項(xiàng)目1-3D打印簡(jiǎn)介任務(wù)二3D打印的工作原理02發(fā)展歷史基于材料與成型工藝差異，衍生出多種技術(shù)路線（詳見(jiàn)表1-1技術(shù)匯總）。技術(shù)拓展自二十世紀(jì)八十年代首臺(tái)商用3D打印裝備問(wèn)世后，技術(shù)歷經(jīng)三十年快速發(fā)展。起源與時(shí)間線技術(shù)分類材料與成型方式按材料形態(tài)分為粒狀、粉末層噴頭、光聚合等類型，對(duì)應(yīng)不同成型技術(shù)。主流成型方法包括SLA、SLS/SLM、DLP、FDM四種，支撐低成本與高精度制造。典型技術(shù)對(duì)比FDM使用熱塑性塑料，SLM適用金屬粉末，LOM采用薄膜層壓工藝。應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋航空航天（鈦合金）、醫(yī)療（鈷鉻合金）及消費(fèi)級(jí)塑料制品生產(chǎn)。發(fā)展趨勢(shì)向多材料兼容、設(shè)備小型化及打印效率提升方向迭代。技術(shù)優(yōu)化方向開(kāi)發(fā)復(fù)合材料與智能材料，拓展陶瓷、金屬基復(fù)合結(jié)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)景。材料創(chuàng)新任務(wù)2.1光固化快速成型技術(shù)（SLA）成型原理：SLA技術(shù)原理在固化樹(shù)脂表面反復(fù)敷新液態(tài)樹(shù)脂，構(gòu)建三維實(shí)體模型。實(shí)體模型構(gòu)建刮板助流平，提升打印精度，表面更光滑。刮板作用SLA技術(shù)利用激光固化光敏樹(shù)脂，逐層構(gòu)建物體。SLA技術(shù)原理任務(wù)2.1光固化快速成型技術(shù)（SLA）成型原理缺點(diǎn):后續(xù)處理麻煩，二次固化容易造成零件破損。成型速度快，精度高，適用于復(fù)雜精細(xì)工件快速成型。主要材料與優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)與后續(xù)處理任務(wù)2.2激光選區(qū)燒結(jié)/熔融快速成型技術(shù)（SLS/SLM）成型原理SLS技術(shù)通過(guò)激光掃描燒結(jié)粉末層，逐層構(gòu)建模型。每層后，工作臺(tái)下降，鋪新粉層，重復(fù)過(guò)程直至完成。SLM技術(shù)：激光完全熔化金屬粉末成型，需添加支撐結(jié)構(gòu)，逐層加工直至完成。主要材料多樣，如塑料、蠟粉。優(yōu)點(diǎn)：可制備復(fù)雜零件，無(wú)需支撐。缺點(diǎn)：粘接劑密度影響致密度，后處理復(fù)雜。SLS技術(shù)原理與過(guò)程SLM技術(shù)介紹與對(duì)比主要材料與優(yōu)缺點(diǎn)任務(wù)2.3數(shù)字光處理快速成型技術(shù)（DLP）成型原理DLP成型原理DLP技術(shù)利用光固化光敏樹(shù)脂，逐層構(gòu)建3D工件。DLP與SLA對(duì)比DLP使用數(shù)字光處理器加速成型，理論上比SLA更快。DLP材料與優(yōu)缺點(diǎn)DLP技術(shù)：固化快，精度高，成本低，適小體積，需支架，限光敏樹(shù)脂。任務(wù)2.4熔融沉積快速成型技術(shù)（FDM）成型原理FDM成型原理通過(guò)高溫融化材料，X-Y方向移動(dòng)噴嘴擠出，層積構(gòu)建立體實(shí)物。FDM主要材料PLA、ABS、PC、PEEK及尼龍等線狀材料。FDM優(yōu)點(diǎn)概述設(shè)備小巧，操作簡(jiǎn)便，維護(hù)容易，成本低廉，材料利用率高。FDM局限性成型速度慢，噴頭易堵，維護(hù)不便。