本书介绍了3D打印技术前端设计、3D打印中端、3D打印后端,按照3D打印工艺路线组织内容,重点讲述了3D打印前端设计、中端、后端的设备操作原理、维护保养及故障诊断及应用案例。
3D打印技术是具有工业革命意义的新兴制造技术,它正逐步融人产品的研发、设计和生产的各个环节,是材料科学、制造工艺与信息技术的高度融合与创新,是推动生产方式向柔性化、绿色化发展的重要途径,是优化、补充传统制造方式,催生生产新模式、新业态和新市场的重要手段。当前,3D打印技术已在装备制造、机械电子、军事、医疗建筑、食品等多个领域开始应用,这些产业呈现快速增长势头,发展前景良好。
本书阐述了逆向设计与3D打印技术的相关概念,逆向设计的应用范围和发展趋势,产品数据的采集方法与测量设备的选择依据,详细说明了拍照式扫描仪测量系统和手持式激光扫描仪测量系统的测量原理、测量精度、测量方法、点云数据预处理、模型的重构技术。此外还介绍了3D打印技术的原理和3D打印技术的分类,3D打印常用的材料及其特性。本书还详细介绍了熔融堆积成型(FDM)、光固化快速成型(SIA)打印机的工作原理、技术特点、成形材料和典型的打印设备,且结合3D打印产品后处理工艺、快速模具制造技术进行阐述。本书以“工学结合、项目教学、任务驱动”的职业教育理念,结合工业、文创类等设计实例进行了操作演示,具有较强的实际应用价值和参考价值。
教学过程中通过小组合作工作模式,培养学生的沟通技巧,锻炼学生的协作能力和团队合作精神;通过小组长负责制,培养学生的项目分解能力和管理能力;通过真实的项目产品制作,培养学生的成本意识和5S管理意识。
本书由佛山职业技术学院李华雄、佛山市顺德区勒流职业技术学校张志钢担任主编,佛山职业技术学院王晖、佛山市顺德区勒流职业技术学校郑宇城、佛山市顺德区勒流职业技术学校余广伟担任副主编。参加本书编写的还有广东银纳增材制造技术有限公司工程师王锴伟、黄俊铭。其中,项目l由黄俊铭编写;项目2由王晖编写;项目3由余广伟编写;项目4、5由张志钢编写;项目5由郑宇城编写;项目6由李华雄编写;项目7由王锴伟编写。在编写过程中,中峪智能增材制造加速器有限公司、北京天远三维科技有限公司等提供了大量帮助,本书是广东省佛山市顺德区“2016年顺德区提升中职学校办学效益建设项目——精壹模具班现代学徒制教学模式应用与推广项目”阶段的研究成果。
本书为了方便学生学习,做成了新形态教材,书中重要的知识点配有二维码,学生通过扫描二维码可以反复观看和学习本知识点内容。本书共链接慕课视频31个和对应的课件资源27个。以上数字化教学资源全部上传到出版社数字资源平台,教师和学生可以通过扫描教材封底二维码或者登录重庆大学出版社教材平台,使用手机、电脑、ipad等移动终端进行资源的在线观看、浏览,教师可以在线备课,学生可根据实际需求进行线上和线下学习,本书资源为出版社和学校共同开发。
本书注重创新,以突出操作技能为主导,立足于应用。书中全部实例均有详细的操作步骤及附图,读者可以依据本书进行操作练习,边学边练。由于作者水平有限,书中难免存在疏漏与不妥之处,希望读者批评指正,以便在本书修订时进行完善。
项目1 天远OKIO扫描仪基本操作
任务1.1 校准OKIO扫描仪
1.1.1 任务描述及案例引入
1.1.2 任务目标
1.1.3 逆向工程技术介绍
1.1.4 扫描仪校准过程及操作
1.1.5 任务总结
任务1.2 演示模型数据采集
1.2.1 任务描述及案例引入
1.2.2 任务目标
1.2.3 扫描前处理准备工具介绍
1.2.4 配备工具的使用过程及操作
1.2.5 任务总结
任务1.3 演示模型点云数据处理
1.3.1 任务描述及案例引入
1.3.2 任务目标
1.3.3 点云数据介绍以及格式文件
1.3.4 点云数据处理过程以及操作
1.3.5 任务总结
