《3D打印建模·打印·上色实现与技巧 3ds Max篇 第2版》宋闯|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《3D打印建模·打印·上色实现与技巧 3ds Max篇 第2版》

【作　者】宋闯

【丛书名】轻松掌握3D打印系列丛书

【页 数】 286

【出版社】 北京：机械工业出版社 , 2019.11

【ISBN号】978-7-111-63869-8

【分 类】立体印刷-印刷术-基本知识

【参考文献】 宋闯. 3D打印建模·打印·上色实现与技巧 3ds Max篇 第2版. 北京：机械工业出版社, 2019.11.

图书封面：

图书目录：

《3D打印建模·打印·上色实现与技巧 3ds Max篇 第2版》内容提要：

《3D打印建模·打印·上色实现与技巧-3dsMax篇第2版》共6章：章为3D打印的基础知识，第2章为3D打印不同的建模方式，第3章为专业3D打印软件3dsMax的建模过程精讲，第4章为3D打印过程详解，第5章为3D打印机操作和模型后处理实例，第6章为3D打印模型后期修整。本书配有二维码链接视频和建模文件，内容包括3D打印建模过程讲解视频、3D打印机的使用和模型打印过程视频、3D打印模型的上色等后期修整视频、18个3dsMax软件3D打印建模文件，可帮助读者直观学习3D打印建模、模型打印和上色的全过程。《3D打印建模·打印·上色实现与技巧-3dsMax篇第2版》适合3D打印爱好者使用。

