.,個(gè)人只需在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模型設(shè)計(jì)，然后將復(fù)雜作業(yè)流程轉(zhuǎn)化為數(shù)字化文件，發(fā)送到,3D,打印機(jī)即可實(shí)現(xiàn)制造。根本無須掌握各種復(fù)雜的制造工藝和加工技能，大幅降低了制造的技術(shù)門檻。,2.3D,打印的逐層加工、累積成型的特點(diǎn)，制造幾乎不受結(jié)構(gòu)復(fù)雜度的限制，結(jié)合智能數(shù)字化設(shè)計(jì)，可輕松實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的個(gè)性化定制。,3D,打印能做什么？,3D,打印的目前缺點(diǎn),一是與傳統(tǒng)切削加工技術(shù)相比，產(chǎn)品尺寸精度和表面質(zhì)量相差較大（目前,大部分的,3D,打印最高精度僅在,0.1mm,），產(chǎn)品性能還達(dá)不到許

12、多高端金屬結(jié)構(gòu)件和注塑件的要求。,二是加工速度，以及大批量生產(chǎn)效率還比較低，不能完全滿足工業(yè)領(lǐng)域的需求。,三是設(shè)備和耗材成本仍然很高，如基于金屬粉末的打印成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)制造。,創(chuàng)客：個(gè)人,3D,打印的創(chuàng)造者,創(chuàng)客（,Maker,），喜歡動(dòng)手制作，努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的人。,3D,打印的發(fā)展，也是經(jīng)過創(chuàng)客之手蓬勃發(fā)展起來的。,創(chuàng)客的創(chuàng)造需要,3D,打印幫他們實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意。,3D,打印設(shè)備只是工具，只有創(chuàng)造者的設(shè)計(jì)靈魂才能給,3D,打印賦予價(jià)值。,我們怎樣,玩轉(zhuǎn),3D,打印？,3D,打印速成班（工作日班,/,周末班）,教你系統(tǒng)的,3D,打印知識(shí),教你組裝一臺(tái),3D,打印機(jī),教你簡單的建模操作,

13、教你找到,3D,模型資源,教你切片及參數(shù)設(shè)置,教你打印和定制自己的專屬創(chuàng)意,3D,打印系統(tǒng)班（周末班）,教你全面的,3D,打印知識(shí),教你各種,3D,打印設(shè)備的原理,帶你走進(jìn),3D,打印明星企業(yè),介紹各種,3D,打印耗材的特性及適用領(lǐng)域,教你建模及設(shè)計(jì)（,SW,為主）,教你學(xué)會(huì),3D,掃描及了解各種掃描設(shè)備,教你創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例，掌握各種創(chuàng)客技能,少年創(chuàng)客培訓(xùn)班（基于,METAS,電子積木）,目前國內(nèi),3D,打印的行業(yè)情況？,3D,打印行業(yè)分布,據(jù),3D,時(shí)空網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，注冊的會(huì)員企業(yè),895,家中分類結(jié)果如上，,3D,打印,主要華東華南兩個(gè)地區(qū)，華南占比,32%,，華東占比,31%,，華北地區(qū)位列,第

14、三，再依次是華中、西南、西北、東北地區(qū),。,總體而言，中國的3D打印行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出地域分布不平衡的現(xiàn)象，,也從側(cè)面說明了我國3D打印尚處于初級發(fā)展階段，預(yù)計(jì)隨著產(chǎn)業(yè)政策扶,持力度的提升以及產(chǎn)業(yè)化推廣的加快，中國的3D打印在未來幾年將逐漸,步入成長發(fā)展時(shí)期。,各地區(qū)的,3D,企業(yè)分類,華東地區(qū),華南地區(qū),華北地區(qū),華中地區(qū),國內(nèi),3D,打印,市場的問題？,問題表現(xiàn)：,一、未形成產(chǎn)業(yè)化商業(yè)化的運(yùn)作模式，缺乏統(tǒng)一的共性標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)整合度較低且秩序較混亂，缺乏監(jiān)管，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。,二、核心技術(shù)和材料。機(jī)械結(jié)構(gòu)和電控部分都存在各樣的設(shè)計(jì)缺陷，零組件品質(zhì)一般，可靠工作時(shí)間短，改性材料缺乏。國內(nèi)的,3D,

15、打印原材料缺乏自主研發(fā)，高質(zhì)量的,3D,打印耗材過分依賴國外進(jìn)口，這樣就極大地限制了,3D,打印產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。,三、國內(nèi)的,3D,打印的成本較傳統(tǒng)制造成本而言，仍相對較高，一方面是因?yàn)?3D,打印耗材本身較高的價(jià)格，我國的,3D,打印耗材研發(fā)企業(yè)需要消耗大量的成本，只能依賴國外進(jìn)口，導(dǎo)致,3D,打印耗材成本較高；另一方面是國內(nèi)的,3D,打印應(yīng)用市場仍未全面打開，,3D,打印的普及相對較低。,國家的政策支持,（,1,）,2013,年,4,月，科技部近期公布的最新,國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（,863,計(jì)劃）、國家科技支撐計(jì)劃制造領(lǐng)域,2014,年度備選項(xiàng)目征集指南,，首次將,3D,打印產(chǎn)業(yè)納入其中。,

16、（,2,）工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、財(cái)政部研究制定了,國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃（,2015-2016,年）,。搶抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重大機(jī)遇，加快推進(jìn)我國增材制造（又稱“,3D,打印”）產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展，根據(jù)計(jì)劃提出的目標(biāo)，到,2016,年，初步建立較為完善的增材制造產(chǎn)業(yè)體系，整體技術(shù)水平保持與國際同步，在航空航天等直接制造領(lǐng)域達(dá)到國際先進(jìn)水平，在國際市場上占有較大的市場份額。,國家的政策支持,（,3,）,2015,年,5,月，國務(wù)院公布,中國制造,2025,，規(guī)劃提出了中國制造強(qiáng)國建設(shè)三個(gè)十年的“三步走”戰(zhàn)略，是第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)。規(guī)劃強(qiáng)調(diào)，新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。必須緊緊抓住這一重大歷史機(jī)遇，按照“四個(gè)全面”戰(zhàn)略布局要求，實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃和前瞻部署，加大科技創(chuàng)新力度，推動(dòng)三維（,3D,）打印、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、生物工程、新能源、新材料等領(lǐng)域取得新突破。,（,4,）國內(nèi)各個(gè)地方政府紛紛出臺(tái)相關(guān)政策法規(guī)推動(dòng),3D,打印行業(yè)的發(fā)展。例如，青島印發(fā),互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)發(fā)展行