3D打印材料的发展现状

3D打印,又称作增材制造,是快速成型技术的一种,被誉为“第三次工业革命”的核心技术．材料是3D打印的物质基础,也是当前制约3D打印发展的瓶颈．文章综述了3D打印材料的发展现状,重点介绍了用于3D打印的几类主要材料,并指出了当前3D打印材料发展所面临的问题．     

3D打印在大学生创新实验中的应用研究

3D打印技术在创新产品的设计与制造中应用越来越广泛。该文提出了3D打印技术在高校大学生创新实验中开设的目的和方式,以大学生创新创业训练计划项目为例,阐述了3D打印技术在汽车起动机壳体快速制作中的应用,包括三维数字模型的创建方法、导入到快速成型机中进行3D打印。对于激发学生创新思维能力和锻炼工程能力实践具有较好的促进作用,对于促进高校质量工程中的实验教学改革具有借鉴意义。     

基于3DP成型的零件后处理工艺研究

3DP三维印刷成型是一种唯一可以实现彩色打印的3D打印技术,可以打印多种彩色格式的模型。由于3DP的成型件存在强度低、表面粉末难以清除、色彩还原度不高和表面粗糙等缺陷,为此可采用渗蜡、固化以及表面喷涂等方法对其成型件进行后期工艺处理,以弥补这些缺陷,改善成型件的性能。     

面向材料挤出成型增材制造的自适应丝宽研究（英文）

目的:材料挤出成型增材制造技术在成形质量与加工效率方面仍有很大的提升空间。本文通过探究成形过程中的关键参数(打印速度和施加气压)对挤出丝宽的影响,研究实现可变丝宽的方法,提出自适应丝宽在提升工艺方面的应用,从而提高该工艺的适用性。创新点:1.通过实验与物理模型结合的方法,推导关键参数与丝宽的函数关系;2.基于增材制造技术的工艺特点,提出自适应丝宽在该工艺中的典型应用。方法:1.通过物理模型分析与数学推导,构建挤出丝宽与关键过程参数的函数关系,得到众多过程参数中对丝宽影响最为显著的两个参数;2.通过实验分析与对比,对构建的数学模型进行验证;3.提出自适应可变丝宽的实现方法及典型应用的实施方案。结论:1.挤出成型增材制造技术可以通过参数调节获得可控的挤出丝宽;2.两大关键工艺参数与丝宽之间存在关联函数;3.运用自适应可变丝宽可以提高工艺的适用性。     

基于3D打印技术的实践教学及应用

3D打印技术是一种结合多种高新技术于一体的增材快速成型制造技术,以3D打印技术为平台的实践教学作为一种新的实践教学形式正被越来越多的高校所采纳。阐述3D打印技术在实践教学中的应用和作用,介绍3D打印实验室的建设,基于3D打印实验室开展三种形式的3D打印实践教学应用,可以有效激发学生学习兴趣,提高学生动手能力和创新能力。     

浅析《机械设计》应用3D打印的案例式教学

《机械设计》课程兼备基础性和实践性,对于机类专业学生综合素质培养来讲,是一门至关重要的主干课。但是传统《机械设计》教学模式过于僵化,难以保证课程教学质量,由此本文提出基于3D打印的案例式教学的方式和方法,希望打开《机械设计》教学的新格局。首先对《机械设计》课程特点、存在问题和3D打印技术进行了简单介绍,接着倡导以3D打印技术为基础案例式教学的方式改变传统课程教学模式,进而对于3D打印案例式教学的实现路径进行了分析,希望可以给予实际3D打印的案例式教学工作一定的启示。     

3D打印技术概述

3D打印技术是一种利用三维数字模型逐层叠加成型的增材制造技术,其以颠覆性的制造原理被广泛运用于各行业与领域。文章对3D打印的定义、3D打印常见成型工艺及3D打印应用和发展趋势做了介绍。     