项目2 初级案例逆向设计过程
任务2.1 初级案例数据处理
2.1.1 任务描述及案例引入
2.1.2 任务目标
2.1.3 初级案例数据采集前处理
2.1.4 点云数据处理过程以及操作
2.1.5 任务总结
任务2.2 初级案例逆向建模
2.2.1 任务描述及案例引入
2.2.2 任务目标
2.2.3 逆向建模软件的认识
2.2.4 初级案例逆向建模过程以及操作
2.2.5 任务总结
项目3 中级案例逆向设计过程
任务3.1 中级案例数据处理
3.1.1 任务描述及案例引入
3.1.2 任务目标
3.1.3 中级案例数据采集前处理
3.1.4 点云数据处理过程以及操作
3.1.5 任务总结
任务3.2 中级案例逆向建模
3.2.1 任务描述及案例引入
3.2.2 任务目标
3.2.3 逆向建模技术工作流程及特点
3.2.4 中级案例逆向建模过程以及操作
3.2.5 任务总结
项目4 高级案例逆向设计过程
任务4.1 高级案例数据处理
4.1.1 任务描述及案例引入
4.1.2 任务目标
4.1.3 高级案例数据采集前处理
4.1.4 点云数据处理过程以及操作
4.1.5 任务总结
任务4.2 高级案例逆向建模
4.2.1 任务描述及案例引入
4.2.2 任务目标
4.2.3 Geomagic Design X软件及其特点
4.2.4 高级案例逆向建模过程以及操作
4.2.5 任务总结
项目5 FDM成型工艺
任务5.1 FDM技术简介
5.1.13 D打印概念
5.1.2 FDM技术工艺
5.1.3 设备结构
5.1.4 FDM机器分类
5.1.5 FDM机器挤出机分类
5.1.6 FDM高温打印
任务5.2 切片软件设置
5.2.1 Cura软件
5.2.2 打印平台设置
5.2.3 切片参数设置
5.2.4 切片预览与导出
任务5.3 设备操作
5.3.1 设备介绍
5.3.2 换料操作
5.3.3 设备上机打印
任务5.4 模型后处理
5.4.1 后处理准备工作
5.4.2 取下FDM机器打印模型
5.4.3 模型打磨处理
5.4.4 打磨工艺
5.4.5 模型打磨处理
项目6 SLA成型工艺
任务6.1 SLA技术简介
6.1.1 SLA成型工艺
6.1.2 SLA成型系统结构
6.1.3 约束液面式结构SLA打印机
任务6.2 Magics软件简介
6.2.1 Magics软件介绍
6.2.2 平台创建
6.2.3 实体创建
任务6.3 模型修复
6.3.1 STL数据
6.3.2 分析损坏的STL文件
6.3.3 STL文件修复技巧
6.3.4 其他模型修复软件
任务6.4 模型修改
6.4.1 模型修改
6.4.2 装配结构设置
6.4.3 抽壳打孔
任务6.5 支撑加载与导出
6.5.1 软件简介
6.5.2 创建机器平台及模型加载
6.5.3 模型缺陷修复
6.5.4 成型方向或平台布局的确定方法
6.5.5 生成支撑
6.5.6 支撑优化
6.5.7 数据输出
任务6.6 设备操作
6.6.1 设备启动及关停
6.6.2 软件界面
6.6.3 模型打印操作流程
6.6.4 添加材料
任务6.7 模型后处理
6.7.1 SLA不同材质后处理
6.7.2 UV光敏树脂面处理工艺
6.7.3 真空镀处理工艺
6.7.4 丝印工艺
6.7.5 模型拼接
任务6.8 特殊后处理
6.8.1 喷漆打磨
6.8.2 填眼灰补件
6.8.3 爽身粉补件
项目7 硅胶复模
任务7.1 硅胶模具的制作
7.1.1 硅胶模具的原材料
7.1.2 真空注型机
7.1.3 特效离型剂
7.1.4 硅橡胶快速模具制造
任务7.2 真空浇注
7.2.1 硅胶复膜工艺
7.2.2 浇注材料
7.2.3 称取A、B料
7.2.4 浇注系统搭建
7.2.5 固化
7.2.6 取件
参考文献