图书简介:
项目一 3D打印技术概况与应用 1
1.1 3D打印技术的发展历程与现状 2
1.1.1 3D打印技术概述 2
1.1.2 国内外3D打印技术的发展历程与现状 2
1.2 3D打印技术的分类与成型原理 4
1.3 3D打印技术的应用领域 9
1.3.1 3D打印技术在工业制造领域的应用 9
1.3.2 3D打印技术在医学领域的应用 9
1.3.3 3D打印技术在航空航天领域的应用 10
1.3.4 3D打印技术在珠宝行业的应用 10
1.3.5 3D打印技术在其他领域的应用 11
1.4 3D打印技术的发展趋势与展望 12
项目二 手机支架的建模与打印 15
2.1 手机支架外框架的建模 16
2.2 手机支架角度固定杆与角度调节杆的建模 23
2.3 手机支架模型的仿真装配与渲染 29
2.4 手机支架模型的切片与打印 37
项目三 个性阅读架的建模与打印 43
3.1 个性阅读架主体结构的建模 44
3.2 个性阅读架固定杆与调节杆的建模 52
3.3 个性阅读架书本支撑结构与卡槽的建模 57
3.4 个性阅读架模型的打印、后处理与装配 66
项目四 齿轮减速器的建模与打印 73
4.1 齿轮减速器底座的建模 74
4.2 齿轮减速器从动轴的建模 76
4.3 齿轮减速器模型的仿真装配与染色 78
4.4 齿轮减速器模型的切片与打印 106
4.5 齿轮减速器模型的后处理与装配 111
项目五 玫瑰花的建模与打印 118
5.1 玫瑰花花瓣与花萼的建模 119
5.2 玫瑰花花茎与茎叶的建模 144
5.3 玫瑰花模型的仿真装配与染色 155
5.4 玫瑰花模型的打印与后处理 159
项目六 3D打印产品的后处理工艺 166
6.1 艺术装配体模型的切片与打印 167
6.2 后处理与上色工具介绍 175
6.3 艺术装配体模型的后处理 180
6.4 模型的上色与装配 182
参考文献 188
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制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。党的二十大报告强调,坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,推进新型工业化,加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。3D打印技术,是20世纪80年代后期发展起来的一种新型制造方法。它的核心优势在于可以逐层堆积材料,快速实现复杂结构的制造,不需要传统模具,节省时间与成本。经过近40年的发展,3D打印技术已经从最初的实现样品制作进步到实现直接制造、批量生产,逐渐形成“3D打印+”的应用格局。其制造内容也从单纯地追求形状,升级为“形状+性能”一体化的零部件制造。这种技术不仅提升了制造效率,也推动了智能制造的发展。党的二十大报告指出,坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,加快实现高水平科技自立自强。3D打印技术代表着国家高端制造、前沿科技发展的方向。我们要增强民族自信,勇于承担科技报国的责任,掌握关键技术,为实现制造强国的目标贡献力量。
本书对3D打印及后处理技术进行了系统、客观、全面、翔实的介绍与技能指导,课程内容采用项目式教学模式,综合行业、企业经典项目案例与教学经典模型案例,由企业一线研发人员、打印一线服务人员、学校一线教学人员共同研发、编辑。本书配套了PPT、项目视频、考核方案、试卷、教学模型等丰富的教学资源。本书内容涉及3D建模设计、模型仿真装配与上色、切片处理、打印机操作、模型装配与后处理、模型上色与染色等技术技能的培养;同时涉及市场上比较流行的各类3D打印设备的操作,如FDM、SLA、DLP等,是行业技能培训的重要学习资源。