3D打印课程线上远程教学探索

疫情对高校教育教学造成了极大的影响,由于部分学生无法按时返校,迫使一些课程转为线上教学。线上教学对具有实践环节的课程提出了很大挑战。3D打印课程教学团队以此为契机,利用3D打印技术数字化、网络化的特点,从三维模型设计、远程打印、慕课资源整合三个方面对原有教学方案进行了全新的设计,成功实现了线上远程教学,提高了学生的课程参与度和体验感。     

3D打印技术在中小学教学中的应用——以英国中小学课堂引进3D打印技术项目为例

3D打印技术基于"设计即生产"的基本理念,通过支持学生在学习过程中的深度体验与参与发展学生的创造性思维和跨学科思维,同时也有助于提升学生的实践能力。该文主要分析英国中小学在学科教学中引入3D打印技术的目标指向、应用方式,并分析影响3D打印技术在学科教学中有效应用的相关因素,为探索教师在学科教学中适当应用3D打印技术提供参考。     

浅谈3D打印与创客教育

在第三次工业革命新浪潮背景下,3D打印作为一种兴起的快速成型技术,蕴含着"创造、创新"思维。将3D打印引入创客教育,开启了一场互联网+教育的"革命",以3D打印为载体,着力探索基于3D打印技术下的创客教育,扭转传统"教"与"学"的方式。     

高导热连续沥青基碳纤维增强复合丝材制备及3D打印（英文）

目的：为满足航天器对树脂导热性能的要求,解决3D打印复杂零件时导热效率低的问题,本研究提出一种新型连续中间相沥青基碳纤维/热塑性聚氨酯/环氧树脂（CMPCF/TPU/epoxy）复合长丝并介绍其制备工艺。创新点：1.该复合长丝的制备基于连续中间相沥青基碳纤维（CMPCF）的高导热性能、热塑性聚氨酯（TPU）的高弹性和环氧树脂（epoxy）的耐高温性能。2.沿导热方向打印长丝,并提出热固性复合丝材打印件的新固化方式。方法：1.采用上浆剂法进行表面上浆,选取水溶性聚氨酯作为表面上浆剂,提升连续中间相沥青基碳纤维聚束性。2.通过增韧预处理,选取TPU作为增韧基体材料,在上浆后的碳纤维束外包裹一层具有高韧性高强度的树脂层。3.采用浸涂处理工艺,选取固态环氧树脂,成功制备出高导热CMPCF/TPU/epoxy复合丝材。4.沿导热方向规划打印路径并进行打印测试,验证复合长丝的可打印性和打印件的导热系数。结论：1.通过对CMPCF进行表面上浆、增韧预处理和预浸处理,成功制备出高导热性能的CMPCF/TPU/epoxy复合长丝;在CMPCF外包裹TPU,解决了CMPCF因脆性而难以打印的问题。2.3D...     

FDM型义齿3D打印机设计与实现

针对目前熔融沉积成型义齿3D打印机不能连续进料、打印精度不高等缺点,基于开源的熔融沉积成型3D打印机,重新设计了机械结构和电气控制系统,实现了打印机的持续进料、不间断的高精度打印。采用气泵、螺杆进料机构,保证连续稳定的进料,采用Hbot型的传动机构,并借助Bresenham算法实现协调运动、均匀进料,自动调平保证打印的稳定性,并对进给量进行标定,保证填充的紧密。论述了挤出系统的结构、硬件系统框图和软件的实现。该设计打印质量良好。     

喷墨生物3D打印的组织工程和药学应用（英文）

生物3D打印具有通过层层叠加增材制造的方式构建所需载活细胞3D结构的能力。作为生物3D打印技术的重要组成部分,喷墨生物3D打印利用载细胞液滴作为基本单元,构造仿生组织或器官,以期用于替代人体损伤或病变的组织或器官。由于其优异的打印精度和准确性,喷墨生物3D打印目前已被广泛应用于组织工程和药物研发等领域。然而,尽管大量的应用已证明其在不同领域内的可行性和广泛适用性,喷墨生物3D打印仍然受限于生物材料的选择和打印工艺。本文针对喷墨生物3D打印,首先归纳总结了现有关键打印技术、可打印生物材料和其在组织工程和药学领域内的典型应用,进而对其面临的关键挑战和潜在解决方案进行讨论。     

