3D打印实训指导

序

3D打印技术也称增材制造技术、快速成形技术、快速原型制造技术等，是近30年来全球先进制造领域兴起的一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。它不需要传统的刀具和夹具，利用三维设计数据在一台设备上由程序控制自动地制造出任意复杂形状的零件，可实现任意复杂结构的整体制造。如同蒸汽机、福特汽车流水线引发的工业革命一样，3D打印技术符合现代和未来制造业对产品个性化、定制化、特殊化需求日益增加的发展趋势，被视为“一项将要改变世界的技术”，已引起全球关注。

3D打印技术将使制造活动更加简单，使得每个家庭、每个人都有可能成为创造者。这一发展方向将给社会的生产和生活方式带来新的变革，同时将对制造业的产品设计、制造工艺、制造装备及生产线、材料制备、相关工业标准、制造企业形态乃至整个传统制造体系产生全面、深刻的影响：①拓展产品创意与创新空间，优化产品性能；②极大地降低产品研发创新成本、缩短创新研发周期；③能制造出传统工艺无法加工的零部件，极大地增加工艺实现能力；④与传统制造工艺结合，能极大地优化和提升工艺性能；⑤是实现绿色制造的重要途径；⑥将全面改变产品的研发、制造和服务模式，促进制造与服务融合发展，支持个性化定制等高级创新制造模式的实现。

随着3D打印技术在各行各业的广泛应用，社会对相关专业技能人才的需求也越来越旺盛，很多应用型本科院校和高职高专院校都迫切希望开设3D打印专业（方向）。但是目前没有一套完整的适合该层次人才培养的教材。为此，我们组织了相关专家和高校的一线教师，编写了这套3D打印技术教材，希望能够系统地讲解3D打印及相关应用技术，培养出满足社会需求的3D打印人才。

本套教材的编写和出版过程，得到了很多单位和专家学者的支持和帮助，西安交通大学卢秉恒院士担任本套教材的顾问，很多在一线从事3D打印技术教学工作的教师参与了具体的编写工作，也得到了许多3D打印企业和湖北省3D打印产业技术创新战略联盟等行业组织的大力支持，在此不一一列举，一并表示感谢！

我们希望该套教材能够比较科学、系统、客观地向读者介绍3D打印这一新兴制造技术，使读者对该技术的发展有一个比较全面的认识，也为推动我国3D打印技术与产业的发展贡献一份力量。本套书可作为应用型高校机械工程专业、材料工程专业及职业教育制造工程类的教材与参考书，也可作为产品开发与相关行业技术人员的参考书。

我们想使本套书能够尽量满足不同层次使用的需求，故涉及的内容非常广泛，但由于我们的水平和能力有限，编写过程中的疏漏和不足在所难免，殷切地希望同行专家和读者批评指正。

史玉升

2017年7月于华中科技大学

    前言

3D打印技术是一种新兴的先进制造技术，是一项集光/机/电、计算机、数控和材料等于一体的增材制造技术，问世30多年以来，随着计算机辅助技术等的高速发展，3D打印技术在很多行业已得到广泛应用，在改造传统产业、形成高新技术产业、提升制造业的产业结构等方面发挥了非常重要的作用。

为了更好地适应现代制造业的发展，提高普通大众的3D打印的操作水平，多位讲授3D打印的专任教师根据自己的教学经验，结合3D打印机器的实际操作方法，编写了本书。

本书由佛山职业技术学院杨振国、李华雄和王晖任主编，由佛山职业技术学院肖宏涛、刘璇、刘俊，长江工程职业技术学院周攀登任副主编。

本书由佛山职业技术学院李大成教授任主审。

由于编者水平有限，书中错误和不足之处在所难免，恳请读者批评指正。

编者

2018.12

本书主要介绍3D打印基础之数据采集和制作（三维数据化建模软件使用介绍）,常用的3D打印机的使用方法，包括打印设置、操作、常规保养和日常维护等。本书为高等职业院校机械制造类、机电设备类、机电一体化等相关专业3D打印教学和培训教材。本书内容按48学时编写，选用本书者可以根据3D打印设备的实际情况选择教学内容和确定学时。

