三维打印范文

三维打印范文第1篇

教学目标

1.了解三维打印科技原理，激发学生对立体造型艺术创作的兴趣。

2.将二维绘画空间提升到三维立体空间，培养学生空间想象能力和立体造型能力。

3.强化W生将创意变为实物的设计创造能力，并培养学生之间的合作精神。

4.融入其他各种美术科目教学需求，形成连贯性教学。

教学重点难点

重点：利用2课时时间，通过语言和故事的引导衔接，激发每一个学生对本课的兴趣。

难点：三维打印笔的使用方法以及注意事项需要在作品创作中不断巩固。二维绘画转化到三维立体造型需要教师对学生的创作主题进行启发引导。

课前准备

课堂素材：

三维打印笔造型艺术课视频、三维打印笔造型艺术展示作品、“艾诺神奇岛冒险”故事多媒体幻灯片、三维打印笔使用介绍视频

创作工具：

三维打印笔、聚乳酸三维打印耗材、剪刀、擦拭布、铅笔、画纸、画板

教学过程

1.通过提问，让学生了解三维打印科技的神奇所在，激发对本课程的兴趣。

2.播放课程介绍视频，讲解三维打印的原理，以及三维打印与学生之前所接触过的美术创作的相似和不同之处。

3.展示三维打印笔造型艺术作品，请学生说出观看和触摸作品的感受。

4.通过“艾诺神奇岛冒险”故事，讲解三维打印笔造型的相关知识。

5.展示三维打印笔、耗材和相关工具，播放使用介绍视频，并强调注意事项。

6.分发三维打印笔，让学生通过基本图形的绘制，掌握使用方法。

7.根据故事引导，带入创作主题，播放三维打印笔造型艺术课程视频，让学生了解主题作品的完整创意和制作过程。

8.指导学生在纸面完成必要的主题构造设计，确定后用三维打印笔创作，过程中要不断巩固学生对三维打印笔的使用方法的掌握。

9.对成品进行拍照，并展示总结。

作品介绍

1.入门作品：蝴蝶

有绘画基础的同学可以直接用三维打印笔进行创作，没有基础的同学可以在纸面画好对称的蝴蝶翅膀，然后再用三维打印笔造型。这是一个需要逐步进阶的过程，不可操之过急。

2.进阶作品：眼镜

眼镜是学生们非常喜欢的创作主题，立体感强，容易上手。但是，学生思维容易受到真实眼镜形象的限制，眼镜腿的对称和统一长度对学生有一些挑战，不过学生更多会因此乐在其中。

3.复杂作品：自行车

三维打印范文第2篇

1三维打印技术引导纺织服装业发展革新

每次新技术的更新都会使纺织行业受益。第一次工业革命，因蒸汽机的发明，纺织业由机器制作代替手工生产。第二次工业革命，纺织行业的生产技术得到改善，纺织服装生产力得到大幅提高。在第三次工业革命中，纺织服装业将难以拒绝三维打印技术带来的革新。

与传统的生产技术相比，三维打印技术有着自己独特的魅力：通过减少对工人的技术性需求，放弃多余的生产线，减少生产材料的浪费和增加工厂的生产能力等特点改变企业的经济面貌，使企业的生产过程得到简化，得以快速有效并廉价地生产出商品。对于纺织服装业来说，三维打印技术还能够使企业制造出传统生产技术无法造出的外形。

快速生产――快速推入市场――快速消费――快速回收成本的模式，能够满足企业的迫切需求，以最快的速度生产商品，以便尽快投入市场，保证资金的流动性。

目前Burton Snowboards公司（美国的防雨防雪用具品牌）、耐克和New Balance（新百伦公司，美国顶级跑鞋生产厂商）都已成为三维打印机的高端客户。根据统计，全球企业在2008年共花费约1.6亿美金在三维打印技术上，预计在2015年的花费将翻番。在纺织服装业上，Freedom of Creation设计公司已经采用三维打印技术来生产面料。该公司设计师说：“使用软件转换3D数据形成材料组织结构并且通过智能裁剪和缝纫形成最终成品，整个过程就像打印一样轻松便捷。”在欧美国家，三维打印技术以其不浪费、不需劳力和比传统方法更快速等优势，逐渐被服装设计师青睐。

2基于三维打印技术的纺织服装业前景

在三维打印技术高度成熟的未来，纺织服装业将不再提供成品商品，因为消费者可以足不出户就能打印自己喜欢、需要的纺织服装产品。纺织服装制造商将提供给消费者三维打印机所需的专业材料，使消费者保证自己的三维打印机正常工作。未来，纺织服装制造商将与三维打印机制造商进行合作开发，形成捆绑式销售，这种原材料式销售，将为纺织服装制造企业带来源源不断的生意。

纺织服装制造商不仅要提供打印机原料，还要通过网络，向客户出售设计好的服装，让客户通过网络下载打印出来。因为三维打印技术的数字性，使得纺织服装制造商的成功将不再取决于生产规模，而取决于创意。但是单靠创意也不够，山寨者和创新者都能轻而易举地在市场上迅速推出新产品。因此，竞争情况可能出现前所未有的激烈，发展速度与以前相比将更快！作为数字化的服装设计打印图，也将面临加密与反编译的战争。复制与传播变得容易的同时，盗版也将十分猖獗，就像音乐工业面临的MP3传播一样。当一份新服装的设计图开始提供下载时，设计图拥有者的知识产权将面临许多侵犯。因此，在知识产权领域的法律争斗将更加剧烈。纺织服装制造商们将把更多的精力投入到知识产权法中，以面对开源软件、非商业模式的出现。

3结语

人们很难估计到三维打印技术所带来的变革。如今这项技术离我们越来越近，它已经在它所接触的每个领域带来了影响，纺织服装业应该从现在开始思考三维打印技术所带来的机遇。三维打印技术虽然会在短期内对纺织服装业带来冲击，但纵观长期发展，它将改变整个纺织服装业发展的结构与设计师们的想象力。

三维打印范文第3篇

然而，就是这样一个看起来似乎并不起眼的领域，让多少人为之疯狂。近年来，关于三维打印的报道频频见报，究其缘由，主要在于三维打印为人们提供了一个从未接触过的新生活愿景。从鞋子、自行车到工具、零部件，甚至房子，一切似乎都可以通过三维打印，自己动手制作。

“全球三维打印机及耗材配件目前的市场总值在15亿～20亿美元之间。” Stratasys亚太及日本地区总经理Gilad Yron表示，“尽管市场本身规模不大，但我们还是在这个行业投入了很多精力，尤其是在中国。因为我们相信这个行业的未来发展趋势，三维打印将带来工业制造及研发行业的一次革命。”

作为一家成立于1988年的公司，Stratasys一直专注于三维打印的解决方案。2012年12月3日，其同另一家知名的三维打印厂商Objet完成了合并。合并后，新公司名称依然沿用Stratasys，并同时拥有了对光敏树脂和热塑材料进行加工的技术，实现了打印精度与材料性能的统一。

合并后，Stratasys迅速了其旗舰级的高端型号Objet1000三维打印机。这一新产品可以打印出1000×800×500毫米尺寸的成品，并且有120多种材料可供用户选择。长达一米的工作平台也意味着，可以一次性打印出更多小尺寸的成品，节省用户的时间。根据介绍，Objet1000能够在一个模型上打印出14种不同的材料属性。

不过，在Gilad Yron看来，Stratasys并不是一家三维打印机公司，而是三维打印解决方案供应商。无论是Objet1000还是此前更小的工作平台产品，抑或未来更先进、更大型的新品，打印机都只是一个工具，只是用来帮助用户将想法落地。

三维打印市场目前正处于一个快速发展的成长期。尽管目前已经有大量与三维打印相关的报道，但是其更多的是被用在工业制造、医疗器械等专业领域。从精度、坚固度、美观等角度来看，三维打印离民用还有很长一段距离。它主要被用于四种应用场景：模型制造、装配原型、功能测试及直接制造。但是，这并不妨碍我们对其未来有一个美好的期许。

Stratasys是目前惟一一家在中国设有分支机构的国外三维打印机公司，这反映出其对中国市场的信心。Gilad Yron认为，Stratasys未来能够在中国做出更大的贡献：“我们很小，但是我们希望站在巨人的肩膀上看待中国未来的巨大潜力。”

