3D打印工程師2025年增材制造專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.增材制造的核心原理是根據(jù)數(shù)字模型，通過(guò)逐層添加材料來(lái)制造物體，其最根本的制造方式通常被歸類(lèi)為（）。A.拉伸成型B.壓縮成型C.增材成型D.切割去除2.在FDM（熔融沉積成型）技術(shù)中，材料在進(jìn)入打印頭之前通常需要達(dá)到的物理狀態(tài)是（）。A.液態(tài)B.氣態(tài)C.半固態(tài)/熔融態(tài)D.固態(tài)粉末3.SLA（光固化成型）技術(shù)主要使用哪種類(lèi)型的材料？（）A.熔融的聚合物絲材B.光敏樹(shù)脂C.粉末金屬D.熱塑性蠟材4.下列哪種增材制造工藝通常適用于制造大型、復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)件？（）A.SLAB.SLS（選擇性激光燒結(jié)）C.FDMD.DMLS（直接金屬激光燒結(jié)）5.在增材制造過(guò)程中，為了支撐懸空部分的結(jié)構(gòu)，通常需要設(shè)計(jì)并打印（）。A.加強(qiáng)筋B.邊緣框C.支撐結(jié)構(gòu)D.墊塊6.以下哪項(xiàng)不是增材制造過(guò)程中常見(jiàn)的零件表面缺陷？（）A.翹曲B.尺寸超差C.氣泡D.表面粗糙度（本身非缺陷，但常作為優(yōu)化目標(biāo)）7.選擇增材制造材料時(shí)，需要綜合考慮多個(gè)因素，其中機(jī)械性能屬于（）方面的考量。A.物理性能B.化學(xué)性能C.使用性能D.成本性能8.將3D數(shù)字模型文件轉(zhuǎn)換為打印機(jī)可以識(shí)別的指令序列的過(guò)程，通常稱(chēng)為（）。A.模型修復(fù)B.切片C.掃描D.后處理9.為了確保增材制造零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，以下哪種方法是不推薦的？（）A.優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)B.提高打印溫度C.延長(zhǎng)打印時(shí)間D.使用更高精度的打印頭10.增材制造技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用不包括（）。A.定制化假肢B.個(gè)性化植入物C.醫(yī)療模型制作D.批量生產(chǎn)藥品二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）1.以下哪些屬于增材制造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)？（）A.能夠制造復(fù)雜幾何形狀的零件B.可以減少材料浪費(fèi)C.生產(chǎn)周期通常比傳統(tǒng)制造短D.設(shè)備投資成本通常較低E.生產(chǎn)效率通常很高2.增材制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的常見(jiàn)缺陷包括哪些？（）A.層紋（LayerLines）B.缺陷（Failing）C.裂紋（Cracks）D.氣孔（Porosity）E.顏色偏差3.常見(jiàn)的增材制造材料有哪些？（）A.ABS塑料B.PA（聚酰胺）材料C.Ti64（鈦合金）D.AlSi10Mg（鋁合金）E.陶瓷材料4.影響增材制造零件打印質(zhì)量的因素主要包括哪些？（）A.打印參數(shù)設(shè)置（如溫度、速度、層厚）B.打印機(jī)本身的精度和穩(wěn)定性C.所用材料的質(zhì)量D.數(shù)字模型的幾何復(fù)雜度E.操作人員的技術(shù)水平5.增材制造安全操作中需要關(guān)注的主要風(fēng)險(xiǎn)包括哪些？（）A.某些材料的粉塵吸入B.高溫部件燙傷C.化學(xué)品（如樹(shù)脂）的揮發(fā)物暴露D.打印件掉落傷人E.電力線路安全三、判斷題（每題1分，共10分）1.增材制造技術(shù)只能制造塑料類(lèi)材料的產(chǎn)品。（）2.SLA打印完成后，通常需要使用紫外燈進(jìn)行后固化處理。（）3.FDM打印的零件通常不需要任何支撐結(jié)構(gòu)。（）4.增材制造過(guò)程中產(chǎn)生的粉末或廢料可以隨意丟棄。（）5.所有的增材制造工藝都可以實(shí)現(xiàn)金屬材料的直接制造。（）6.切片軟件的主要功能是將3D模型切割成極薄的層，并生成打印機(jī)運(yùn)動(dòng)路徑。