spContent=3D打印技术是“第三次工业革命”的重要标志之一,该技术正广泛应用于机械、建筑、航空航天、医疗、食品、艺术设计等领域,将给人类社会带来颠覆性革命!那么3D打印会不会推翻传统的制造方式呢?3D打印的未来会是怎样?哪项3D打印技术及其应用最让你心动?想知道的话,就跟着课程一起学习吧!
3D打印技术是“第三次工业革命”的重要标志之一,该技术正广泛应用于机械、建筑、航空航天、医疗、食品、艺术设计等领域,将给人类社会带来颠覆性革命!那么3D打印会不会推翻传统的制造方式呢?3D打印的未来会是怎样?哪项3D打印技术及其应用最让你心动?想知道的话,就跟着课程一起学习吧!
—— 课程团队
课程概述
3D打印,是20世纪80年代中期发展起来的一种高、新技术,是造型技术和制造技术的一次飞跃,它从成型原理上提出了一个分层制造、逐层叠加成型的全新思维模式。目前,3D打印已发展了上百种成型工艺,包括光固化成型、选区激光烧结、选区激光熔化、分层实体制造、三维印刷成型和熔融沉积制造等主要成型工艺。人们可以利用3D打印技术快速制造模具、打印飞机发动机、打印人体骨骼和器官、打印房屋,等等。
2012年,英国著名经济学杂志《经济学人》发表的封面文章“The Third Industrial Revolution”,认为3D打印“将与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。美国《时代》周刊已将3D打印产业列为“美国十大增长最快的工业”。我国在2015年和2017年连续两次发布《国家增材制造(3D打印)产业发展推进计划(2015-2016年)》和《增材制造产业发展行动计划(2017-2020年)》,助推3D打印产业发展上升到国家高度,3D打印产业已成为《中国制造2025》的发展重点。做好3D打印的人才培养已经刻不容缓,通过本课程学习,了解3D打印技术,增强3D打印学习兴趣,提升同学们创新意识和创新能力!
授课目标
通过本课程理论和实践环节的学习,让学生掌握3D打印技术的基本理论和基本操作技能,增强对3D打印成型工艺、材料及应用知识的理解,拓宽机械制造的思维方式,为装备、材料的设计研发、售后技术服务提供技术支撑。
成绩 要求
综合成绩主要分为三个部分:单元作业(占20%)、单元测验(占40%)和期末考试(占40%),评定方式主要由教师批改。综合成绩60分以上(含60分)为合格。本课程没有证书要求。
课程大纲
第1章 绪论
课时目标:1.掌握3D打印技术的基本概念;2.理解并掌握3D打印技术的基本原理、流程;3.了解典型的3D打印技术、特点及对应的材料;4.了解常见三维建模的方法,并能根据专业特点自学至少掌握1个三维建模软件;5.掌握STL数据和文件输出的方法。
1.1 3D打印基本原理与流程
1.2 3D打印技术及材料分类
1.3 3D打印数据建模与处理
第2章 光固化成型工艺及材料
课时目标:1.了解光固化成型工艺的发展及应用;2.理解并掌握光固化成型工艺的基本原理、成型过程及特点;3.了解光固化成型系统的构成;4.掌握光固化成型材料的分类、组成和性能要求;5.理解并掌握光固化成型精度的影响因素及控制方法;6.了解并掌握光固化模型数据处理的软件操作、打印机操作及后处理方法。
2.1 光固化成型工艺
2.2 光固化成型系统
2.3 光固化成型材料及应用
2.4 光固化成型影响因素
2.5 模型数据处理、零件打印与后处理
第3章 选区激光烧结工艺及材料
课时目标:1.了解选区激光烧结成型工艺的发展历史及特点;2.掌握选区激光烧结成型的原理、成型过程;3.了解选区激光烧结成型的材料及特点;4.掌握选区激光烧结成型的影响因素5.掌握选区激光烧结成型机的操作及后处理。
3.1 选区激光烧结成型工艺
3.2 选区激光烧结成型材料及应用
3.3 选区激光烧结成型影响因素
3.4 模型数据处理、零件打印与后处理
第4章 选区激光熔化工艺及材料
课时目标:1.了解选区激光熔化成型工艺的发展历史及特点;2.掌握选区激光熔化成型原理、成型过程;3.了解选区激光熔化成型材料及系统;4.掌握选区激光熔化成型影响因素;5.掌握选区激光熔化成型机的操作及后处理。
4.1 选区激光熔化成型工艺
4.2 选区激光熔化成型材料及系统
4.3 选区激光熔化成型影响因素
4.4 模型数据处理、零件打印与后处理
第5章 熔融沉积成型工艺及材料
课时目标:1.理解并掌握熔融沉积成型工艺的成型原理及工艺;2.了解熔融沉积成型工艺成型系统的组成;3.掌握熔融沉积成型工艺的成型材料,包括成型材料和支撑材料;4.掌握熔融沉积成型工艺成型精度的影响因素;5.了解熔融沉积成型工艺的典型应用;6.了解并掌握熔融沉积成型模型数据处理与打印机操作,以及后处理方法和具体的操作步骤。
5.1 熔融沉积成型工艺
5.2 熔融沉积成型系统
5.3 熔融沉积成型材料及应用
5.4 熔融沉积成型影响因素
5.5 模型数据处理与成型机操作
5.6 FDM后处理
第6章 三维印刷成型工艺及材料
课时目标:1.了解三维印刷成型的发展历史及特点;2.掌握三维印刷成型的原理、成型过程;3.理解三维印刷成型的材料;4.掌握三维印刷成型的影响因素;5.掌握三维印刷成型机的操作。
6.1 三维印刷成型工艺
6.2 三维印刷成型材料及应用
6.3 三维印刷成型影响因素
6.4 模型数据处理与成型机操作
6.5 零件打印与后处理
第7章 分层实体制造工艺及材料
课时目标:1.掌握分层实体制造的的成型原理及工艺,并了解其工艺特点;2.了解分层实体成型系统的组成;3.了解分层实体制造成型精度的影响因素;4.了解分层实体制造的典型应用。
7.1 分层实体成型工艺
7.2 分层实体成型系统
7.3 分层实体成型材料及影响因素
第8章 生物打印工艺及材料
课时目标:1.了解生物打印与其他3D打印技术的区别;2.熟悉生物打印的几种类型,以及成型原理和工艺;3.了解生物打印的材料及性能要求;4.了解目前生物打印的应用现状。
8.1 生物打印成型原理及工艺
8.2 生物打印成型材料及典型应用
第9章 其他成型工艺及材料
课时目标:1.掌握SDM、EBM和LENS的成型原理及成型过程;2.了解SDM、EBM和LENS的成型系统、成型材料和成型精度的影响因素;3.了解SDM、EBM和LENS的应用。
9.1 形状沉积制造工艺及材料
9.2 电子束熔化成型工艺及材料
9.3 激光近净成型工艺及材料
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预备知识
《机械原理及设计》、《机械制造工艺学》、《工程材料及其成型基础》和《机械CAD/CAM》等课程的知识。
参考资料
1. 吴国庆主编,3D打印成型工艺及材料,高等教育出版社,2018.12
2. 韩霞主编,快速成型技术与应用,机械工业出版社,2016.9
3. 曹明元主编,3D打印快速成型技术,机械工业出版社,2017.4
4. 冯春梅主编,3D打印成型工艺及技术,南京师范大学出版社,2018.7