三维打印范文第4篇

发现生活，创造物品

北京市朝阳实验小学的三维打印课程面向感兴趣的学生开设，注重设计的灵感来自生活，学习的技术运用于生活。通过一个阶段的学习，学生们已经掌握了如何利用三维建模软件的基本工具，创建出具体的三维模型，并知道如何使用三维打印机将自己设计的模型打印出实体的物件。而后，学生们需要更好地提升自己的三维建模能力，能够更加自然流畅地完成设计。

教师首先设置了这样一个专题――重新设计花瓶。学生先尝试设计了一些基本花瓶的形状。而后，教师引导学生寻找和发现外形别致的花瓶。于是学生们在课下查阅了很多资料，发现花瓶的样式实在是太多了，瓶口有宽有窄，瓶颈有长有短。学生们还了解到传统花瓶的不同形状是为了配合插各种各样的花，同时还发现设计花瓶的样子是由画线稿决定的，所以要把线稿画得流畅平滑一些，线条的变化要丰富一些。通过寻找资料，根据找到的图片进行加工，学生们都觉得比之前做的作品好看多了，都想着等作品打印出来回家买些花试着插一下，看看不同的花瓶适合插什么样的花（如图1）。

通过这样的课程，学生能够把自己脑海里的想象与设计变成实现，可以做出以前有想法但是很难做出的实物，也能够很好地理解各种各样的立体造型。

观察校园，三维立体

上海市世界外国语小学面向四年级的学生开设三维打印选修课。首先，教师抛出这样一个课题：试着画出校园的三维模型图，然后根据自己的想法给出改造方案。虽然学生们身处校园之中已有四年的时间，对朝夕相处的校园环境已经非常熟悉，但是让学生们自己尝试去构建整个校园的三维立体图却会有不少的挑战。平日里看到的墙壁、走廊、过道、楼梯和窗户等，这些事物的比例如何、位置如何、又构成什么样的空间关系等都值得细细揣摩，凭借脑海里的模糊印象很难直接画出三维模型图。因此，学生们开始分小组度量每一栋楼房、每一间教室的长宽高，开始认真关注花圃嵌套在楼道里的具置，仔细地度量建筑物中那些拐弯的角落。通过一次次的小组讨论和尝试，学生们找到了一些比较准确的比例关系，发现了一些既定的结构规律。通过2～3周的小组合作设计，大多数小组完成了校园三维立体图的设计。

而后，开始征求意见，着手改造校园的三维模型图。有的成员认为，操场应该更大一些，便于在上体育课的时候分组进行比赛活动；体育馆可以设计得更有张力一些，让大家更有想去的渴望；教室窗户可以更多一些，这样在教室里能感受到更多的阳光。这些不一样的想法有理有据，得到小组认同的想法开始进入校园的整体修改方案。学生们重新设计了校园的三维模型。这个活动的意义在于有助于学生们在合作中把握三维建模中事物的空间结构，并借助了学生们触手可及的校园让其能够不断思考验证，有助于模型的不断完善。

科学探究，体验原理

上海市世界外国语小学的三维打印课程设计在不断探究中逐步深入到以三维打印作为工具与科学研究相互结合。教师发现学生们在学习科学原理公式的时候，常常会停留在符号层面上。而真正在实践探究中运用到公式原理的机会又非常少。因而，三维打印技术与科学探究结合能够很好地帮助学生们深入科学探究的过程，更多地参与体验与设计。教师抛出设计小船承载的专题，先通过简短的介绍，向学生们介绍各种各样的船体结构，包括小舟、木船、海盗船、战舰、潜艇、航空母舰等。学生们通过不同的船体结构和功能特征初步研究它们之间的关系。而后，教师提出挑战性题目，要求学生们在一定材料额度限制的条件下进行船体模型的设计，设计好后需要放在水槽中用一角钱的硬币进行称重测验，看哪个小组承载的重量最多。

学生们的设计往往超出教师的设想。在课堂上，教师欣喜地发现了学生不一样的设计。第一组设计的船体样子有点像飞镖，但是学生解释是一个徽章般的船。这艘船能够承载3个一角钱的硬币。虽然看上去很漂亮也很特别，但是这艘船并没有很好的承载能力（如图2）。

第二组的船更加特别，这组同学通过多次设计，发现如果只是设计成一个正方体或圆柱体，容易在放硬币的时候翻船。所以，这组学生的改进方案特别注重了船体平衡方面的设计，将船体放置硬币的地方设计成5个小圆柱，这样这艘船就具备了比较好的平衡性（如图3）。第二组的方案在实际检验中能够承载15个一角钱的硬币。

第三组的设计更像一艘连体船，船壁很高，连接的部分为空心串联，这艘船在设计过程中充分地运用了阿基米德的浮力原理，具备更大的体积，能够有更大的排水量。并且船体通过连体的设计也让放置硬币的过程中容易保持重心的平衡。这样的设计在实际检验中能够承载35枚一角钱的硬币（如图4）。

这就是三维打印与学科探究的相互结合，能够让学生在创作中设计，在设计中摸索并运用科学原理。学生获得更大成就感的同时，也加深了对科学原理本身的理解与应用。

艺术人文，立体画卷

上海市和田路小学面向全体三、四年级的学生开设三维打印课程。三维打印技术能够让学生们的更大胆的想象与艺术创造得到充分地展现。这一节课中，教师先通过三维设计软件SketchUP画出一个圆形，然后问学生：“你们能够想到生活中哪些最具有圆形立体感的事物吗？”“大饼、乒乓球、篮球。”接着教师又画了一个三角形。“你们能够想到生活中哪些最具有三角形立体感的事物吗？”“埃及金字塔”“帽子”“锥子”紧接着，教师又抛出了另一个问题：你们可以想到哪些物体是由三角形和圆形组成的？学生们继续争先恐后地回答：“圆筒冰淇淋。”“风车。”“太阳从山上落下。”各式各样的想法层出不穷。这个时候，教师说道：“现在请大家把想象的事物构建出来，画出虚拟的三维模型。”没过多久，学生们就将自己想象的场景的三维模型构建了出来。

有了这样的简短启发后，学生们开始用雕塑、立体画等不一样的艺术表现方式进行创造（如图5）。每一个不一样的设计背后，都彰显着新工具带来的新艺术形态，更凸显着学生们不受已有条条框框的束缚，大胆地创造着不一样的艺术感受。

组件设计，实现功能

三维打印范文第5篇

【关键词】 三维打印 应用前景 发展趋势

三维打印（Three Dimension Printing，简称3DP）属于一种快速成型（Rapid Prototyping，简称RP）技术，是一种由CAD（计算机辅助设计）数据通过成型设备以材料堆积的方式制成实物的技术。三维打印技术不需要使用传统的加工器械即可快速、精确地制造零件或模具，从而有效地缩短产品研发周期、提高产品质量、缩减生产成本。三维打印技术改变了传统的零件生产模式，减少了制造企业对生产空间的要求与廉价劳动力的需求，其推广应用将对传统的零件生产模式带来颠覆性的影响。

一、三维打印技术分类及优势

目前比较典型的三维打印快速成形技术主要分为三种：粉末粘结三维打印、光固化材料三维打印与熔融材料三维打印。

1、粉末粘接三维打印

粉末粘结三维打印是目前应用最为广泛的三维打印技术。其工艺过程如下：首先，在工作平台上均匀铺洒单位厚度的粉末材料；其次，依据实体模型离散层面的数字信息将粘结剂喷射到粉末材料上，使粉末材料粘结，形成单位实体截面层；再次，将工作台下降一个单位层厚；最后，重复第一步至第三步，逐层堆砌，形成三维产品。粘接三维打印技术的优点一是成型速度快，二是由于粉末本身可以作为支撑，因此不需要加入额外的支撑结构。其存在的缺点是，通过粉末粘连成形的零件精度和强度偏低，一般需要后续工艺提高其强度，但后续处理工艺会导致零件体积收缩，变形严重。目前ZCorp公司的粉末粘结三维打印机占据市场主导地位。

