3.4.3了解3D打印技術(shù)及其應(yīng)用（課件）-高一《機(jī)械加工技術(shù)》同步課堂（高教版第2版）

《機(jī)械加工技術(shù)》（第2版）高等教育出版社同步精品課程——中職專(zhuān)業(yè)課模塊三

數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用3.4了解特種加工技術(shù)及其應(yīng)用3.4.3了解3D打印技術(shù)及其應(yīng)用知識(shí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)、的設(shè)備2.了解3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用及打印的特點(diǎn)能力目標(biāo)1.能理解3D打印技術(shù)原理，識(shí)別設(shè)備2.能區(qū)分3D打印技術(shù)的應(yīng)用情感目標(biāo)通過(guò)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)先進(jìn)加工制造技術(shù)的熱情。三維目標(biāo)經(jīng)過(guò)我們對(duì)3D打印機(jī)外觀、結(jié)構(gòu)、組成部件、打印過(guò)程的觀察，請(qǐng)同學(xué)們思考同學(xué)們思考3D打印和普通加工有哪些區(qū)別？？01導(dǎo)入情景請(qǐng)同學(xué)們思考1、什么是3D打??？2、3D打印原理是什么？3、主要應(yīng)用在哪些場(chǎng)合？4、3D打印的原材料有哪些？01導(dǎo)入情景新知學(xué)習(xí)02一、認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)3D打印(3Dprinting)技術(shù)即快速成形技術(shù)，是增材制造(additivemanufacture)的主要實(shí)現(xiàn)形式。3D打印技術(shù)是以計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的三維數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過(guò)軟件分層離散和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式，將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料或細(xì)胞組織等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成形而構(gòu)造出物體的一種新型制造技術(shù)。新知學(xué)習(xí)02一、認(rèn)識(shí)3D打印技術(shù)3D打印技術(shù)不需要借助磨具與工具就能夠構(gòu)造幾乎任何形狀的零部件，大大降低了制造環(huán)節(jié)的復(fù)雜工藝，有效提高了制造柔性，并且材料成本低，材料類(lèi)型廣泛，工作過(guò)程中無(wú)污染，制作速度比其他技術(shù)快5~10倍。新知學(xué)習(xí)02二、了解3D打印設(shè)備3D打印技術(shù)使用的主要設(shè)備是3D打印機(jī)，它通常分為三大類(lèi)：按照成形材料可分為金屬3D打印機(jī)、光固化樹(shù)脂3D打印機(jī)、激光燒結(jié)3D打印機(jī)、尼龍3D打印機(jī)及生物3D打印機(jī)五類(lèi);按照應(yīng)用功能可分為工業(yè)級(jí)與桌面級(jí)兩類(lèi)；按照打印方式又分為坐標(biāo)式與并聯(lián)式兩大類(lèi)型。新知學(xué)習(xí)02二、了解3D打印設(shè)備按照成形材料可分為金屬3D打印機(jī)、光固化樹(shù)脂3D打印機(jī)、激光燒結(jié)3D打印機(jī)、尼龍3D打印機(jī)及生物3D打印機(jī)五類(lèi)。1.金屬3D打印機(jī)說(shuō)明：以金屬粉末作為打印材料，直接打印金屬零件的打印機(jī)，包括噴墨式沉積、激光熔化、激光燒結(jié)、激光熔覆及電子束熔化五種成形方法，適用于工業(yè)精密部件、航空航天、醫(yī)療應(yīng)用等小批無(wú)模生產(chǎn)或定制等新知學(xué)習(xí)02二、了解3D打印設(shè)備按照成形材料可分為金屬3D打印機(jī)、光固化樹(shù)脂3D打印機(jī)、激光燒結(jié)3D打印機(jī)、尼龍3D打印機(jī)及生物3D打印機(jī)五類(lèi)。2.光固化樹(shù)脂3D打印機(jī)說(shuō)明：采用光固化樹(shù)脂作為打印材料的3D打印機(jī)，廣泛用于汽車(chē)塑料零件、燈具設(shè)計(jì)制造、文化創(chuàng)意與動(dòng)畫(huà)制作等領(lǐng)域新知學(xué)習(xí)02二、了解3D打印設(shè)備按照成形材料可分為金屬3D打印機(jī)、光固化樹(shù)脂3D打印機(jī)、激光燒結(jié)3D打印機(jī)、尼龍3D打印機(jī)及生物3D打印機(jī)五類(lèi)。3.激光燒結(jié)3D打印機(jī)說(shuō)明：利用固體粉劑作為打印材料，采用激光有選擇地分層燒結(jié)固體粉末，層層香加形成所需零件的打印機(jī)，適用于原型設(shè)計(jì)、模具母模、精鑄熔模等多種應(yīng)用領(lǐng)域新知學(xué)習(xí)02二、了解3D打印設(shè)備按照成形材料可分為金屬3D打印機(jī)、光固化樹(shù)脂3D打印機(jī)、激光燒結(jié)3D打印機(jī)、尼龍3D打印機(jī)及生物3D打印機(jī)五類(lèi)。