3D打印技术概论完整版全套PPT电子课件教案.pptx

第一章 认识3D打印;学习目标 1.掌握3D打印的概念、基本原理与分类。 2.掌握3D打印的特点。 3.了解国外3D打印的发展历程。 ;§1-1;一、3D打印的概念;二、3D打印的基本原理;三、3D打印技术的分类;2. 按原型使用材料的构建技术分类;3.按打印材料分类;§1-2;一、3D打印的技术特点;二、3D打印技术与传统加工的对比 1.3D打印技术与传统减材加工的比较;2.3D打印技术与传统增材加工的比较;§1-3;一、国外3D打印的发展历程;2.成长发展期 1988年，一位美国康涅狄格州工程师Scott Crump（斯特克?鲁姆普）发明了另一种3D打印技术——熔融沉积成型技术FDM这项3D打印技术利用蜡、ABS、PLA、尼龙等热塑性材料来制作物体，他在成功发明了这项技术之后也成立了一家名为Stratasys的公司。 1989年，美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard（德卡德）博士发明了第三种3D打印技术——选择性激光烧结成型技术SLS这项技术是利用计算机控制高强度激光逐层将尼龙、ABS、金属和陶瓷等材料粉末高温烧结直至成型。凭借这一核心技术，他组建了DTM公司，之后DTM一直是SLS技术的主要领导企业，直到2001年被3D Systems公司收购。;在随后的几年中，三维打印成型技术（3DP）、薄材叠层制造成型技术（LOM）、选择性激光熔融成型技术（SLM）等3D打印技术不断的出现和发展，为3D打印技术的广泛应用打下了良好的基础。;3.广泛应用期 进入21世纪后，3D打印技术逐渐被大众所接受，特别是2010年后，随着技术的进步，3D打印技术在工业模具、工业设计、珠宝、建筑、汽车、航空航天、医疗、教育以及其他许多领域发挥了巨大的作用。目前3D打印技术的发展已经呈现以下特点： （1）产业格局基本形成 3D打印产业已基本形成了美、欧等发达国家和地区主导，亚洲国家和地区后起追赶的发展态势。 （2）应用范围不断拓展 近年来，越来越多的企业将3D打印技术用于突破研发瓶颈或解决设计难题，助力智能制造、绿色制造等新型制造模式。;（3）企业持续发展、不断重组 随着一大批企业进入3D打印制造领域，全球范围内的产业竞争不断加剧，小的3D制造服务企业不断被大企业兼并，全球较大的3D制造服务企业不断通过并购提升竞争力??? （4）增材制造市场前景广阔 据《中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》预测，到2020年全球3D打印市场规模将达三百五十亿美元。我国预计到2020年，3D打印市场规模也将发展到100亿元左右。;一、国内3D打印的发展历程;2.逐步发展 经过20多年的发展，我国己涌现出许多从事3D打印设备制造与服务的企业，比如北京殷华激光快速成型与模具技术有限公司（清华大学），武汉滨湖机电技术产业有限公司（华中科技大学），陕西恒通智能机器有限公司（西安交通大学），北京太尔时代科技有限公司等。其中部分企业的3D打印技术和设备已经达到了国际领先水平。北京航空航天大学从2000年开始攻关，在5年时间里突破了钛合金等高性能金属结构件激光快速成型关键技术及关键成套工艺装备技术，制造出了C919客机机头工程样件所需的钛合金主风挡窗框，使我国跻身于国际上少数几个全面掌握这项技术的国家行列，并成为继美国之后第二个掌握飞机钛合金结构件激光快速制造技术的国家。;3.发展现状 虽然20多年来，我国3D打印产业化不断推进，我国3D打印产业的规模依然很小，我国目前在产业化技术发展和应用方面仍落后于美国和欧洲。主要体现在以下几个方面： ;（1）技术研发落后 我国3D打印装备的部分技术水平与国外先进水相当，但在关键器件、打印材料和应用范围等方面较国外落后。 （2）工艺控制水平低 国外是基于理论基础的工艺控制，而我国则更多依赖于经验和反复的试验验证，导致我国增材制造工艺控制关键技术整体落后。 （3）智能化水平低 目前绝大部分3D打印工艺装备我国都有研制，但在智能化程度与国外先进水相比还有差距。 （4）核心部件依赖进口 我国部分3D打印设备的核心元器件还主要依靠进口。特别是高端3D打印设备核心元器件在质量、寿命等方面较国外还有很大出差距。;三、3D打印快速发展的原因 1.价格下降 现在普通3D打印机的价格已降至几千美元，国产3D打印机甚至只需几千元，价格的下降直接促成了3D打印机的普及。近些年，3D打印材料也在不断进步与发展。随着3D打印机、打印材料和零部件价格的下降，使得3D打印机正日益成为一台能制造万物的神奇机器。 2.技术进步 随着3D打印技术的进步以及3D打印机在打印精度、打印速度、打印尺寸和软件支持等方面不断提升，3D打印技术被广泛应用于各个领域，特备是航空航天、生物医学等尖端领域。在即将进入的工业4.0时代，飞速发展的3D打印技术为第四次工业革命拉