2、光固化三维打印

光固化三维打印又称光敏三维打印，该技术使用液态光敏树脂作为原料制作零件模型，然后利用紫外光对其进行固化。其工艺过程如下：首先，根据离散的虚拟实体截面数据，喷射形成单位厚度的实体材料与支撑材料截面；其次，使用紫外光照射使截面固化；再次，不断重复上述过程，直至完成零件实体与支撑实体；最后，通过后续处理清理支撑实体，得到零件。光固化三维打印结合了光固化成形与喷射成形的优点，提高了零件的精度并降低了生产成本。目前，光敏三维打印机市场由美国的3Dsystem公司与以色列的Objet公司垄断。

3、熔融材料三维打印

熔融材料三维打印成形原理和工艺过程与光固化三维打印成形的原理和工艺过程类似，但熔融材料三维打印技术是通过直接喷射熔融态的热塑性塑料打印成形的，省略了紫外光照射固化工序。虽然简化了工艺，但熔融材料三维打印对成形设备与喷头性能的要求更为苛刻，而且目前可供其选择的支撑材料极其有限，从而制约了这种工艺技术的市场扩张。

三维打印技术是快速成形技术中的一种，除三维打印外，目前技术成熟、应用比较广泛的商业化快速成形工艺还包括光固化/立体光刻成形（SLA）、选择性激光烧结成形（SLS）、堆叠实体制造（LOM）、熔融堆积成形（FDM）等。SLA、SLS、LOM快速成形技术需要配备价格昂贵的激光系统，与之相比三维打印快速成形设备具有价格相对便宜、运行成本低、易于维护的优势。FDM技术成形材料单一，成形温度区间短，与之相比三维快速成形技术具有成形材料种类多、成形温度区间长的优势。此外，三维快速成形技术实现过程简单，基本无生产污染，适合大规模推广应用。因此，三维打印技术被认为是最具生命力的快速成形技术，发展潜力巨大，应用前景广阔。

二、三维打印材料与设备

打印材料的适用范围决定了三维打印技术的应用广度，成形设备的打印精度、打印速度等性能决定了三维打印技术的应用深度，设备与材料的相容性则决定了三维打印技术的应用边界。不同的材料物理化学性质不同，对应的预处理过程、打印过程、工艺参数也有所差别。因此，不同属性的材料必须配备相应的打印机，即设备与打印材料是绑定的。

目前，3D打印机设备主要提供商有ZCorporation、Objet、Stratasys、3Dsystems等，Stratasys公司与3D Systems公司是3D打印设备两大巨头。Stratasys公司近期收购了以色列的Objet公司；3D Systems公司2012年初完成了对Z Corporation 的收购。为表述方便，仍采用未收购前的公司及产品名称。ZCorporation公司自1995年开始研发粉末粘结成形三维打印快速成形设备，目前公司已成功开发出具有成形速度快、成形色彩范围广和成形尺寸大等特点的多个系列的三维打印快速成形机，成形材料包括容易获取的石膏、橡胶、淀粉、石蜡和铸造砂等。Objet公司成立于1998年，公司致力于开发光固化三维打印快速成形设备及相关的成形材料。2007年，Objet公司推出的Eden系列产品获得市场广泛认可。目前，Objet公司已经成功开放出具有不同性能的多种光敏树脂打印材料。Stratasys公司成立于1989年，公司致力于研发熔融材料三维打印设备与材料，在全球市场份额较大，公司近期推出了采用多种颜色的ABS成形材料和水溶性支撑材料的Dimension1200es系列高端打印机。3Dsystems公司1999年推出了首台以石蜡为成型材料的热喷式三维打印快速成形机，这种打印机的成本和材料均较为低廉。此后，3Dsystems公司又研发了成型精度高的以热塑性塑料为成型料的热喷式三维打印快速成形机和以光敏树脂为成型料的三维打印快速成形机。除了生产销售专业打印机外，ZCorpration、Objet、Statasys、3Dsystem等公司也积极研究开发低价位、小型桌面化的快速成形设备，促使桌面三维打印设备市场进入快速成长期。

三、三维打印的应用

随着三维打印快速成形设备功能的不断改进与打印材料的不断开发，三维打印的应用范围将逐渐拓展。尤其在机械加工、医学工程、家庭消费等领域应用空间巨大。

1、机械加工领域

三维打印快速成形技术可以用于快速制模与快速制造。ZCorporation公司生产的粉末粘结三维打印快速成形机能够快速地制造出可直接浇铸低熔点金属的铸造模。三维打印快速成形技术可以直接将陶瓷粉和金属粉粘结成形，然后通过烧结固化、渗入低熔点金属等工艺获得陶瓷或金属零件，也可以直接喷射熔融的陶瓷悬浮液或金属液进行打印，再经过简单的辅助处理得到陶瓷或金属制件。

由于受到打印材料、打印尺寸的约束以及设备精度低导致的成品性能降低，目前三维打印的金属制件大多局限于部分低端制造业领域，但随着打印机价格的下降及设备精度的提高，三维打印在机械加工领域的应用范围将不断拓展。三维打印机的应用将降低零部件生产的技术门槛，同时减少零部件生产对劳动力的依赖。未来，伴随三维打印的普及，那些依靠廉价劳动力获得生存空间的低端制造企业的比较优势将会逐渐消失，而无一技之长的劳动力也将面临更加严峻的就业压力。

2、医药工程领域

运用三维打印技术可以快速精确地制造人体的器官模型。借助器官模型，医生可以对患者进行病情诊断。同时人体器官模型可以帮助医生充分进行术前讨论，以寻求最佳的手术治疗方案，从而能有效缩短手术时间，降低手术风险。由于医用模型的应用易于推广，该市场在发达国家正迅速扩张。除了医用模型，利用三维打印还可以制造出高效药品。由于药品的尺寸形状相似度高，且成形工艺过程易于移植，应用前景广阔。美国科学家已成功利用三维打印快速成型技术制造出可供口服的可控释放药片。三维打印也可制造出人工骨骼，将可降解的工程材料作为打印材料，利用三维打印设备制作成携带活性因子且疏松多孔的人工骨骼，当人工骨骼植入生命体后，经过一段时间的降解、钙化，可被生命体完全吸收并形成新骨，其有效性已经在动物实验中得到了验证。

3、家庭消费领域

早期的三维打印机主要面向工程与医药领域，且价格昂贵、功能单一、体型硕大，严重制约了其在家庭消费领域的应用。但随着面向家庭与个人应用的桌面三维打印机的问世，三维打印家庭消费市场逐渐升温。随着面向家庭应用的三维打印机的的价格不断降低，功能日益多样化，三维打印机在家庭消费领域的应用将迅速扩大。以食品领域为例，2011年，康奈尔大学的创新机器实验室研发出一台三维食物打印机，用它可以制作出巧克力、棉花糖甚至蛋糕。2012年，宾夕法尼亚大学的科学家使用三维打印机技术在实验室打印出了人造肉，鲜肉组织可在糖类物质构成的框架上生长，口感与真肉十分相近。虽然三维打印食品仍处于实验阶段，但是近期研究成果显示其在食品领域具有广阔的应用前景。

四、三维打印的前景展望

1、材料多元化

制约三维打印快速成形技术应用推广的主要因素是成形材料的特殊性与成形设备的适用性。目前可用于商业化三维打印快速成形的材料主要包括高分子材料、无机非金属和金属材料。虽然高分子材料在商业化三维打印机已经得到广泛应用，但其他材料的应用仍处于探索阶段。有限的可选择的打印材料限制了三维打印技术的推广。而随着技术的进步，可利用材料的种类越来越丰富，未来将出现更多具有良好综合性能的成形材料，为三维打印技术的推广提供了良好的支撑。

2、产品应用领域扩大，性能提高

随着可供选择的打印材料的不断扩充，三维打印机能够打印出来的实体将不断增加，应用领域将不断扩大。更为重要的是，随着新工艺的开发和设备的改进，产品的尺寸精度与性能将进一步提高，对低端制造业的冲击将逐渐显现。

3、专业打印机与个人打印机并行发展

在商业领域，拓展三维打印设备的体积以容纳更多零部件是拓展市场的前提。而个人应用领域，面对消费者个性化的需求，将会出现外形更为小巧，更加经济实用，适合办公室工作环境的机型。

虽然目前三维打印技术制造的商品在整个全球制造业中所占的比重微不足道，三维打印技术的应用受到各种制约，比如材料限于特定的塑料、树脂和金属，精度只能达到微米级，但是随着研究的深入与技术的进步，打印材料将会更加多样性，设备功能将会更加完善，三维打印的应用领域将不断扩大，并对传统生产方式产生深远影响。

【参考文献】

[1] 刘厚才、莫健华、刘海涛：三维打印快速成形技术及其应用[J].机械科学与技术，2008（9）.

