3D打印期末知识点
3D打印期末知识点
第⼀章概论
1、 3D打印技术是增材制造技术的简称，其加⼯原理是什么？
基于平⾯离散与堆积原理的成形⽅法。获得实体的三维CAD模型数据进⾏平⾯分层离散化，然后利⽤专有的CAM制造系统将离散材料逐层累加原理制造实体零件的数字化制造技术。
2、 3D打印主要有哪些⽅法，各种主要⽅法的英⽂及缩写是什么？
①采⽤光敏树脂材料通过激光照射逐层固化⽽成型的光固化成型法（SLA）②采⽤纸材等薄层材料通过逐层粘结和激光切割⽽成型的叠层实体制造法（LOM）
③采⽤粉状材料通过激光选择性烧结逐层固化⽽成型的选择性激光烧结法（SLS）
④采⽤熔融材料加热熔化挤压喷射冷却⽽成型的熔融沉积制造法（FDM）⑤喷
涂喷墨设备（3DP）
3、快速成型是哪些先进技术的集成?
新材料、激光应⽤技术、精密伺服驱动技术、计算机技术、数控技术
4、快速原型的主要⽤途有哪些?其显著优势是什么？
主要⽤途：可⽤于新产品的外观评估、装配检验及功能检验等，作为样件可直接替代机加⼯或者其他成形⼯艺制造的单件或⼩批量的产品，也可⽤于硅橡胶模具的母模或熔模铸造的消失型等，从⽽批量地翻制塑料及⾦属零件。
显著优势：制造周期⼤⼤缩短，成本⼤⼤降低。基于快速原型的快速模具制造技术进⼀步发挥了快速成型制造技术的优越性，可在短期内迅速推出满⾜⽤户需求的⼀定批量的产品，⼤幅度降低了新产品开发研制的成本和投资风险，缩短了新产品研制和投放市场的周期，在⼩批量、多品种、改型快的现代制造模式下具有强劲的发展势头。
5、快速成型技术发展趋势有哪些?
⾦属零件的直接快速成型、概念创新与⼯艺改进、数据优化处理及分层⽅式的演变、快速成型设备的专⽤化和⼤型化、开发性能优越的成型材、成型材料系列化、标准化、喷射成型技术的⼴泛应⽤、梯度功能材料的应⽤、组织⼯程材料快速成型、开发新的成型能源、拓展新的应⽤领域、集成化
6、快速成型的特点（⾮作业）
⾃由成型制造、制造过程快速、添加式和数字化驱动成型⽅式、技术⾼度集成、突出的经济效益、⼴泛的应⽤领域
第⼆章光固化快速成型⼯艺
1、光固化快速成型加⼯原理。
液槽中盛满液态光敏树脂，氦－镉激光器或氩离⼦激光器发出的紫外激光束在控制系统的控制下按零件的各分层截⾯信息在光敏树脂表⾯进⾏逐点扫描，使被扫描区域的树脂薄层产⽣光聚合反应⽽固化，形成零件的⼀个薄层。⼀层固化完毕后，⼯作台
下移⼀个层厚的距离，以使在原先固化好的树脂表⾯再敷上⼀层新的液态树脂，刮板将粘度较⼤的树脂液⾯刮平，然后进⾏下⼀层的扫描加⼯，新固化的⼀层牢固地粘结在前⼀层上，如此重复直⾄整个零件制造完毕，得到⼀个三维实体原型。
2、光固化成型技术的特点(⾮作业)
优点：成型过程⾃动化程度⾼、尺⼨精度⾼、优良的表⾯质量、可以制作结构⼗分复杂的模型，尺⼨⽐较精细的模型、可以直接制作⾯向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型、制作的原型可以⼀定程度地替代塑料件
缺点：制件易变形、较脆易断裂性能尚不如常⽤的⼯业塑料、设备运转及维护成本较⾼、使⽤的材料较少、液态树脂有⽓味和毒性，并且需要避光保护，以防⽌提前发⽣聚合反应，选择时有局限性、需要⼆次固化
3、⽤于光固化快速成型的材料为液态光固化树脂，或称液态光敏树脂。
4、光固化成型加⼯⼯艺过程主要分为⼏个阶段，其前处理⼯艺过程包括哪些基本步骤？
前处理、原型制作和后处理。CAD三维造型、数据转换、确定摆放⽅位、施加⽀撑、切⽚分层