本书主要介绍3D打印基础之数据采集和制作（三维数据化建模软件使用介绍）,常用的3D打印机的使用方法，包括打印设置、操作、常规保养和日常维护等。本书为高等职业院校机械制造类、机电设备类、机电一体化等相关专业3D打印教学和培训教材。本书内容按48学时编写，选用本书者可以根据3D打印设备的实际情况选择教学内容和确定学时。

自来佛山市三水合成电器实业有限公司工作以来，一直从事产品设计开发工作，先后担任产品设计工程师、设计科主任、研发部主管和工程中心主任、品质中心副主管等职务，期间单独或与同事合作，为公司设计开发了多款打蛋机系列产品、水壶系列产品、搅拌机系列产品、食物处理器系列产品、蒸汽熨烫机产品和自动压力咖啡机系列产品等，同时取得多项国家专利，完成多项科技计划项目，获得多项佛山市和三水区的科技进步奖。现于佛山职业技术学院从事教学工作。

目录

项目一3D打印前端模型设计（1）

任务一3D打印主流建模软件（1）

任务二3D打印模型数据要求（6）

项目二3D打印逆向设计（11）

任务一逆向工程概述（11）

任务二逆向工程实现的步骤（12）

任务三Geomagic Design X软件界面的介绍（14）

任务四Geomagic Design X软件实战演练（20）

项目三3D打印建模数据处理（68）

任务一主流3D建模软件数据导出（68）

任务二3D打印的模型支撑与打印质量（71）

任务三3D打印切片软件Cura（72）

任务四3D打印切片软件Magics（78）

项目四液态树脂光固化成型技术（84）

任务一液态树脂光固化成型机操作与维护（84）

任务二液态树脂光固化成型的典型案例（90）

项目五丝材熔融挤压成型技术（99）

任务一丝材熔融挤压成型技术打印机的操作与维护（99）

任务二丝材熔融挤压成型的典型案例（105）

任务三丝材熔融挤压成型技术打印机材料性能（113）

项目六激光选区熔化技术（116）

任务一激光选区熔化设备的安装与维护（117）

任务二激光选区熔化的典型案例（121）

项目七其他3D打印技术（126）

任务一薄材分层实体制造3D打印技术（126）

任务二数字光处理技术（128）

任务三电子束选区熔化3D打印技术（130）

附录一3D打印训练单（133）

附录二3D打印实训报告（135）

参考文献（136）

本书主要介绍3D打印基础之数据采集和制作（三维数据化建模软件使用介绍）,常用的3D打印机的使用方法，包括打印设置、操作、常规保养和日常维护等。本书为高等职业院校机械制造类、机电设备类、机电一体化等相关专业3D打印教学和培训教材。本书内容按48学时编写，选用本书者可以根据3D打印设备的实际情况选择教学内容和确定学时。

自来佛山市三水合成电器实业有限公司工作以来，一直从事产品设计开发工作，先后担任产品设计工程师、设计科主任、研发部主管和工程中心主任、品质中心副主管等职务，期间单独或与同事合作，为公司设计开发了多款打蛋机系列产品、水壶系列产品、搅拌机系列产品、食物处理器系列产品、蒸汽熨烫机产品和自动压力咖啡机系列产品等，同时取得多项国家专利，完成多项科技计划项目，获得多项佛山市和三水区的科技进步奖。现于佛山职业技术学院从事教学工作。

本书是“全国应用型高校3D打印领域人才培养‘十三五’规划教材”中的一本，本书主要介绍3D打印基础之数据采集和制作（三维数据化建模软件使用介绍）,常用的3D打印机的使用方法，包括打印设置、操作、常规保养和日常维护等。本书为高等职业院校机械制造类、机电设备类、机电一体化等相关专业3D打印教学和培训教材。本书内容按48学时编写，选用本书者可以根据3D打印设备的实际情况选择教学内容和确定学时。