[2] 刘海涛、莫健华、黄冰：一种用于三维打印系统的光敏预聚物的合成[J].高分子材料科学与工程，2008，24（12）.

[3] 伍咏晖、李爱平、：三维打印成形技术新进展[J].机械制造，2005（12）.

[4] 张丰收、高乐、崔凤奎：基于CT的骨骼三维打印技术的发展现状与趋势[J].现代制造工程，2011（7）.

三维打印范文第6篇

在国外，艺术家在三维打印技术出来不久，就把目光投向了这项可以给陶艺创作带来巨变的新技术，利用传统的陶艺创作思想再加上新材料带来的创意，就能打造出绝美的陶瓷艺术品。英国著名陶艺家迈克尔•伊顿（MichaelEden）是最早利用数字技术来制作陶瓷艺术品的先驱之一。迈克尔•伊顿早在英国的皇家艺术学院攻读硕士时，他就探索传统陶艺经验与三维数字化技术结合进行创作，《TheWedgwoodn''''tTureen》是第一件使用无需烧制的陶瓷材料直接三维打印的陶瓷艺术品。尽管当时从事陶艺工作的一些艺术家对这种制陶方式有所保留。但迈克尔认为，如果这些三维打印出来的陶瓷具备所有传统陶瓷所具备的特性，那么没有理由认为三维打印陶瓷材料制成品不是“陶瓷”。可以说迈克尔在《TheWedgwoodn''''tTureen》项目中对于特殊陶瓷材料和三维打印技术的运用和对三维打印陶瓷技术的诠释，是陶瓷在数字化时代的一种革命。西班牙高产设计师伯纳特•屈尼（BernatCuni）借助陶瓷打印技术，完成他的“每天一个咖啡杯”（OneCoffeeCupaDay）计划。“每天一个咖啡杯”计划历时30天，每天屈尼都会制作出一种稀奇古怪的咖啡杯。每个杯子从构思、设计、成型到制成所花费的时间都控制在24小时之内。屈尼说：“这些咖啡杯是创造力的成果，是对数字制造的证明，它实现了一件在以前难以置信的事：在24小时内，将产品从概念设计变成消费者手中的实物”。可以看到，原本只是模型的咖啡杯很快就变成了触手可及的现实实物，充分体现出了三维打印技术的多样性和立即性。随着陶艺家们对新科技的不断探索和研究，许多陶艺创作从传统的纯手工陶艺转变为三维电子打印陶艺，陶艺家们的工作方式也发生了彻底的改变，三维数字化技术成为了他们的创作工具。

2三维打印在陶艺中的作用

三维打印融入到陶艺家的艺术创作中能带来很高的效率。屈尼的咖啡杯实验就是一个典型的案例。随着三维打印技术的发展，三维打印正在逐步替代传统的利用泥巴进行塑造成型、晾干、开模、倒坯、烧制等手工操作。如西英格兰大学最近开发的开发出了一种改进型3D打印陶瓷技术，可以使用三维模型，成功进行打印、上釉并在1200℃温度下对其进行烧制，陶瓷对象可迅速完成上釉和装饰。能够满足那些想要创造既耐用又美观产品的设计师和艺术家的需要。三维打印技术可以使陶艺家突破传统制造技术和材料的限制，做到设计空间无限和材料无限组合，使陶艺家的创意得到更好的发挥。传统制造技术制造的陶艺产品形状有限，制造形状的能力受制于所使用的工具，如镂空的实现就非常困难，三维打印可以突破这些局限，可以制作陶艺家心中的任何形状。同时，三维打印有能力将不同原材料融合在一起，以前无法混合的原料混合后将形成新的材料，这些材料色调种类繁多，形成独特的创意和美感。科学技术能带给人很多理性的思考，三维打印技术是高科技的结晶。当陶艺家使用三维打印技术进行陶艺创作式能带来更多的理性思考，可以很好地弥补艺术家纯粹感性思维的不足。

3结语

三维打印由于其快速、高效、直观的特性，陶艺家已经广泛的用于陶艺创作。但是我们要认识到由于三维打印陶艺才刚刚起步，还无法和手工陶艺进行抗衡，但其未来前景却非常广阔。因此我们应当积极看待这种新型技术，将它引入到现代陶艺创作中，进一步开拓现代陶艺的表现形式，扩展陶艺师的创作思维，指导现代陶艺走向新领域。

三维打印范文第7篇

关键词：三维打印；快速成形技术；系统结构；应用

三维打印快速成形技术的核心是：建立在微喷射原理基础之上，通过喷射方式自喷嘴中喷出一定的液态微滴，在此基础之上根据预先设置的路径逐层打印并成形。相对于传统意义上的立体印刷技术或者是叠层实体制造技术而言，三维打印快速成形技术有着非常确切的优势，包括对激光系统要求较低，设备投入资金较少，运行性能可靠，维护工作量少，成本低廉等多个方面。同时，三维打印快速成形技术能够在常温环境下操作，运行安全可靠，可适用的成形材料类型众多，价格均衡，有实践价值。因此，三维打印快速成形技术已成为当前整个快速成形行业中最具综合发展潜力与空间的技术手段之一，有着非常广阔的应用前景。文章即围绕三维打印快速成形技术的实现及其应用要点展开分析，望引起重视。

1.三维打印快速成形技术的实现

从喷射材料上入手，可对三维打印快速成形技术的实现方案进行分类，主要有两种类型：第一是建立在粘结成形基础之上的三维打印快速成形技术，第二是建立在直接成形基础之上的三维打印快速成形技术。具体分析如下：

1.1 粘结成形下的三维打印快速成形技术

下图（如图1）为粘结成形下三维打印快速成形技术的基本工作原理。在本技术方案实施下，首先需要在工作台上均匀铺设一层粉末状材料，然后参照零件截面形态，将粘结材料有选择性的打印至粉末层上，使实体区域内的粉末材料完全粘结起来，形成截面对应的轮廓，打印完一层后将工作台向下移动，然后重复以上操作步骤，直至完成整个工件。

1.2 直接成形下的三维打印快速成形技术

下图（如图2）为直接成形下三维打印快速成形技术的基本工作原理。在本技术方案实施下，首先需要根据待打印的零件截面形状，控制打印头在截面有实体的区域内打印光固化实体材料，同时需要在可支撑区域内对固化支撑材料进行打印，然后利用紫外灯照射技术，在光固化材料的基础之上同步进行边固化打印工作。逐层进行固化处理直至完成对整个工件的打印工作，最后将支撑材料去除掉，以得到对应的成形工件。

2.三维打印快速成形系统结构

在三维打印快速成形技术实现的过程当中，主要的工作流程为：第一步，采集粉末原料；第二步，将粉末平铺至打印区域当中；第三步，在模型横截面上对打印机喷头进行定位，同时喷涂适当的黏结剂成分；第四步，送粉活塞上升同时实体模型下降，以继续打印；第五步，重复以上操作直至模型打印作业完成；第六步，将多余粉末去除掉，对模型进行固化。建立在该技术基础之上，整个三维打印快速成型系统运行需要完成的动作流程包括：打印喷头沿X轴向以及Y轴向的扫描运动，成型腔活塞沿Z轴向运动，储粉腔活塞沿Z轴向运动，铺粉辊筒转向运动以及平向运动等。其中，喷头X轴向运动采取的是传统喷墨打印机操作系统中的字车运动系统，引入光栅技术进行检测，X轴向打印精度可以达到5670dpi单位以上。同时，喷头Y轴向扫描运动能够带动打印机沿与X轴垂直的方向匀速动作，双侧驱动方式为步进电机驱动，光栅检测，闭环控制，三维打印成形中的定位精度可以达到10.0um级别。同时，整个三维打印快速成形系统还可以通过应用步进电机的方式为涡轮减速器提供驱动作用力，以驱动丝杆螺母运动，在半闭环条件下实现对铺粉厚度的合理控制（注：铺粉电机运动仅需要控制电机的启停状态，同时配合合理设置转动速度的方式完成工作任务，即应用常规直流电机就能够满足相应的工作要求）。