任務(wù)2.4熔融沉積快速成型技術(shù)（FDM）成型原理：FDM打印機(jī)結(jié)構(gòu)CoreXY型結(jié)構(gòu)來(lái)源CoreXY結(jié)構(gòu)源于Hbot改進(jìn)，采用XY聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，通過(guò)雙步進(jìn)電機(jī)協(xié)調(diào)傳動(dòng)，提升傳動(dòng)效率與打印穩(wěn)定性。Hbot優(yōu)勢(shì)Hbot結(jié)構(gòu)以速度快、無(wú)X軸電機(jī)負(fù)擔(dān)為特點(diǎn)，體積小巧，打印面積占比高，適合緊湊型設(shè)備應(yīng)用。CoreXY特點(diǎn)CoreXY通過(guò)XY軸雙電機(jī)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)低功耗高效傳動(dòng)，雖市面應(yīng)用較少，但具備高精度移動(dòng)與穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)解析CoreXY雙皮帶呈平面交錯(cuò)布局，X/Y滑架搭載獨(dú)立步進(jìn)電機(jī)，消除運(yùn)動(dòng)干涉，確保移動(dòng)精度與機(jī)械穩(wěn)定性。任務(wù)2.4熔融沉積快速成型技術(shù)（FDM）成型原理：FDM打印機(jī)結(jié)構(gòu)三角型ReymondClavel教授于80年代發(fā)明三角式并聯(lián)臂，通過(guò)平行四邊形連接實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動(dòng)，初期用于食品包裝機(jī)械。插值算法以直線模擬弧線，小線段數(shù)量影響分辨率，導(dǎo)致精度不足，新手調(diào)試?yán)щy，需優(yōu)化算法提升效果。三角結(jié)構(gòu)起源精度與調(diào)試難點(diǎn)Demaurex公司率先產(chǎn)業(yè)化，后因成本下降被創(chuàng)客用于3D打印機(jī)，形成三角柱體結(jié)構(gòu)，兼顧空間適應(yīng)性與高速傳動(dòng)。應(yīng)用與技術(shù)演進(jìn)任務(wù)2.4熔融沉積快速成型技術(shù)（FDM）成型原理：熔融沉積快速成型技術(shù)（FDM）打印機(jī)常用材料FDM材料以ABS、PLA等熱塑性材料為主，采用絲狀供料（卷軸絲），具有低成本特性。材料類型與供料方式01ABS材料，抗沖擊耐溫，化學(xué)穩(wěn)定性佳，易加工，應(yīng)用廣泛于工業(yè)領(lǐng)域，熱塑性工程塑料代表。ABS材料04對(duì)比粉末/液態(tài)材料工藝，F(xiàn)DM耗材更易保存更換，無(wú)污染殘留，作業(yè)環(huán)境更潔凈。材料成本與環(huán)保性02線材需嚴(yán)格匹配1.75mm或3mm直徑標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)粗易卡死，過(guò)細(xì)則觸發(fā)斷料感應(yīng)機(jī)制。線材規(guī)格與設(shè)備適配03任務(wù)2.4熔融沉積快速成型技術(shù)（FDM）成型原理：熔融沉積快速成型技術(shù)（FDM）打印機(jī)常用材料PLA，聚乳酸材料，熱穩(wěn)定，抗溶劑，易加工，生物降解，生物相容，光澤透明，手感熱穩(wěn)，耐菌阻燃，抗紫外，廣泛用于包裝、纖維、非織造物，服裝、工業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域。PLA材料PC，高分子聚合物，具高彈性、高沖擊強(qiáng)度，廣泛應(yīng)用于光盤(pán)、汽車、辦公設(shè)備等領(lǐng)域，特性包括透明性、尺寸穩(wěn)定性、耐候性和優(yōu)良電氣性能。P