3D打印技术基础教程

从事中职教育20多年，有丰富的教学和行业工作经验。计算机本科毕业，从2013年开始从事动漫游戏和3D打印教学和研究，多次赴北京、广州、合肥、青岛等地培训学习相关技术，精通三维建模、3D打印机操作与维护、数据扫描与处理、3D打印机组装与维修等3D打印的专业课程。这几年来，经过实践，总结创建了3D打印技术动漫和机械两个方向的课程体系，创建了配套完善的3D打印实训基地。

第1章3D打印技术基础知识1

第2章3D打印机介绍11

第一节3D打印机的分类及工作原理12

第二节FDM设备简介23

第3章三维软件及模型介绍27

第一节网上下载模型28

第二节建模软件介绍29

第三节扫描获取数据31

第4章模型的检查与修复35

第5章操作3D打印机45

第6章切片和打印55

第7章3D打印材料分析81

第8章后期处理91

第9章打印过程中常见问题分析97

第10章创客105

参考文献109

一、3D打印技术的定义

3D打印技术，也称为增材制造技术，是快速成型技术的一种。它的基本原理是，使用丝状、粉末状或者液态材料，通过层层累积的方式，把三维数字模型制成实体的立体模型。

与之相对应的两种技术是切削和铸塑。相对切削和铸塑这两种技术来说，3D打印技术有自己的优势，那就是不像切削那样浪费材料，也不像铸塑那样需要先制作模具。3D打印技术通过分层制造、逐层叠加的方式生产产品。简单地说，用户只需要通过CAD(计算机辅助设计）设计出3D模型，并选择合适的材料，就能打印出相应形状的物体。

一次成型、个性化定制是3D打印技术的重要特点，这在小批量、多品种、个性化的生产中具有非常大的优势，而且在复杂物体的制作方面，3D打印技术的优势更明显。

二、发展史

1986年，美国科学家Charles Hul(查尔斯·哈尔)开发了第一台商业3D 印刷机。

1993年，麻省理工学院获3D印刷技术专利。

1995年，美国2Corp公司从麻省理工学院获得唯一授权并开始开发3D打印机。

2005年，2ZCorp公司研制出高清晰彩色3D打印机Spectrum Z510。

2010年11月，美国Jim Kor团队打造出世界上第一辆由3D打印机打印而成的汽车Urbee。

2011年6月6日，全球第一款3D打印的比基尼问世。

2011年7月，英国研究人员开发出世界上第一台3D巧克力打印机。

2011年8月，南安普敦大学的工程师开发出世界上第一架3D打印的飞机。

2012年11月，苏格兰科学家利用人体细胞首次以3D打印的方式打印出人造肝脏组织。

2013年10月，全球首次成功拍卖一款名为“ONO之神”的3D打印艺术品。

2013年11月，美国德克萨斯州奥斯汀的3D打印公司“固体概念”设计并制造出3D打印金属手枪。

三、国内现状

（1)由于技术改革的需要和政策推动，3D打印技术发展迅速。越来越多的企业、科研机构和3D打印发烧友投身3D打印领域，各地中小学也积极开展3D打印教育。而且3D打印技术的应用领域越来越广。

（2）3D打印市场规模越来越大。

（3）桌面机多用于国内教育市场，工业机多用在生产和科研领域。

（4）3D打印技术在个别领域领先世界水平，整体上与欧美等国家和地区的技术发展水平还有差距。

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本书针对初学者的实际情况，结合3D打印技术实践性强的特点，理论结合实践，深入浅出的讲解理论，采用案例式教学深入的讲解实践操作，内容全面，针对性强，可以很好的解决市面上基础教程偏科普的问题。本书作为校本教材在教学中验证过，效果良好，第一版正式出版后重印多次，全国多地多校选用，充分说明了本书的生命力。

本书主要讲解3D打印技术基础知识，包括行业知识、设备、相关软件、耗材以及3D打印机操作，并对常见问题进行分析。本书适合中高职学生学习，尤其是作为3D打印技术应用专业和光电技术类专业教材，还可以作为3D打印爱好者的入门教程以及3D科普类读物。在《3D打印技术基础教程》第一版的基础上，注重体现行业、企业的“新知识、新技术、新工艺、新方法”；注重创新教材内容及呈现形式，对模型检查修复部分做了重新编写，把原来的netfabb软件换成了应用更为广泛的geomagic。