3D打印结课论文详解

南昌工学院 课程论文报告 课程名称 综合课程设计 论文题目 3D打印技术 姓 名 二级学院 机械与车辆工程学院 专 业 班 级 学 号 指导老师 职 称 讲 师 2015年 11 月 书目 摘 要3 一、3D打印技术简介4 二、3D打印技术原理4 三、3D打印机的技术4 1、SLA技术4 2、SLS技术4 3、LOM技术5 4、FDM技术5 四、3D打印机技术的市场应用5 1、建筑设计领域5 2、机械制造领域5 3、模具制造领域5 4、医学领域5 5、航天领域5 五、结语5 参考文献7 摘 要 3D打印（3DP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。 关键词 3D打印技术 逐层打印 一、 3D打印技术简介 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年头后期3D打印技术发展成熟并被广泛应用。3D打印是科技融合体模型中最新的高“维度”的体现之一。3D打印（3D printing，又称三维打印）是一种快速成形技术，它以数字化模型为基础，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构造物体。由于其在制造工艺方面的创新，被认为是“第三次工业革命的重要生产工具”。3D打印技术早在20世纪90年头中期就已出现，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。目前，3D打印技术已经应用到很多学科领域，工程师和工业设计师利用3D打印将设计方案转换为原型并测试外科医生运用3D打印制作器官模型以帮助策划困难的手术方案考古学家和博物馆的技师利用3D打印制作宝贵文物的复制品，并在此基础上开展探讨，这样的创新应用正不断进入大众的视野。 二、3D打印技术原理 3D打印技术是一种逐层制造技术，它采纳离散/积累成型原理，其过程是先得到所需零件的计算机三维曲面或实体模型；然后依据工艺要求，将其按肯定厚度进行分层，将原来的三维模型变成二维平面信息，即离散过程；再将分层后的数据进行肯定的处理，加入加工参数，产生数控代码；在微机限制下，数控系统以平面加工方式，有序地连续加工出每个薄层，并使它们自动粘接而成型，从而制造出所需产品的实物样件或成品，这就是材料的积累过程。 三、3D打印机的技术 1、SLA技术 SLA是最早好用化的快速成形技术。SLA是“Stereolithography Appearance”的缩写，即立体光固化成型法。用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面依次凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加构成一个三维实体。 SLA技术主要用于制造多种模具、模型等；还可以在原料中通过加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快，精度较高，但由于树脂固化过程中产生收缩，不行避开地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。 2、SLS技术 选择性激光烧结（SLS）”是最古老的3D打印技术之一。它运用激光作为能量源来烧结粉末材料以制造出实体模型。与其他一些增材制造工艺，如熔融沉积成型（FDM）不同，SLS不须要支撑结构，并且生成的部件具有更为精细的细微环节。 与其它3D打印机技术相比，SLS最突出的优点在于它所运用的成型材料特别广泛。从理论上说，任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。目前，可胜利进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节约、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造困难的支撑系统，所以SLS的应用越来越广泛。 3D打印机技术中，金属粉末SLS技术是近年来人们探讨的一个热点。实现运用高熔点金属干脆烧结成型零件，对用传统切削加工方法难以制造出高强度零件，对快速成型技术更广泛的应用具有特殊重要的意义。展望将来，SLS形技术在金属材料领域中探讨方向应当是单元体系金属零件烧结成型，多元合金材料零件的烧结成型，先进金属材料如金属纳米材料，非晶态金属合金等的激光烧结成型等，尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外，依据零件的详细功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。我们信任，随着人们对激光烧结金属粉末成型机理的驾驭，对各种金属材料最佳烧结参数的获得，以及专用的快速成型材料的出现，SLS技术的探讨和引用必将进入一个新的境界。 3、LOM技术 分层实体制造法（LOMLaminated Object Manufacturing），LOM又称层叠法成形，它以片材（如纸片、塑料薄膜或复合材料）为原材料，其成形原理如图所示，激光切割系统依据计算机提取的横截面轮廓线数据，将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后，送料机构将新的一层纸叠加上去，利用热粘压装置将已切割层粘合在一起，然后再进行切割，这样一层层地切割、粘合，最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等，此方法除了可以制造模具、模型外，还可以干脆制造结构件或功能件。该技术的特点是工作牢靠，模型支撑性好，成本低，效率高。缺点是前、后处理费时费劲，且不能制造中空结构件。 4、FDM技术 熔积成型（FDMFused Deposition Modeling）法，该方法运用丝状材料（石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝）为原料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度（约比熔点高 1℃），在计算机的限制下，喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一层截面，一层成形后，喷头上移一层高度，进行下一层涂覆，这样逐层积累形成三维工件。该技术污染小，材料可以回收，用于中、小型工件的成形。 四、3D打印机技术的市场应用 目前，3D打印技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。3D打印技术的实际应用主要集中在以下几个方面 1、建筑设计领域 建筑模型的传统制作方式，慢慢无法满意高端设计项目的要求。全数字还原不失真的立体展示和风洞及相关测试的标准，现如今众多设计机构的大型设施或场馆都利用3D打印技术先期构建精确建筑模型来进行效果展示与相关测试，3D打印技术所发挥的优势和无可比拟的逼真效果为设