《3D打印机轻松DIY 第2版》张统，宋闯编著|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《3D打印机轻松DIY 第2版》

【作　者】张统，宋闯编著

【丛书名】轻松掌握3D打印系列丛书

【页 数】 265

【出版社】 北京：机械工业出版社 , 2017.10

【ISBN号】978-7-111-57519-1

【分 类】立体印刷-印刷术-基本知识

【参考文献】 张统，宋闯编著. 3D打印机轻松DIY 第2版. 北京：机械工业出版社, 2017.10.

图书封面：

图书目录：

《3D打印机轻松DIY 第2版》内容提要：

《3D打印机轻松DIY第２版》共分8章，介绍了3D打印现状和3D打印机种类，3D打印机组装硬件及软件入门知识；详解3D打印机的组装过程、调试及故障排除，同时提供3D打印机组装的全过程视频光盘。附录部分提供了3D打印机的一些故障排除和维修、国内部分3D打印机厂家及网址、国内部分3D打印行业网站及论坛网址，以及国内外部分3D打印模型下载链接。本书适合3D打印爱好者，或有自动化或机械等专业背景的学生，创客以及从事快速成型相关研究的人员阅读、参考，可按部就班地成功组装3D打印机并掌握3D打印模型技巧，同时可进行3D打印机的功能拓展与开发。

《3D打印机轻松DIY 第2版》内容试读

第1章走进3D打印

1.13D打印起源、原理及优点

1.1.13D打印的起源

长久以来，科学家和技术工作者一直有着一个用机器制作立体模型的设想，科幻电影中也常出现这样的镜头，成龙的《十二生肖》中制作生肖头像的神奇技术让大家大为惊奇。这个神奇的技术思想

来源就是3D打印，3D打印技术的核心制造思想在美国早已经出现。

1892年，J.E.Blanther在其美国专利中建议用分层构造法构建立体地形图，首创了叠层制造原理。

1902年，Carlo Baese的专利提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理。

1904年，Perera提出了将硬纸板切割出轮廓线，再将这些纸板粘接成三维地形图的方法。

20世纪50年代后，出现了几百个有关3D打印的专利。尤其在

80年代后期，3D打印技术有了根本性的发展，出现的专利更多，仅在

1986一1998年间注册的美国专利就有24个。1982年，日本名古屋市

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3D打印机轻松DY第2版■■■

工业研究所首次公开实现实体模型的印制；1986年，查尔斯·W.赫尔

(Chuck Hull)发明的立体光刻成型技术(Stereolithography Appearance,

SLA,也被称为光固光成型)被授予了专利，所以我们认为发明“现

代”3D打印机的人是查尔斯·W.赫尔；1988年，Feygin发明了分层实体制造；1989年，美国得克萨斯州大学奥斯汀分校的

Deckard博士发明了选择性激光烧结技术(Selective Laser

Sintering,SLS),其实在1979年，类似的过程已经由RF Housholder得到专利，但没有被商业化；1992年，Crump发明了熔融沉积制造技术(Fused Deposition Modeling,FDM),随后美国麻省理工学院(MIT)的E.M.Scans和M.J.Cima等首先提出了3D打印技术的概念，并创建了3D打印企业Z Corp。

随着3D打印专利技术的不断发明，相应地用于生产的设备也被

研发出来。

1988年，美国的3 D Systems公司根据查尔斯·W.赫尔的专

利，生产出了第一台现代3D打印设备一SLA-250(光固化成型

机)，开创了3D打印技术发展的新纪元。

在此后的十年中，3D打印技术蓬勃发展，涌现出了十余种新工

艺和相应的3D打印设备。

1991年，Stratasys公司的FDM设备、Cubital的实体平面固化(Solid Ground Curing,SGC)设备和Helisys的LOM(Laminated