（）7.增材制造零件的精度主要取決于打印機(jī)的物理尺寸。（）8.為了獲得更好的打印效果，打印速度越慢越好。（）9.增材制造技術(shù)正在逐漸改變傳統(tǒng)制造業(yè)的供應(yīng)鏈模式。（）10.模型設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮打印方向?qū)α慵阅芎椭涡枨蟮挠绊?。（）四、?jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述FDM和SLA兩種增材制造技術(shù)的核心原理及主要區(qū)別。2.描述增材制造過(guò)程中常見(jiàn)的兩種缺陷（如層紋和翹曲），并簡(jiǎn)述可能的原因。3.選擇一種你熟悉的增材制造材料（如ABS、PA或某種金屬），列舉其主要特點(diǎn)和典型應(yīng)用領(lǐng)域。4.簡(jiǎn)述增材制造工藝流程中“模型修復(fù)”或“支撐生成”的必要性。五、計(jì)算題（6分）假設(shè)使用某FDM打印機(jī)打印一個(gè)長(zhǎng)、寬、高分別為100mm、60mm、40mm的零件，模型打印方向?yàn)殚L(zhǎng)邊水平放置。已知該打印機(jī)設(shè)置層厚為0.2mm，打印速度為50mm/s，打印溫度為210°C，打印頭直徑為0.4mm。請(qǐng)計(jì)算：1.該零件大致需要打印多少層？2.理論上完成該零件打印大約需要多少時(shí)間？（不考慮層間轉(zhuǎn)移、冷卻、暫停等時(shí)間）六、論述題（8分）結(jié)合增材制造技術(shù)的特點(diǎn)，論述其在定制化生產(chǎn)方面相較于傳統(tǒng)制造方式的優(yōu)勢(shì)，并舉例說(shuō)明其在至少兩個(gè)不同行業(yè)中的應(yīng)用潛力。---試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.C解析：增材制造的根本方式是“增材成型”，即通過(guò)逐層添加材料制造物體。2.C解析：FDM技術(shù)是熔融沉積成型，核心是加熱將線材熔化成熔融態(tài)后擠出。3.B解析：SLA（光固化成型）使用特定波長(zhǎng)的光源照射光敏樹(shù)脂使其固化成型。4.B解析：SLS（選擇性激光燒結(jié)）使用激光燒結(jié)粉末材料，適合制造大型、復(fù)雜、形狀自由的金屬或高性能塑料零件。5.C解析：支撐結(jié)構(gòu)是為了支撐懸空部分，防止在打印過(guò)程中下落變形或損壞。6.D解析：表面粗糙度是零件表面特征，通常作為可優(yōu)化指標(biāo)而非缺陷。其他選項(xiàng)均為常見(jiàn)缺陷。7.C解析：機(jī)械性能（強(qiáng)度、韌性等）是零件在使用中需要滿足的性能要求，屬于使用性能范疇。8.B解析：切片是將3D模型轉(zhuǎn)化為打印機(jī)指令的過(guò)程，是FDM、SLA等許多增材制造工藝的關(guān)鍵步驟。9.B解析：提高打印溫度并非總是有效，過(guò)高可能導(dǎo)致材料降解、變形或翹曲，應(yīng)根據(jù)材料和工藝優(yōu)化。10.D解析：增材制造在醫(yī)療領(lǐng)域主要用于定制化植入物、假肢、模型等，批量生產(chǎn)藥品不屬于其常規(guī)應(yīng)用。二、多項(xiàng)選擇題1.A,B,C解析：增材制造優(yōu)點(diǎn)包括制造復(fù)雜幾何形狀、材料利用率高、縮短生產(chǎn)周期。設(shè)備投資和效率并非總是優(yōu)勢(shì)。2.A,B,C,D解析：層紋、缺陷、裂紋、氣孔都是增材制造中常見(jiàn)的物理缺陷。顏色偏差可能存在但相對(duì)少見(jiàn)。3.A,B,C,D,E解析：ABS、PA、Ti64、AlSi10Mg、陶瓷材料都是常見(jiàn)的增材制造材料，涵蓋塑料、金屬、陶瓷。4.A,B,C,D,E解析：打印質(zhì)量受參數(shù)、設(shè)備、材料、模型復(fù)雜度和人員水平等多方面因素綜合影響。5.A,B,C,D,E解析：增材制造安全風(fēng)險(xiǎn)涉及粉塵、高溫、化學(xué)品、物理傷害和電氣安全等多個(gè)方面。三、判斷題1.×解析：增材制造可以使用多種材料，包括金屬、陶瓷、復(fù)合材料、生物材料等，不僅限于塑料。2.√解析：SLA打印后通常需要使用紫外燈進(jìn)行后固化，以使樹(shù)脂完全固化，提高強(qiáng)度和耐久性。3.×解析：FDM打印懸空結(jié)構(gòu)時(shí)通常需要設(shè)計(jì)并打印支撐結(jié)構(gòu)，否則零件會(huì)下落變形或損壞。