3.三维打印快速成形技术的实际应用

3.1 三维打印快速成形技术在生物工程领域中的应用

生物工程领域研究中对无生物活性支架以及假体的制作一直都是备受关注的工作内容之一，传统技术手段需要对生物活性材料进行激光加热或烧结，对材料的生物活性有不良影响。而通过对三维打印快速成形技术的应用，能够将参与生命体代谢行为且可降解的组织工程材料制成内部结构具有多孔疏松特性的人工骨材料，将活性因子填充于疏松孔内，起到代替人工骨骼的目的。

3.2 三维打印快速成形技术在制药工程领域中的应用

当前口服药物制剂的制造方法主要有粉末压片以及湿法颗粒这两种类型，无论是哪种制药方法，都存在分解速度过快，难以到达血液，或短时间内血液中药物浓度过高的问题，对人体有非常不良的影响。而通过对三维打印快速成形技术的应用，则能够为药物释放可控的实现提供有力的技术性支持，相信随着单药、多药复合释药性口服可控释放药片以及药物梯度控释给药系统等技术的成功研制与应用，三维打印快速成形技术的应用潜力将得到更进一步的扩大与提升。

3.3 三维打印快速成形技术在元件制造领域中的应用

通过对三维打印快速成形技术的应用，能够为产品结构设计检查工作的开展提供非常好的支持，同时，依托该技术能够快速制造产品所对应的功能原型件，从而尽早的展开对产品设计性能的检测工作，缩短设计反馈周期，提高开发有效性，降低开发成本。

4.结束语

结合本文以上分析认为：三维打印快速成形技术作为当前快速成形领域中最具发展潜力的技术手段之一，对比其他快速成形技术而言，有着众多的应用优势，其应用空间也是非常广阔的。特别是在当前快速成形领域学科不断发展与优化的背景之下，三维打印快速成形技术也势必会逐步得到更为广泛与深入的应用。且由于此种技术手段可供选择的材料范围广阔，故而在多个行业的应用价值正逐步显现出来，值得引起重视。本文即围绕三维打印快速成形技术及其应用的相关问题进行分析与探讨，希望以上引起各方人员的高度关注与重视。

参考文献：

[1]李晓燕，，余灯广等.三维打印成形粉末配方的优化设计[J].机械科学与技术，2006，25（11）：1343-1346.

[2]晁艳普，白政民.金属微滴三维打印成形数据处理软件的设计开发[J].机械设计与制造，2014，（8）：236-239.

[3]庄佩，连芩，李涤尘等.仿生多材料复合增强骨软骨支架的制造及性能研究[J].机械工程学报，2014，（21）：133-139.

三维打印范文第8篇

打印出化石模型

早在2007年，瑞士苏黎世大学的研究员克里斯托弗·佐里科夫就见证了尼安德特人在现代社会的首次诞生。当时，在他位于瑞士苏黎世大学的人类学实验室内，他见到了一个婴儿尼安德特人的骨架从一台复印机大小的机器中缓缓“现身”，所有这一切只不过经历了20个小时的噪声、呼呼作响的马达传递以及塑料切割。

尽管一切看起来很简单，似乎手到擒来，但这个现代奇迹其实已经经历了一个冗长的酝酿阶段：佐里科夫团队花费几年时间从尼安德特人婴儿那儿找到合适的骨头，使用计算机断层扫面设备对其进行了分析并使用数字化方法在计算机上将这些骨头在计算机屏幕上缝合在一起。不过，制作模型的最后一步的确比较简单，佐里科夫只是按下实验室耗资5万美元的三维打印机的“打印键”就做到了这一点。

作为使用三维打印机开展科学研究的先锋人物，早在20年前，佐里科夫就开始使用一台三维打印机模型进行研究，与现在的设备相比，这种模型售价昂贵而且会用到有毒的材料和溶剂，诸多限制让大多数科学家望而却步。但世易时移，现在更新、更便宜的三维打印机慢慢进入主流。就像一台喷墨打印机能在纸上逐行喷洒墨水一样，很多现代的三维打印设备能将材料（通常是塑料）一层一层喷洒在表面上，制造出一个物体的形状。其他由一桶液体或者固体粉末状塑料组成的熔融固体层则常常使用紫外线或红外线来将其喷射在表面上。另外，有时候在临时支架（这些支架后来会溶解或被铲除）的帮助下，三维打印机可以打印出其他任何复杂形状的物体。

专注于跟踪分析三维打印市场的沃勒斯联合公司的首席顾问兼总裁特里·沃勒斯表示，尽管工业系统使用的整套三维打印设备售价7.3万美元，但现在，一套个人用的打印设备的售价还不足500美元。沃勒斯指出，2011年，全球大约销售出3万套打印机，学术机构购买了其中的三分之一，平均售价为1.5万到3万美元。

那些先行使用三维打印设备的科学家们目前正使用这项技术研究复杂的分子、制造实验室工具、共享罕见的人造制品、甚至打印出像心脏一样跳动的心脏组织。在古生物学和人类学的会议上，越来越多人都拿着他们心仪的化石或骨头的打印产品。佐里科夫表示：“任何把自己看做人类学家的科学家都需要拥有计算机图像和三维打印机，否则，就像遗传学家没有遗传序列图无法开展工作一样，不能算是名副其实的专业人士。”

目前，这种打印产品正为我们提供一些使用更传统的方法所无法获得的信息。例如，尼安德特人的婴儿化石相当罕见，因此，佐里科夫不想冒险使用常用的砂型铸造法来对其脆弱的样本进行复制。然而，使用三维打印机打印出的产品，佐里科夫或许有望探究与尼安德特人的出生有关的情况。除了这幅婴儿骨架，他还打印出了一个成年女性尼安德特人的骨盆。

此前，有不少科学家猜测尼安德特人宽宽的臀部使得他们劳作起来比现代人更加容易，但是，借用打印出来的产品，佐里科夫的实验证明，尼安德特人婴儿的头骨要比现代人更大，这就抵消了臀部宽这一优势。就像现代人一样，尼安德特人的头部最大，或许生来就是如此，这就让他们能尽快发育。

在佐里科夫的研究中，他将打印出来的模型和计算机图片上的模型前后交换并进行了仔细分析。计算机模型非常容易计算体积或将骨头碎片拼接在一起，研究人员能将其放在合适的地方，没有重力会导致它们下落。但是，他说，如果使用这些虚拟的模型，“你会失去触感，甚至会对化石的大小也会没有什么概念。”他补充道，这种虚拟的物理学模型更适合查看碎片如何各就各位，放置在什么地方合适。

分子的游乐场

长期以来，化学家和分子生物学家们都使用模型以更好地理解分子结构以及X射线和晶体照相术获得的数据。DNA结构的发现者、1962年诺贝尔医学奖获得者、美国科学家詹姆斯·沃森和英国科学家弗朗西斯·克里克就在球和棍子结构的帮助下，最终发现了DNA的双螺旋结构，这被普遍看作分子生物学时代的开端。

亚瑟·奥尔森表示，现在，科学家们开始使用三维打印技术铸造更复杂的生物系统的模型。30年前，奥尔森在加州斯克里普斯研究所创建了这个分子图像实验室。该实验室包含有由成千上万个相互作用的蛋白质组成的分子环境，这种环境其他方法根本不可能制造出来。奥尔森表示，使用三维打印机：“任何人都能定制出想要的模型”。但也并非每个人都这样做，很多科学家不太那么容易获得打印机，他们要么没有想到使用三维打印机，要么买不起这种打印产品。