本书采用项目化教学模式开展,各项目简要介绍如下。
项目一 3D打印技术概况与应用:本项目重点介绍3D打印技术的分类、成型原理、应用领域及发展趋势等。
项目二 手机支架的建模与打印:本项目重点培养学生对建模软件基本功能的熟练应用,包括建模、仿真装配与渲染等。
项目三 个性阅读架的建模与打印:本项目中进行结构创新设计的零部件较多,学生在仿真装配过程中需要理解各结构的作用,匹配合适的切片模型位置,完成阅读架的打印与后处理;同时在教师的引导下,以轻量化设计、美观设计为主要标准开展技能考核。
项目四 齿轮减速器的建模与打印:齿轮减速器是工科专业中较为常见的模型。本项目将根据齿轮减速器的专业标准数据,对其主要结构进行建模。具体建模内容可以根据课程进度与授课安排进行调整。课程资料中配备了所有齿轮减速器零部件的3D模型,学生可以在教师的指导下完成减速器的建模、仿真装配与染色。由于齿轮减速器模型对打印精度的要求较高,因此本项目采用工业级SLA光固化打印机进行打印。在完成模型打印后,需要依次进行模型的二次固化、简单打磨及装配。最终完成的模型可用于基础课程的教学演示环节。
项目五 玫瑰花的建模与打印:本项目一方面要求学生加强曲面建模方面相关技能的培养;另一方面要求学生在掌握一定技能的基础上,创新性地设计出自己心中最美的玫瑰花作品。该艺术品模型选用DLP打印机打印,要求学生对前面学习的切片软件知识进行迁移应用,在教师的指导下完成DLP打印机切片文件的参数处理,同时进一步学习DLP打印机的工作原理与操作技能,最后对完成的玫瑰花模型进行简单的打磨装配、喷漆上色。
项目六 3D打印产品的后处理工艺:本项目引入复杂的工艺品模型,尽可能地展示工艺品从模型切片与打印、模型后处理到模型上色与染色的全流程,同时加强培养学生对SLA切片软件的一站式数据处理与打印的能力,使其熟悉后处理相关工具与设备的使用特点,掌握模型打磨与上色技能、装配工艺。
本书中各实践任务均给出了评价表。教师可以根据授课内容,围绕学生的知识水平、能力水平和素质水平,对学生进行综合评定。
另外,由于本书采用黑白印刷,书中涉及的颜色无法识别,但不影响具体阅读,读者可以参考实际操作中的屏幕显示自行查看。
本书由杭州喜马拉雅信息科技有限公司的安鹏芳和黑龙江能源职业技术学院的王雪佼担任主编,由杭州喜马拉雅信息科技有限公司的赖全忠、赵歆,黑龙江能源职业技术学院的张奥琪、吕洋,滁州城市职业学院的申佳美子,六安职业技术学院的刘先梅,聊城职业技术学院的路颖颖,四川托普信息职业学院的白俊峰担任副主编。企业参编人员包括:杭州喜马拉雅信息科技有限公司的叶施强、刘臻、郭建宏、顾文焕、张博、乐建涛、王寒冰、刘恩弟。同时,本书在编写过程中还得到了有关院校教师的鼎力支持,其中包括:黑龙江能源职业技术学院的刘文博、孙艳南、张明国,六安职业技术学院的郑卫国、黄嘉慧、高绪、吴腾飞、程素娟,泉州工艺美术职业学院的肖国伟、陈家琦,白城职业技术学院的李明杰、罗欣,沈阳技师学院的孙兴雷,南充职业技术学院的郑凯强,新疆煤炭技师学院的李晨、马岩、张睿琳,河南经济贸易技师学院的张云娜,鹤壁能源化工职业学院的贾国华、孙哲,甘肃工业职业技术大学的张昊,在此向他们表示诚挚的谢意。
本书的编辑完成,离不开杭州喜马拉雅信息科技有限公司各位领导及研发部人员的大力支持,感谢杭州喜马拉雅信息科技有限公司创造的良好硬件环境,感谢参与教材编写的企业工程师、一线教师、课程开发人员等。另外,作者在编写本书的过程中参考了一些著作、论文和研究成果,在此向相关作者一并表示真诚的感谢!
由于作者水平有限,加上3D打印技术正处于快速发展时期,许多问题与技能标准需要进一步研究与探讨,书中难免有不妥之处,望广大读者不吝赐教!
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