《3D打印建模·打印·上色实现与技巧 3ds Max篇 第2版》内容试读

第1章3D打印简介

1.13D打印的定义和特点

“3D打印”词条一度成为网络上的热门词汇，超过1000万条搜索结果。3D

打印行业被美国《时代》周刊列为“美国十大增长最快的工业”，英国《经济学人》

杂志则认为“它将与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。3D

打印作为工业4.0的重要组成部分，除了在工业上用途广泛之外，也越来越多地

走向民用。3D打印的话题在媒体上也非常火爆，打印枪支、房屋、人体器官等

爆炸性新闻频频刷新着我们的想象力，如图1-1所示。

下面我们就来了解什么是3D打印以及3D打印的特点。

左图：3D打印枪支

右上图：3D打印房屋

右下图：3D打印器官

图1-13D打印枪支、房屋和器官

1.1.13D打印的定义

3D打印(3 D Printing)是快速成型技术(Rapid Prototyping,.RP)中的一种，

是将CAD数据通过成型设备以材料堆积累加的方式制成实物模型的技术。

3D打印建模·打印·上色实现与技巧一3 ds Max篇

简单来说，3D打印采用分层加工、叠加成型、逐层增加材料的方式来“打印”，

其打印原理如图1-2所示。

由于3D打印的整个流程是打印机通过对计算机中三维软件的识别，进行

STL(三角网格格式，3D打印机常用的格式)转换，再结合切层软件确定摆放

方位和切层路径，并进行切层工作和相关支撑材料的构造，可以直接制作出三维立体模型，也被形象地称为三维打印，在我国的台湾地区还被称为三维列印。

4热培或激光等不同

打印头沿×轴、

技术

丫轴移动喷射材料

一打印头

极型材料

数物台沿Z轴移动，

3D打印机内部

6叠层成型

立体遗型

7

物台

材料金

选择不同

1制作三维数据

2发送至30打印机

3

打印材料

将模型数据切

分为若干薄层

图1-23D打印原理图

1.1.23D打印的特点

3D打印又被称为增材制造（区别于传统的减材加工）和积层制造(Additive

Manufacturing,AM),是目前最具有生命力的快速成型技术之一，具有以下特点：

1)3D打印运用可黏合的材料，通过一层层打印的方式来构造物体，这一成型

过程不再需要传统的刀具、夹具和机床就可以打造出任意形状。3D打印改变了通

过对原材料进行切削、组装进行生产的加工模式，它可以自动、快速、直接和精确地将计算机中的设计转化为模型，实现了随时、随地、按不同需要进行生产制造。

2)与传统的金属制造技术相比，3D打印技术采用的是增料的加工方式，相

对于数控机床的减料加工就避免了对原材料的浪费，制造时产生较少的副产品。随着打印材料的进步，“净成形”制造可能成为更环保的加工方式。同样的一个

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第1章3D打印简介

东西，它的用料只有原来的1/3~1/2，这就降低了加工材料成本。3D打印机的制

造速度相对较快，比数控机床快了3~4倍，不需要工人值守，.节省了人力，尤其是在打印复杂造型的时候，这种优势更加明显。

3)3D打印技术综合应用了CAD/CAM技术、激光技术、光化学以及材料

科学等诸多方面的技术和知识，让产品设计、建筑设计、工业设计、医疗用品

设计等领域的设计者第一时间方便、轻松地获得实物模型，便于重新修订CAD

设计模型，从而有效地缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本。

4)3D打印能加工制作现有的加工工艺及技术无法实现的结构。很多从事

三维设计的设计师发现，在设计完图样进入开模具制作阶段时，部分设计结构

无法进行模具制作，而对于3D打印，只要能画得出三维零件，3D打印机就能

打印实现。比如有些产品的实心部分，因为工艺及技术所限无法掏空。而3D打

印机就可以通过打印参数设计，实现对这部分结构的空心化处理。有些奇怪的

结构，常规工艺需要多零件拼接成型，而3D打印机可以一体打印成型。如图1-3

所示的哨子，打印机可以一次性打印出哨子外壳和内部的球体，里面的球体是

活动的。理论上只要是计算机可以设计出来的造型，3D打印机都可以打印出来，

消费者只需下载设计图，就可以在数小时内打印出自己想要的任何东西，满足了人们的个性化需求。

5)3D打印机打印精度高，除了可以表现出外形曲线上的设计以外，结构

以及运动部件也不在话下。如果用来打印机械装配图，齿轮、轴承、拉杆等都可以正常活动，而腔体、沟槽等形态特征位置准确，甚至可以满足装配要求，打印出的实体还可通过打磨、钻孔、电镀等方式进一步加工，如图1-4所示。

图1-33D打印的哨子

图1-4可正常活动的3D打印机械运动结构

6)对当今的制造机器而言，在切割或模具成型过程中将多种原材料融合在

一起，结合成单一产品是很困难的。随着多材料3D打印技术的发展，我们有能

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，具有独特的属性或功能。不限于砂型材料，还有弹性伸缩、

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3D打印建模·打印·上色实现与技巧一3 ds Max篇

高性能复合、熔模铸造等其他材料可供选择。

7)3D打印的数据文件可以远程传输，就像数字音乐文件一样，可以被无

限复制，音频质量并不会下降。未来，3D打印将数字精度扩展到实体世界，我

们可以扫描、编辑和复制实体对象，创建精确的副本或优化原件。将数字文件通过网络远程传送的方式传送给世界上的任何一个角落，可以将大型的打印任

务以众包的形式分散给各个拥有3D打印机的工厂或者个人，打印后再统一组装

起来，比如我国的一个3D打印行业网站发起的打印马云头像的众包任务和美国

发起的一项全球协作打印富兰克林头像的任务（在1.4节“3D打印未来所带来

的变革”中，将详细介绍这种众包形式)。

1.23D打印机分类

1.2.1从技术原理上分类

在Andreas Gebhardt关于3D打印技术的书籍Understanding Additive Manufacturing

中，列举了很多种3D打印技术，其中以熔融沉积成型技术、激光立体印刷术、数

字化光照加工技术、选择性激光烧结技术、三维打印技术较为常用。

1.以高分子聚合反应为基本原理

(1)激光立体印刷术(Stereolithography)简称SLA,国外公司以Objet(已和Stratasys合并)和Formlabs为代表，所用材料为光敏树脂，技术非常灵活，适用于精度要求高的领域，成品有非常好的表面质量，如图1-5所示。

(2)数字化光照加工技术(Digital Light Processing)简称DLP,和SLA

相似，打印速度比SLA快，所用材料也为光敏树脂，打印精度高，在珠宝首饰、

牙科、动漫方面应用较多。图1-6为MoonRay DLP光固化3D打印机。

图1-5SLA3D打印机和打印成品

图1-6 MoonRay DLP光固化

3D打印机

·4

第1章3D打印简介

Q

利用高分子聚合反应为原理的打印机还有几种，比如利用高分子打印技术(Polymer Printing)、高分子喷射技术(Polymer Jetting或PolyJet)和微型立体印刷术(Micro Stereolithography)的打印机。