然而，奥尔森表示，这些模型会为科学研究提供重要的信息。当他为一个同事打印出一个蛋白质，他们发现，该蛋白质周围有一个了弯曲的空白空间“通道”从中穿过。在计算机屏幕上，这个导管很难发现，但是，他们发现，从模型一边吹进的气流从另一边出来，才知道这个通道的存在。确定这种通道的长度将有助于更好地了解这些通道以及它们如何运输分子。在计算机上做这些事情可能需要编写很多新代码才能完成，但使用这种打印出来的模型，一串字符就可以搞定。

奥尔森表示，让科学家们在计算机屏幕上扭曲和转动这样的结构的软件非常有用。但是，仅有这些软件还不够。即使最先进的软件也会让两个原子占据同样的空间。在计算机内对分子进行修修补补是一份苦差事，每次将物体转动后，计算机都需要花费很长时间才能重新绘制出物体，另外，解释这些图片也需要耗费精力。但胡乱摆动一个打印出的物理模型就像玩游戏一样。奥尔森表示：“我不需要想很多其它事情，我只需要摆动就会有所发现。”

现在，奥尔森正试图让三维打印技术的触觉优势和计算机强大的计算能力“双剑合璧”，打印出自己想要的研究材料。他已经使用小的标签纸给打印出来的模型贴上了标签，网络摄像头可以识别出这些标签，制造出了一个“增强现实”的图景。采用这种方式，用户能够把玩该物理模型，同时使用计算机探测其他方面，诸如获得给定分子排列的势能等。奥尔森也希望使用能够更容易在坚硬的材料和可弯曲材料之间游刃有余切换的打印机，以便更好地复制诸如蛋白质折叠等分子行为。

打印出适合细胞发育的支架

三维打印机的打印“墨水”并不局限于塑料。生物学家们一直在尝试用打印机打印出人体细胞或单个细胞或能够自然结合在一起的多细胞团。这些技术已经成功地制造出了血管和能够跳动的心脏组织。实现真的可以打印出起作用的器官这一终极梦想可能还有很长的路要走。但从短期来看，科学家们看到了打印出比在实验室培养皿中培育出来的普通结构更具生命特征的三维细胞结构的潜力。

由美国Organovo公司研制的三维生物打印机如今已可以制造动脉，开发者称由这种设备“打印”的动脉最早有望在5年内用于心脏搭桥手术。目前，这家公司研发出了一台能制造出三维组织结构的三维打印机，打印出的结构能被用来测试药物。迄今为止，它制造出来的最先进的模型用于研究纤维化病症。纤维化可发生于多种器官，主要病理改变为器官组织内纤维结缔组织增多，实质细胞减少，持续进展可致器官结构破坏和功能减退，乃至衰竭，严重威胁人类健康和生命。公司下一步的目标是在这一系统上测试药物。该公司的首席执行官、化学工程师基斯·墨菲表示：“三维打印机或许并非是完成这一目标的唯一方式，但它确是一种好的方法。”

目前，其他科研团队正使用三维打印机，利用塑料或者胶原蛋白作为原料，打印出细胞能在其上发育的支架。美国国家标准与技术研究院生物材料团队的生物学家卡尔·西蒙表示，这种支架的形状非常复杂，能够帮助科学家们确定细胞如何发育或者干细胞如何分化成为不同的细胞类型。借用三维打印技术，科学家们就可以打印出不同的支架构造并用其进行试验以便找出表现最好的支架形状，而且，这种方式完全在科学家们的掌控之中。

然而，其中存在的一个问题是大多数三维打印机的工作精度仅为几十微米到几百微米，然而，细胞在1微米尺度下才能感应分化。英国谢尔菲德大学的三维打印技术专家尼尔·霍普金森表示，顶级质量的打印机目前能够获得的精确度为100纳米。但是，“这仍然还处于实验室研究阶段。”

定制实验工具

目前，普通的三维打印机就可以使科学家们能定制自己所需要的实验工具。据物理学家组织网2012年4月16日报道，英国格拉斯哥大学的化学家勒罗伊·克洛宁今年占据了报纸的头条，他研制出了一种新的三维打印程序，通过将反应容器作为打印素材，能按需求设计打印出化学产品。研究人员介绍说，用一台商用三维打印机装上开源的计算机辅助设计软件就能生产出各种“反应件”（reactionware），可合成各种有机和无机物。

“反应件”是由聚合物凝胶制成的一种特殊容器，设置在室温下工作，专用于化学反应。其中还包括作为打印材料的催化剂和用于电化、光谱分析的其他成分。将容器放入打印机，再加入其他化学药品，容器本身会成为反应过程的一部分。这种反应通常大型化工厂才能做到，而“反应件”让其首次进入实验室级别。

另外一些学科领域的科学家则为三维打印技术找到了更直接的用途。例如，位于美国纽约州特洛伊的伦斯勒理工学院的环境工程师菲利普·巴弗耶使用三维打印技术为一个渗透仪制造出了定制零件，渗透仪是用来测量通过土壤中的水流情况的设备。尽管这些设备目前非常适合日常工作，但是，巴弗耶通常必须自己亲自设计渗透仪以便用于更精确和精细的研究，以前，使用车床制造这些实验工作费时很长，但三维打印技术让一切变得更加简单。

或许更重要的是，巴弗耶可以仅仅通过出版相关的设计文件就与其他研究人员分享其实验成果，他说：“能够用文字再现试验的具体细节非常好。”

其他人也一致认同，三维打印技术真正强大的威力在于其能让大多数人从事科研活动。克洛宁希望，三维打印技术最终能让任何人——无论其身处遥远的非洲角落还是外太空，都能打印出自己的小型药物工厂。博物馆也能如愿打印出更多罕见化石或者精细化石的复制品并分发给需要的人们。而且，学生们也能打印出他们正在研究的任何分子。奥尔森表示：“三维打印技术让物理模型可以为大多数人所拥有。”

三维打印范文第9篇

1三维打印技术

1.1工作原理三维打印是以某种材料的粉末为原料，铺粉滚子将供粉箱中的粉末均匀的铺在建造箱中，然后计算机控制的打印头开始按照二维截面轮廓的形状喷洒粘结剂，形成零件截面形状后，供粉活塞上升一个截面厚度的距离，建造活塞下降一个截面厚度的距离，铺粉滚子继续铺粉，喷头接着按照截面轮廓信息喷洒粘结剂，如此反复最后堆积成三维实体［10］。三维打印工作原理图如图1。1.2材料使用ZCorp公司生产的Z130粉末，其粒度分布如图2所示。由图2可以看出粉末粒子的平尺寸为40.8μm，粉末粒子尺寸在10μm～40μm范围内占43%，粉末粒子尺寸保持在此范围有利于粉末的铺开［11］。与ZP130粉末相匹配的粘结液为水基粘结剂ZB58。打印材料的性能对打印件的机械性能和表面性能有直接或间接的影响，本文中有关材料的性能如下:1)堆积密度粉末的堆积密度又称假密度，它与很多因素有关，其中包括粉末的粒度大小、粉末的形状和粒度的分布等因素。堆积密度ρf指的是由铺粉运动产生的已知体积的粉末的重量Mf和堆积体积Vf之比，计算公式为1三维打印技术

1.1工作原理三维打印是以某种材料的粉末为原料，铺粉滚子将供粉箱中的粉末均匀的铺在建造箱中，然后计算机控制的打印头开始按照二维截面轮廓的形状喷洒粘结剂，形成零件截面形状后，供粉活塞上升一个截面厚度的距离，建造活塞下降一个截面厚度的距离，铺粉滚子继续铺粉，喷头接着按照截面轮廓信息喷洒粘结剂，如此反复最后堆积成三维实体［10］。三维打印工作原理图如图1。1.2材料使用ZCorp公司生产的Z130粉末，其粒度分布如图2所示。由图2可以看出粉末粒子的平尺寸为40.8μm，粉末粒子尺寸在10μm～40μm范围内占43%，粉末粒子尺寸保持在此范围有利于粉末的铺开［11］。与ZP130粉末相匹配的粘结液为水基粘结剂ZB58。打印材料的性能对打印件的机械性能和表面性能有直接或间接的影响，本文中有关材料的性能如下:1)堆积密度粉末的堆积密度又称假密度，它与很多因素有关，其中包括粉末的粒度大小、粉末的形状和粒度的分布等因素。堆积密度ρf指的是由铺粉运动产生的已知体积的粉末的重量Mf和堆积体积Vf之比，计算公式为ρf=MfVf(1)2)粉末的真实密度由于粉末粒子之间存在着空隙，因此粉末的堆积体积必定大于实际体积，真实密度一定大于堆积密度。真实密度是指单位体积内净粉末所具有的密度，它的测量方法为:将粉末装入重量为M1体积为V的比重瓶中，当装入粉末的体积达到比重瓶的三分之二时进行称量，粉末和比重瓶的质量为M2。最后往比重瓶中注入已知密度为ρy的液体直到注满为止，进行称量质量为M3，最后可以计算出粉末的真实密度ρ