工作平台可翻转的3D打印机实验分析

熔融沉积成型法(FDM)是重要的3D打印成型方法之一,提升结构复杂打印件的打印效率是3D打印领域一直的追求目标。在应用FDM技术对一些悬臂结构进行3D打印时由于添加支撑结构致使试件打印质量偏低或打印成功率低,设计了工作平台可翻转的3D打印机。对结构及原理进行介绍的同时为装置设计了新的控制方法,解释了新打印思路的可行性。通过对具有代表性试件的打印证实了打印机的功能实现的可行性以及正确性。     

3D打印：一种新兴的学习技术

3D打印是最近两年开始流行的一种快速成形技术,它以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来构造物体。目前,已经有学者尝试将它应用于教学中,取得了一定成果。从文献研究入手,介绍了3D打印机的原理和3D打印技术的发展现状;呈现了3D打印在各学科教学中的创造性应用,并列举了三个典型案例加以剖析;进一步分析了其在学习环境中的角色、主要应用模式和创新性用法;最后讨论了目前3D打印应用于教学的前景、优势和不足。     

3D打印技术在职业教育工业设计专业的应用研究

3D打印是一种采用逐层打印的方式通过3D打印设备快速成型立体呈现出三维实体模型的技术。随着3D打印技术的发展,它开始进入基础教育、职业教育和高等教育领域,对教育行业产生了深刻的影响。主要总结了3D打印技术在教育领域的发展现状,分析了3D打印技术在2017—2022年在职业教育领域发展的机遇,最后对3D打印在职业教育工业设计专业的特点和问题进行了概括,以期对3D打印技术和工业设计在职业教育领域的结合做出有益的探索。     

基于双目立体视觉的3D物体颜色测量方法研究

传统的物体颜色测量方法,均是针对平面物体而言的,不适用于3D物体尤其是表面不规则的3D物体表面的颜色测量.随着3D彩色打印技术的飞速发展,亟需一种快速的直接的3D物体颜色测量方法.鉴于此,提出了一种基于双目立体视觉的3D物体颜色测量方法.在标准LED灯箱中,首先使用双目相机采集标准棋盘格图像进行相机几何参数的标定,利用...     

3D打印在材料学科实验教学中的应用

3D打印技术作为一种新兴制造技术已成功运用于航空航天、交通、医疗等领域。文章阐述了在材料学科背景下,将3D打印技术引入本科生实验教学,这一新形式的教学过程极大地激发了学生的学习兴趣。该课程的设立使得学生对3D打印增材制造有了深入的理解,在独立设计并打印作品的过程中提高了学生的创造力、综合能力,为开展培养创新型人才教育提供了新的教学思路。     

基于虚拟现实的3D打印体验系统设计与实现

目前,3D打印技术不断普及,但传统学习渠道具有一定局限性,且3D打印设备价格昂贵,现场操作也存在一定安全问题。针对上述不足,应用虚拟现实技术,开发了一个3D打印体验系统。该系统采用UG对设备建模,Blender对模型进行渲染,通过Unity3D三维引擎开发平台完成虚拟场景构建,并通过SteamVR实现虚拟现实装备HTC Vive与虚拟场景交互。经过虚拟3D打印模型测试,系统可稳定运行,提供了一个直观、安全、高效的3D打印体验环境。     

北京3D打印研究院

北京3D打印研究院由北京城市学院发起成立于2014年,是增材制造国家创新中心发起股东单位之一、工业和信息化部教育与考试中心《3D打印应用工程师》系列专业技术技能人才培新标准制定单位、中国医学-耗材整合联盟副理事长单位、增材制造标准化委员会委员单位、中国工程院增材制造发展战略研究战略咨询单位、中国城市产业竞争力赋能联盟发起单位、北京市中小学生实验实践课程基地、拥有3D打印与智能制造方向的博士后科研工作站。