4.尼龍3D打印機(jī)說(shuō)明：采用粉末或絲狀聚酰胺合成聚合物為打印材料，打印各類(lèi)產(chǎn)品的3D打印機(jī)，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)、航天航空、醫(yī)療及教育等領(lǐng)域新知學(xué)習(xí)02二、了解3D打印設(shè)備按照成形材料可分為金屬3D打印機(jī)、光固化樹(shù)脂3D打印機(jī)、激光燒結(jié)3D打印機(jī)、尼龍3D打印機(jī)及生物3D打印機(jī)五類(lèi)。5.生物3D打印機(jī)說(shuō)明：使用來(lái)自患者自己身體的細(xì)胞作為打印材料，打印各類(lèi)所需器官的打印機(jī)，適用于醫(yī)療領(lǐng)域課外拓展課后進(jìn)行以下3D打印設(shè)備類(lèi)型、相關(guān)原理及特點(diǎn)的信息收集按照應(yīng)用功能可分為工業(yè)級(jí)與桌面級(jí)兩類(lèi)；按照打印方式又分為坐標(biāo)式與并聯(lián)式兩大類(lèi)型。新知學(xué)習(xí)02三、了解3D打印材料3D打印有許多不同的打印技術(shù)，而這些打印技術(shù)的區(qū)別主要在于打印材料與部件創(chuàng)建層的不同。常用打印材料主要包括工程塑料、光敏樹(shù)脂、橡膠材料、金屬粉末及陶瓷材料五類(lèi)1.工程塑料材料特性：強(qiáng)度好，耐沖擊，耐熱硬度及抗老化性能均優(yōu)常用類(lèi)型：強(qiáng)度好，耐沖擊，耐熱硬度及抗老化性能均優(yōu)應(yīng)用領(lǐng)域：強(qiáng)度好，耐沖擊，耐熱硬度及抗老化性能均優(yōu)新知學(xué)習(xí)02三、了解3D打印材料3D打印有許多不同的打印技術(shù)，而這些打印技術(shù)的區(qū)別主要在于打印材料與部件創(chuàng)建層的不同。常用打印材料主要包括工程塑料、光敏樹(shù)脂、橡膠材料、金屬粉末及陶瓷材料五類(lèi)2.光敏樹(shù)脂材料特性：黏度高、固化速度快且收縮小、溶脹小、無(wú)毒副作用，制品具有高強(qiáng)度、耐高溫、防水等性能常用類(lèi)型：溶劑型UV樹(shù)脂與水性UV樹(shù)脂應(yīng)用領(lǐng)域：多用于制作對(duì)模型精度和表面質(zhì)量要求較高的精細(xì)模型新知學(xué)習(xí)02三、了解3D打印材料3D打印有許多不同的打印技術(shù)，而這些打印技術(shù)的區(qū)別主要在于打印材料與部件創(chuàng)建層的不同。常用打印材料主要包括工程塑料、光敏樹(shù)脂、橡膠材料、金屬粉末及陶瓷材料五類(lèi)3.橡膠材料材料特性：具有較好的硬度、斷裂伸長(zhǎng)率、抗撕裂強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度常用類(lèi)型：天然橡膠、丁苯橡膠、聚氨酯橡膠、硅橡膠等應(yīng)用領(lǐng)域：多用于制作消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備及汽車(chē)內(nèi)飾、輪胎、墊片等新知學(xué)習(xí)02三、了解3D打印材料3D打印有許多不同的打印技術(shù)，而這些打印技術(shù)的區(qū)別主要在于打印材料與部件創(chuàng)建層的不同。常用打印材料主要包括工程塑料、光敏樹(shù)脂、橡膠材料、金屬粉末及陶瓷材料五類(lèi)4.金屬粉末材料特性：松散狀物質(zhì)，綜合性能由粉末的物理性能、化學(xué)性能與工藝性能決定常用類(lèi)型：鈦合金、鈷鋁合金不銹鋼及鋁合金粉末等應(yīng)用領(lǐng)域：多用于打印各類(lèi)金屬零部件、首飾等新知學(xué)習(xí)02三、了解3D打印材料3D打印有許多不同的打印技術(shù)，而這些打印技術(shù)的區(qū)別主要在于打印材料與部件創(chuàng)建層的不同。常用打印材料主要包括工程塑料、光敏樹(shù)脂、橡膠材料、金屬粉末及陶瓷材料五類(lèi)5.陶瓷材料材料特性：具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕、低密度及較高的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異特性常用類(lèi)型：氧化鋁、氧化鈷、羥基磷灰石及磷酸三鈣等應(yīng)用領(lǐng)域：廣泛用于制作航空航天、汽車(chē)、生物等行業(yè)的結(jié)構(gòu)件及刀具等課外拓展除了我們上面所講的打印材料之外，在藝術(shù)、醫(yī)療及生物等領(lǐng)域還用到彩色石膏材料、人造骨粉、細(xì)胞生物原料及砂糖等材料。大家課下進(jìn)行相關(guān)材料的收集與了解。新知學(xué)習(xí)02四、了解3D打印的工藝方法3D打印匯集了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)及材料技術(shù)等眾多當(dāng)代高新技術(shù)，并隨著技術(shù)的更新而不斷發(fā)展，出現(xiàn)了多種新方法與新工藝。目前比較流行的3D打印工藝方法主要包括熔絲沉積制造成形(FDM)、陶瓷膏體光固化成形(SLA)、薄材疊層快速成形(LOM)、選擇性激光選區(qū)燒結(jié)(SLS)、電子束選區(qū)熔化、激光選區(qū)熔化(SLM)、金屬激光熔融沉積及電子束熔絲沉積成形等類(lèi)型。新知學(xué)習(xí)02五、了解3D打印的特點(diǎn)0