2试验

2.1试验方法为了测量三维打印样件表面微观形貌，首先采用长方体形状来进行三维打印。在Pro/E中建立长方体模型，规格为80mm×10mm×4mm，将图形文件以STL格式保存，导入ZPrint7.10软件，按照图3所示的放置方位进行打印，其中长方体的放置方位从左到右设为位置左、位置中和位置右。设置三维打印参数。首先进行粉末设置，本文研究中选用Z130为基础粉末进行粉末设置，选择铺粉层厚(0.1mm，0.0875mm)，输入粘结剂饱和度百分数(70%，100%，130%)，并将制件以不同的放置方位进行试验，其它参数均取相同值。3DP打印机工作区如图4所示。制造箱内一次可以放置不同摆放位置的3个制件，试验设计见表1，打印参数组合见表2。其中，α表示以铺粉厚度为0.1mm，粘结剂饱和度水平为100%来打印制件。其它参数β，γ，δ，ε，ζ表示不同的铺粉厚度和粘结剂饱和度水平的组合。打印出的18组长方体如图5所示，将打印好的长方体在打印机中干燥60min，然后在室温下放置12h后去除粉末。使用LeicaDCM3D双核三维轮廓仪来测量长方体微观结构，LeicaDCM3D采用白光垂直扫描干涉技术模式来测量表面高度的，沿着Z轴方向进行逐层扫描测量，可获得各层中每个像素位置的表面高度，扫描完后得到整个平面中各点像素位置的表面高度。对于每个长方体分别测量3个不同的面，令80mm×10mm的平面为A面，80mm×4mm平面为B面，10mm×4mm的平面为C面。

2.2测量结果将制件在LeicaDCM3D三维轮廓仪上进行测量后得到一系列三维形貌评定参数，如:算术平均偏差Sa，最大高度Sz，均方根偏差Sq，偏斜度Ssk，陡峭度S等。要比较打印件表面的微观形貌需比较测量表面的均方根偏差Sq即可，计算公式为(5)式中:A为评定区域面积;Z(x，y)为评定轮廓高度。经测量得到在制造箱内不同放置方位(左、中、右)制造的所有制件A面的均方根偏差如图6所示。由图6可以知道A面的表面形貌最好的面在左侧放置的制件上，均方根偏差保持在10μm20μm之间。取图6中每条折线的最小均方根偏差值，对应的三维形貌图如图7所示。由8图可以知道B面的表面形貌最好的面在右侧放置的制件上，均方根偏差保持在13μm～18μm之间。取图8中每条折线的最小均方根偏差值，对应的三维形貌图如图9所示。图9中的图9a)、图9b)和图9c)分别将左侧、中间和右侧放置的制件的表面形貌最好的B面进行比较，显然β-右-B最好。由10图可知C面的表面形貌最好的面在中间放置的制件上，均方根偏差保持在13μm～20μm之间。图11中的图11a)～图11c)分别将左侧、中间和右侧放置的制件的表面形貌最好的C面进行比由上面三幅折线图可知:无论以何种方式放置打印件与制造箱X-Y面平行的面表面形貌较好，而与X-Z和Y-Z面平行的面表面形貌较差，因为这两个平面是由在Z向铺粉和粘结而形成的，在与这两个面平行的面中可以看到层状轮廓，因此表面粗糙度比较大。在打印长方体零件时将表面粗糙度要求较高的重要平面尽量放置成与X-Y面平行的方向。将相同的铺粉层厚和饱和度组合打印的所有制件的均方根偏差之和求平均值，然后进行比较得到的结果如图12所示。由图12可以看出饱和度为70%的打印参数制造的打印件的表面形貌最好，这是因为饱和度越大，单位体积的粉末使用的粘结剂体积越多，而喷射出的粘结剂在纵向渗透至层底部后，上一打印层限制了粘结剂的进一步渗透。而在横向则没有阻止横向渗透的限制，因此在恒定的层厚下，饱和度越小喷射的粘结剂体积越少，因而粘结剂的横向渗透就比较小，所以表面形貌也越好。同时，从图中可得到铺粉层为0.1mm时的表面形貌较好，这是因为铺粉层越薄铺粉次数越多，每次铺粉体积减少，而喷射的粘结剂体积一定，这样导致粘结剂的横向渗透量增大，其次由于铺粉层较厚利于粉末的铺开，因此打印出来的制件表面形貌较好。测量所有长方体的长、宽、高，分别计算出制造，然后分别计算出制造室中间打印的制件的长，宽，高测量值的平均值x，最后计算出右侧放置的制件的x3值。不同方位打印的制件方差公式为由图13可以得出在建造室左侧放置的打印件的测量尺寸与期望尺寸的偏差最小，中间放置的打印件的测量尺寸与期望尺寸的偏差最大，这是因为中间放置的长方体的最长边与Z轴平行，打印该位置放置的长方体使用的铺粉层为900层，由此引入的误差经过累积使得它的最长边的测量长度与期望尺寸相差较大，且在此方向上放置的长方体的打印效率最低，周密等人在这方面已经验证［12］，因此应尽量避免零件在此方向的放置。

3结论

三维打印范文第10篇

关键词：3D打印；三维动画设计；教学应用

2015年8月21日，总理主持召开了国务院“先进制造与3D打印”专题讲座，引发国内各行各业对3D打印技术的广泛关注。在这样的时代背景下，河北政法职业学院尝试将3D打印技术植入三维动画设计专业，探索第一课堂与第二课堂相结合、创新实践与专业技能相结合、创业帮扶与文化引领相结合的方式，开发学生的创新创业思维，培养学生发现问题、探索问题、解决问题的能力，不断提高三维动画设计专业的人才培养质量，为“中国制造2025”提供人力和智力支持。

一、3D打印简介

3D打印是快速成形技术的一种，先把人们需要的物件通过三维制作软件在电脑中形成虚拟三维图形，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过3D打印机的多层打印方式，将“图形”进行累积，形成一个三维物体。随着社会经济的发展，人们的物质生活水平越来越高，在满足基本生活需求后，追求个性化和订制服务逐渐成为一种消费趋势和消费时尚。服装鞋帽可订制生产、居室装修可订制生产、交通工具也可订制生产等。这些个性化产品的生产对传统制造工业的大批量标配流水线的生产模式提出了挑战。如果用传统的机器设备和生产工艺只加工一件产品，不仅浪费资源，成本也会十分昂贵。而3D打印技术恰恰为个性化生产提供了方便，它通过电脑设计，可以最大限度的满足客户的要求，而且3D打印是增材制造，能够最经济的使用原料，其原材料的利用率比传统的减材制造方式要高得多。3D打印技术已经成为当前“增材制造”技术的主要存在形态，其在教育领域中的应用也日益凸显。国外3D打印技术已经成为高等教育应用中主流技术，国外的很多院校通过开设3D打印课程与培训、组建兴趣社团、举办创新大赛等形式提升学生对3D打印技术的认知,培养创新创业能力。