Object Manufacturing,分层实体制造)设备都实现了商业化。

1992年，DTM(现在属于3 D Systems公司)的SLS技术研发成功。

1994年，德国公司EOS推出了EOSINT选择性激光烧结设备。

1996年，3 Systems公司使用喷墨打印技术制造出其第一台3D打印机一Actua2100。同年，Z Corp也发布了Z4023D打印机。

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■■■第1章走进3D打印

近年来，随着3D打印技术的推广和媒体的广泛报道，除了军工、

工业制造等传统领域，3D打印机开始走向民用，国内外出现了巧克

力、陶瓷、黏土、纸张等多种材料、小型化的3D打印机，甚至连面

向教育界的儿童3D打印机都已经问世，如图1-1、图1-2所示。

图1-1巧克力3D打印机

图1-2儿童3D打印机

1.1.23D打印的基本原理

3D打印(3 DPrinting,又称为增材制造(Additive Manufacturing,

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3D打印机轻格D正第2版■■■

AM),目前国内习惯把快速成型技术形象地称为“3D打印”或者“三

维打印”，但实际上“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一

个分支。简而言之，3D打印是一种以数字模型文件为基础的直接制造

技术，基本分为软件建模一切片一选材料一累加打印4个主要过程。

首先用软件通过计算机辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切

片，也就是我们常说的数字建模；建模之后将这些切片的信息传送到

3D打印机上；3D打印机通过读取文件中的横截面信息，根据实际需

要选用液体状、粉状或片状的可粘合材料将这些截面逐层打印，并将各层截面以各种方式粘起来，直到一个固态物体成型，从而累加制造出一个实体。

3D打印过程如图1-3所示。

①设计师用CAD软件建

立三维数据模型

③选择打印材料

④逐层累积打印

⑤实体模型完成

②数据模型文件发

送至3D打印机

图1-33D打印过程

从图1-3可以看出，3D打印，以采用计算机，满足快速柔性化

需求为主要目标，必须有几何模型的计算机设计和对其进行分层解析的软件技术，还要有能够控制激光束（或电子束、电弧等高能束）按

任意设定轨迹运动的振镜技术、数控机床或机械手。3D打印需要依

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■■■第1章一走进3D打印

托至少包括信息技术、精密机械和材料科学三大技术。因此，3D打

印技术应被称为“信息化增材制造技术”或“数字化增材制造技术”更准确。

1.1.33D打印的优点

3D打印的优点如下：

1)传统的机械加工技术通常采用切削或钻孔技术（减材工艺）

实现，而3D打印技术可以大幅度地节省材料，不仅大大降低了制造

的复杂程度，而且使用快速成型技术和快速制造技术，是不需要开模具的，可使新产品研制的成本下降和周期缩短。再加上快速成型和快速制造设备大部分可以实现无人值守、24h的不间断加工，也就为厂商节约了人工成本，提高了生产效率。

2)3D打印机与传统打印机最大的区别在于，它使用的“墨水”

是实实在在的原材料。3D打印技术的特点在于其几乎可以制造任意

形状的三维实体，“打印”的产品是自然无缝连接的，一体成型，结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法，而且不受产品结构

和形状的限制。任何复杂的造型和结构，只要有CAD数据，都可以

打印完成，这样就给产品的个性化、定制化提供了可能性。

3)由于采用3D打印快速成型和快速制造，后期辅助加工量大

大减小，避免了委托外界加工的数据泄密和时间跨度，尤其适合一些高保密性的行业，如军工、核电领域、新产品研发等。苹果、微软等

公司在新产品的设计研发阶段，已经采用3D打印技术。

4)3D打印技术可以贯穿使用在产品设计、开发、试制、小批量

生产等环节，而且无论是工业制造领域、教育领域、医疗领域、文物保护领域还是其他领域，大至一架飞机，小到一枚戒指，只要需要进

行实物打样或者试制，都可以使用3D打印技术，适用面非常广泛。

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3D打印机轻松D亚第2版■■■

1.23D打印机分类及常见的3D打印机

现阶段3D打印存在着许多不同的技术，因此出现了基于不同技

术的3D打印机，它们的不同之处在于使用打印材料的方式，并以不

同层来构建创建部件。每种技术都有各自的优缺点，有些技术利用熔化或软化可塑性材料的方法来制造打印的“墨水”，例如选择性激光

烧结(SLS)和熔融沉积制造技术(FDM):还有一些技术是用液体

材料作为打印的“墨水”的，例如立体光刻成型(SLA人数字光处

理(DLP)。部分打印机采用的技术和材料见表1-1。

表1-1部分打印机采用的技术和材料

3D打印机采用的累积技术

基本打印材料热塑性塑料、金属粉末、

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)

陶瓷粉末

直接金属激光烧结(Direct Metal Laser Sintering,DMLS

几乎任何合金

熔融挤压堆积成型(Fused Deposition Modeling,FDM】

热塑性塑料，可食用材料

立体光刻成型(Stereolithography Appearance,SLA)

光硬化树脂（光敏树脂）

数字光处理(Digital Light Processing,DLP)

液态树脂

熔丝制造(Fused Filament Fabrication,FFF)

聚乳酸、ABS树脂

融化压模式(Melted and Extrusion Modeling,MEM)

金属线、塑料线

分层实体制造(Laminated Object Manufacturing,LOM

纸、金属膜、塑料薄膜

电子束熔化成型(Electron Beam Melting,EBM】

钛合金

选择性热烧结(Selective Heat Sintering,SHS】

热塑性粉末

粉末层喷头3D打印(Powder bed and inkjet head3D

石膏粉末

Printing,3DPD)】

①又被称为Three Dimensional Printing and Gluing(三维喷涂粘结成型)o

常见的3D打印机介绍如下：

1.FDM(熔融挤压堆积成型)3D打印机（图1-4）

FDM3D打印机工艺的关键是保持半流动成型材料刚好在熔点

···试读结束···