1.可打印傳統(tǒng)方法無(wú)法制造的復(fù)雜工件，適應(yīng)范圍廣02.不需要機(jī)械加工或模具，節(jié)省材料，降低成本新知學(xué)習(xí)02五、了解3D打印的特點(diǎn)0

3.能直接將計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成任何形狀的物體，研發(fā)周期短04.綜合了計(jì)算機(jī)、材料、機(jī)電控制及軟件應(yīng)用等先進(jìn)制造技術(shù)，技術(shù)集成度高新知學(xué)習(xí)02五、了解3D打印的特點(diǎn)0

5.不需要集中、固定的制造車(chē)間，適宜分布式制造06.能滿(mǎn)足用戶(hù)個(gè)性化需求，適宜“個(gè)性化、定制化”生產(chǎn)新知學(xué)習(xí)02五、了解3D打印的特點(diǎn)作為新興技術(shù)，3D打印技術(shù)也存在著材料受限且利用率低、打印工時(shí)長(zhǎng)、制造效率低，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，制造精度與質(zhì)量均比較低等亟待解決的問(wèn)題。目前，3D打印技術(shù)在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型或一些產(chǎn)品的直接制造。同時(shí)，該技術(shù)在珠寶、鞋類(lèi)、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑工程和施工(AEC)、汽車(chē)、航空航天、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程等領(lǐng)域都有所應(yīng)用。隨著技術(shù)發(fā)展不斷加快，3D打印技術(shù)將有更為廣闊的發(fā)展?jié)摿ΑＵn堂小結(jié)03

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