二、3D打印在国内外教育应用现状

英国教育部门开展了为期一年的试验项目，以21个学校为试点，将3D打印技术应用到数学、物理、计算机科学、工程和设计等课程中，探索3D打印的教学应用，推动教学创新。美国国防高级研究计划局（DAPRA）制作实验和拓展（MENTOR）项目计划在美国高中推广使用3D打印机。该项目旨在培养高中生的工程技术，培养学生的技能，激发他们对工程、设计、制造和科学等相关课程的兴趣，促进高中学生协作完成一系列的设计和制作方案，以帮助他们未来面对设计和工程方面的挑战。国内近期持续掀起3D打印热，许多高校都成为技术的先行者，包括清华大学、华中理工大学以及哈工大、华中科大、西安交通大学等等重点院校，都非常重视打印技术理论、成型工艺、成型新材料及其应用方面的研究。三、3D打印的就业前景和人才需求2014年，科技部首次将3D打印编入《国家高技术研究发展计划(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》。尽管国内3D打印行业起步较晚，但近年来发展势头迅猛。在产业规模上，2012年中国3D打印行业产值为8至9亿元；2013年中国3D打印行业产值为20亿元。3D打印技术在当前的创业热潮下，已经成为年轻人尤其是90后创业投资的新蓝海。据资料统计，到2016年，中国3D打印市场规模将扩大到100亿元，是2012年的10倍，届时中国将超越美国成为全球最大的3D打印机市场。同时专家预测，如果3D打印的应用市场能够打开，到2020年3D打印的市场有可能突破一千亿元甚至两千亿元。当前，3D打印已经坐上了技术发展的高速列车，以3D打印技术为代表的快速成型技术被看作是引发新一轮工业革命的关键要素。各地方政府大力支持3D打印产业的发展，纷纷出台相关扶持政策，包括资金、人才、技术等各方面。依托各研究机构、院校和相关企业，在武汉、西安、北京、深圳、广州、上海、南京、珠海、青岛等各大城市都规划建立大规模的产业园区。基于国家政策支持以及各地方政府的政策激励和引导，在未来几年乃至十几年间3D打印行业会突破现有发展瓶颈，成为下一个千亿元级别的产业。预计到2018年国内3D打印行业产业规模将达到300亿元，到2025年国内3D打印行业产业规模将达到1000亿元。随着国内3D打印行业规模不断扩大，开发、应用三维建模软件的人才将会出现大的缺口，具备创新精神的三维模型创意设计人才将会极度紧缺。

四、3D打印在河北政法职业学院的应用经验

河北政法职业学院三维动画设计专业一直在深化教育教学改革，逐步由传统的办学模式转向“校企合作+项目教学”和“提高技能+培育工匠”为导向的办学模式。根据数字媒体行业职业素质能力需求和应用技术的发展，将专业人才培养的核心技能由二维向三维领域拓展，逐步打造以“3D动画师”为核心的主要就业岗位。近几年，该专业生源充足、报到率高，学生数量稳步发展，就业质量不断提高，有效带动了区域经济发展。2016年，该专业获批河北省高等职业院校立项建设骨干专业。（一）第一课堂与第二课堂相结合第一课堂，利用三维动画设计专业在建模上的优势，采用案例教学和项目教学，向学生展示国内外三维建模和三维动画设计的优秀案例和特色作品，让学生开阔眼界、把握前沿。同时，把有关三维建模的知识点融合在每节课上的小项目中，让学生带着问题学习，激发学生的学习兴趣，提高第一课堂学习效果。与河北虹天电气科技有限公司开展校企合作、协同育人。河北虹天主要经营业务是研发、生产3D打印机，并进行技术培训。利用专业教育周或第一、第二课堂，带领创客空间人员深入到虹天科技有限公司进行实地考察，通过公司技术人员的讲解，更直接的获得关于3D打印的相关知识。同时，让学生体验工业级、桌面级3D打印技术和3D打印笔，由企业项目负责人和设计人员带领学生参与到实际项目的学习和制作中去，由浅入深，由简单到复杂，让学生体验专业的制作方法和实战工作经验。在项目创作过程中，学生们既锻炼了实践技能，又培养了项目所需的团结合作、协同工作的职业素养，让学生在兴趣和乐趣中开发创新思维，提高专业技能，为将来实现行业内高质量就业奠定了坚实的基础。在第一课堂学习三维建模和三维动画的基础上，加强第二课堂实践活动，通过组建与专业有关的学生社团或兴趣小组，组成创客空间，激发学生们三维建模的学习热情。引进3D打印机，把模型导入3D打印软件中进行设置，通过3D打印得到自己建立的模型，更加直观的展示模型在建立过程中可能出现的问题，从而提高学生的建模能力。课余时间，对学生专门开放机房，供学生们自由建模，通过3D打印实现实体模型。手脑并用，培育了学生们的工匠精神，有效提高了学生们的核心技能，增强了学生们的就业竞争力。（二）创新实践与专业技能相结合河北政法职业学院建有一个创新创业导师师资库，三维动画设计专业的教学团队因年龄结构、学历结构、学缘结构、职称结构合理，团队成员理论扎实、思想活跃、富有朝气、敢拼敢闯，被全部纳入该师资库。这些创新创业导师结合三维动画设计专业特点，积极引导学生广泛开导创新创业活动。依托该专业成立的三维动画设计工作室、创客•3D打印梦工厂等学生创新项目深受学生喜爱，并引起了家长、社会的广泛关注与赞誉。在三维动画设计工作室，与石家庄深度动画科技有限公司合作，将真实的商业项目植入教学过程，培养学生的创新意识、开发学生的创新思维。引入了该公司“数字城市建设”真实的商业项目，让学生参与设计和制作，让学生手脑并用，创新性完成公司安排的教学任务。学生们独立完成了“三维建筑漫游”设计，完成了河北政法职业学院“三维校园情景漫游”动画短片的制作。在“创客•3D打印梦工厂”，学生们利用三维建模技术和逆向工程技术，设计、制作自己喜欢的创意作品，既可自己收藏，又可当作礼品送给亲朋好友；还可为校内外学生和社会订制独具特色、个性十足的3D创意作品，通过3D打印机转化成实体物品，发送到客人手中，实现了创意、制作、转化的创新性过程中，提高了学生们三维建模核心技能和创新性思维。（三）创业帮扶与文化引领相结合河北政法职业学院成立了创新创业教研室，通过带领学生到企业参观考察、参加会议或培训，培养学生创业意识；通过创新创业教育和创新创业实践，对学生进行创业帮扶，开发学生创业思维；通过创建创新创业基地或创客空间，陶冶学生创业情操，培育学生创业兴趣。学院为学生涉足创业活动和开展创业实践提供了场地与设备。投资建设了近3000平方米的创新创业基地，通过特色装修、文化建设、创业培训等内容点燃学生创业激情。学生如有好项目，可免费入驻基地，由创新创业教研室的导师指导学生开展创新创业活动。在创新创业基地有3D打印体验中心、3D打印梦工厂、3D打印创客空间，这里汇集了大量在3D打印领域志同道合、有创业梦想的青年学俊，他们一起谈理想、谈技术，为提前融入社会做足了准备工作。依托三维动画设计技术，学生可以利用三维制作软件，充分发挥想象力，创作出各种形状、各种颜色的物体。从实用性小物品入手，逐渐发展向社会提供服务。完成的作品用3D打印机打印出来，成品可以作为商品出售，创建好的三维模型也可拿到网上出售。只要有好的创意、精细的制作，就可以获得可观的收入，这不仅增加了大学生就业的机会，也是学生创业的一条有效的途径。发展快的同学已经在校外建立了自己的创业基地，有了自己的厂房车间。

五、3D打印在高职院校推广中面临的问题

1.亟需了解国外在3D打印技术上的发展状况，由于机器和技术限制，目前只能带领学生设计、制作一些玩偶或是动漫周边的商品。2.亟需了解国外如何把3D打印技术和教学进行融合，提高学生的动手、动脑能力。3.由于材质的热性能不同，对于用到不同材料的产品来说，3D打印只能分开打印，即只能先“打印”出各种形状的零部件，然后做加工和组装。需要了解国外的一次成型的产品制作工艺。4.打印速度、打印材料和打印颜色是目前制约3D打印创新创业项目的主要瓶颈。实践证明，把领先的3D打印技术引进河北政法职业学院三维动画设计专业的教学过程是一种非常有效的激发学生学习兴趣的方式，在学习过程中，学生能够更加直观的发现自己在建模过程中的问题并加以改正，培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，开发了学生的创新思维，点燃了学生的创业激情，有效提高了三维动画设计专业的人才培养质量。

参考文献：

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