2.以烧结和熔化为基本原理

(l)选择性激光烧结技术(Selective Laser

Sintering)简称SLS,国外以3D打印行业龙头3D

Systems公司和德国EOS公司为代表，国内以华曙高科为代表，工业上较为常用，可以烧结尼龙粉末、金属粉末、树脂沙、尼龙+矿物纤维、尼龙+玻璃纤维等材料，广泛应用在电动工具、电器开关、家电产品、风机叶轮、汽车零件、无人机、医疗器械

等领域。图1-7为国产SLS3D打印机。

图1-7国产SLS3D打印机

(2)选择性激光熔化技术(Selective Laser Melting)简称SLM,是采用中

小功率激光快速完全熔化选区内金属粉末，快速冷却凝固的技术，由SLS演化

而来，但区别是SLM在加工过程中金属粉末完全熔化，经散热冷却后可实现与

固体金属冶金焊合成型，因此成品具有密度更高的优势。

(3)电子束熔化技术(Electron Beam Melting)简称EBM,利用电子束快速扫描成型熔融区，用金属丝按电子束扫描线步进放置在熔融区上，电子束熔融金属丝形成熔融金属沉积，在惰性气体隔绝保护下或真空状态下，电子束可以处理铝合金、钛合金、镍基高温合金等。20世纪90年代美国麻省理工学院和普惠公司联合研发了这一技术，并利用它加工出大型涡轮盘件。电子束熔化成型能获得比精密铸造更精确的零件胚形，可以减少70%~80%机械加工的工时及成本。

3.以粉末-黏合剂为基本原理

(1)熔融沉积成型技术(Fused Deposition

Modeling)简称FDM,著名代表有Reprap开源项目、MakerBot和Stratasys公司。我国3D打印机市场上的家用机器大部分是从Reprap开

源项目拓展而来，图1-8所示为国产FDM3D

打印机。材料以ABS、PLA为主，以其优惠的

价格以及日渐提高的打印质量频受消费者欢迎。

图1-8国产FDM3D打印机

(2)三维打印技术(Three Dimensional Printing)简称3DP,代表企业Zcorp(已被3 D Systems收购)和Voxeljet公司所用原料为石膏粉，可以打印全彩模型。

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3D打印建模·打印·上色实现与技巧一3 ds Max篇

4.层压制造技术

层压制造技术(Layer Laminate Manufacturing,LLM)又被称为分层实体

制造(LOM),常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等。激光切割系统

按照计算机提取的横截面轮廓线数据，将背面涂有热熔胶的材料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材料叠加上去，利用热黏压装置将已切割层黏合在一起，然后再进行切割，这样一层层地切割、黏合，最终成为三维工件。此方法除了可以制造模具、模型外，还可以直接制造结构件或功能件。

5.气溶胶打印技术

气溶胶打印技术(Aerosol Printing)是近年来新出现的一种打印技术，通过将形成的气溶胶喷射至基底表面而成膜，打印分辨率好、适用范围广。它利用空气动力学原理实现了纳米级材料的精确沉积成型，能制作精细的功能电路和嵌入式组件而无须使用掩模或其他模具，可以有效减小电子系统的整体尺寸。这种技术可以制造线宽和电路结构达到10um级的功能性电子芯片。

6.生物绘图技术(Bioplotter)

可采用多种生物材料的快速成型打印机，将三维CAD模型和患者的CT扫

描数据转变为实体的3D生物支架，其制作的生物支架具有符合设计要求的外在

形式和开放的内在结构。适合在生物材料要求的无菌环境下进行生物组织制造，例如使用海藻悬浮细胞打印生物支架。制作生物支架所运用的材料范围最广，从聚合物熔体、软凝胶到硬陶瓷、金属都有。

(1)骨骼再生羟磷灰石(Hydroxyapatite).、钛(Titanium)、磷酸三钙碳(Tricalcium Phosphate)。

(2)药物控释聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLLA)和乳酸-羟基乙酸共

聚物(PLGA)。

(3)软组织生物结构/器官打印琼脂(Agar)、壳聚糖(Chitosan)、藻朊酸盐(Alginate)、白明胶(Gelatine)、骨胶原(Collagen)和纤维蛋白(Fibrin)。

(4)概念模型聚氨基甲酸酯(Polyurethane)、硅酮(Silicone)。

1.2.2从打印精度和适用范围分类

从打印质量精度和适用范围上来看，可以分为桌面级和工业级3D打印机。

1.精度

现阶段桌面级3D打印机的精度大约在0.1mm,打印出来的产品会有很明显的分层感，工业级打印机的精度则可以精确到几微米，如图1-9所示。

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···试读结束···