4.×解析：增材制造產(chǎn)生的粉末或廢料含有有害物質(zhì)，需要按照環(huán)保規(guī)定進(jìn)行分類(lèi)收集和處理，不可隨意丟棄。5.×解析：并非所有增材制造工藝都能直接制造金屬，如SLA使用樹(shù)脂，需要結(jié)合其他工藝（如DMLS）才能制造金屬。6.√解析：切片軟件的核心功能是將3D模型離散化為薄層，并計(jì)算出打印頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，生成打印機(jī)指令。7.×解析：增材制造零件精度受多種因素影響，包括打印頭精度、平臺(tái)平整度、參數(shù)設(shè)置、材料收縮等，并非簡(jiǎn)單取決于打印機(jī)物理尺寸。8.×解析：打印速度需要根據(jù)材料特性、層厚、打印要求等因素優(yōu)化，并非越慢越好，過(guò)慢可能導(dǎo)致效率低下或問(wèn)題產(chǎn)生。9.√解析：增材制造支持按需生產(chǎn)，縮短供應(yīng)鏈，減少庫(kù)存，正在改變傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)和供應(yīng)模式。10.√解析：模型設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的打印方向?qū)α慵闹涡枨?、打印成功率、表面質(zhì)量、機(jī)械性能都有重要影響。四、簡(jiǎn)答題1.FDM（熔融沉積成型）：利用加熱熔化熱塑性線材，通過(guò)打印頭擠出，按順序堆積成型。SLA（光固化成型）：利用紫外激光照射液態(tài)光敏樹(shù)脂，使其逐層固化成型。主要區(qū)別在于成型原理（熔融堆積vs光固化）、材料形態(tài)（線材vs液體）、精度（通常FDM較低vsSLA較高）、適用材料（熱塑性塑料vs樹(shù)脂）等。2.層紋：由打印頭運(yùn)動(dòng)軌跡在零件表面留下的可見(jiàn)層狀痕跡。原因：層厚過(guò)大、打印速度過(guò)快、冷卻不足、材料流動(dòng)性差等。翹曲：零件在打印過(guò)程中或冷卻后發(fā)生變形，通常表現(xiàn)為翹起。原因：模型設(shè)計(jì)懸空部分過(guò)大或支撐不足、打印平臺(tái)不平整、受熱不均（如環(huán)境溫差大）、材料收縮率不均等。3.以ABS塑料為例：特點(diǎn)：強(qiáng)度較高、耐沖擊性好、尺寸穩(wěn)定性一般（需要后處理）、易于加工。典型應(yīng)用領(lǐng)域：汽車(chē)零部件（如儀表板、內(nèi)飾件）、電子產(chǎn)品外殼、3D打印模型、一般結(jié)構(gòu)零件等。4.模型修復(fù)（或支撐生成）：增材制造過(guò)程中，對(duì)于懸空或傾斜角度較大的模型表面，直接打印會(huì)失敗或產(chǎn)生不良外觀。模型修復(fù)技術(shù)會(huì)自動(dòng)在需要的地方添加過(guò)渡結(jié)構(gòu)（支撐），打印完成后可以手動(dòng)或自動(dòng)去除，確保打印成功和零件完整性。支撐生成是為了解決幾何形狀限制，保證打印順利進(jìn)行。五、計(jì)算題1.層數(shù)=總高度/層厚=40mm/0.2mm=200層。2.打印路徑長(zhǎng)度（近似）：長(zhǎng)邊周長(zhǎng)*層數(shù)+短邊周長(zhǎng)*(總層數(shù)-1)/2（簡(jiǎn)化模型，實(shí)際更復(fù)雜）=(100+60)*200+(100+40)*(200-1)/2=160*200+140*199/2=32000+27830=59830mm打印時(shí)間=總路徑長(zhǎng)度/打印速度=59830mm/50mm/s=1196.6秒≈19.9分鐘。（注：此計(jì)算為高度方向路徑的簡(jiǎn)化估算，實(shí)際打印包含層間移動(dòng)等，時(shí)間會(huì)稍長(zhǎng)。）六、論述題增材制造的核心是“按需添加材料”和“數(shù)字驅(qū)動(dòng)”，這使得它在與傳統(tǒng)減材制造相比時(shí)，在定制化生產(chǎn)方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。首先，增材制造可以直接根據(jù)用戶的數(shù)字模型進(jìn)行生產(chǎn)，無(wú)需昂貴的模具或工裝，能夠快速響應(yīng)個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)小批量甚至單件生產(chǎn)的高