5、影响光固化原型精度的因素有哪些？为提⾼原型精度，各因素是如何控制的？
1.⼏何数据处理造成的误差；措施：（1）直接切⽚（2）⾃适应分层。
2. 成型过程中材料的固化收缩引起的翘曲变形；措施：（1）成型⼯艺的改进；（2）树脂配⽅的改进。
3. 树脂涂层厚度对精度的影响；措施：⼆次曝光法—多次反复曝光后的固化深度与以多次曝光量之和进⾏⼀次曝光的固化深度是等效的。
4. 光学系统对成型精度的影响；措施：（1）光路校正，振镜；（2）光斑校正。
5. 激光扫描⽅式对成型精度的影响；措施：采⽤分区扫描⽅式。
6. 光斑直径⼤⼩对成型尺⼨的影响；措施：光斑补偿⽅法。
7. 激光功率、扫描速度、扫描间距产⽣的误差。措施：⾸先对扫描固化过程进⾏理论分析，进⽽出各个⼯艺参数对扫描过程的影响。
第三章叠层实体快速成型⼯艺
1、叠层实体快速原型制造⼯艺的基本原理。
叠层实体快速原型制造技术由计算机、材料存储及送进机构、热粘压机构、激光切割系统、可升降⼯作台和数控系统和机架等组成。⾸先在⼯作台上制作基底，⼯作台下降，送纸滚筒送进⼀个步距的纸材，⼯作台回升，热压滚筒滚压背⾯涂有热熔胶的纸材，将当前迭层与原来制作好的迭层或基底粘贴在⼀起，切⽚软件根据模型当前层⾯的轮廓控制激光器进⾏层⾯切割，逐层制作，当全部迭层制作完毕后，再将多余废料去除，最终形成三维⼯件原型。
2、叠层实体快速原型制造⼯艺的特点（⾮作业）
优点：原材料价格便宜，原型制作成本低；制件尺⼨⼤；⽆须后固化处理；⽆须设计和制作⽀撑结构；废料易剥离；热物性与机械性能好，可实现切削加⼯；精度⾼；设备可靠性好，寿命长；操作⽅便。缺点：不能直接制作塑料⼯件；⼯件的抗拉强度和弹性不够好；⼯件易吸湿膨胀；⼯件表⾯有台阶纹，需打磨。
3、当前开发出来的叠层实体快速成型材料主要有⼏种？其中常⽤的是什么？
薄层材料：纸、塑料薄膜、⾦属箔等。粘结剂：热熔胶。制备⼯艺：涂布⼯艺；
常⽤的是涂有热熔胶的纸材。
第四章选择性激光烧结成型⼯艺
1、叙述选择性激光烧结快速原型⼯艺的基本原理。
选择性激光烧结加⼯过程是采⽤铺粉辊将⼀层粉末材料平铺在已成形零件的上表⾯，并加热⾄恰好低于该粉末烧结点的某⼀温度，控制系统控制激光束按照该层的截⾯轮廓在粉层上扫描，使粉末的温度升⾄熔化点，进⾏烧结并与下⾯已成形的部分实现粘接。当⼀层截⾯烧结完后，⼯作台下降⼀个层的厚度，铺料辊⼜在上⾯铺上⼀层均匀密实的粉末，进⾏新⼀层截⾯的烧结，如此反复，直⾄完成整个模型。
2、选择性激光烧结⼯艺的特点有哪些？（⾮作业）
优点：①可直接制作⾦属制品；②可采⽤多种材料；③⽆需⽀撑结构；④制造⼯艺⽐较简单；⑤材料利⽤率⾼。缺点：①原型表⾯粗糙；②烧结过程挥发异味；
③有时需要⽐较复杂的辅助⼯艺。
3、简述⾦属粉末材料间接烧结⼯艺过程。
⾦属零件间接烧结⼯艺使⽤的材料为混合有树脂材料的⾦属粉末材料，SLS⼯艺主要实现包裹在⾦属粉粒表⾯树脂材料的粘接。其⼯艺过程如图1所⽰。由图中可知，整个⼯艺过程主要分三个阶段：⼀是SLS原型件（“绿件”）的制作，⼆是粉末烧结件（“褐件”）的制作，三是⾦属溶渗后处理。
CAD模型、分层切⽚、激光烧结（SLS）、RP原件、⼆次烧结（800o C）、三次烧结（1080o C）、⾦属熔渗、⾦属件
4、简述⾦属粉末材料直接融化成形⼯艺过程。（⾮作业）
⾦属零件直接烧结⼯艺采⽤的材料是纯粹的⾦属粉末，是采⽤SLS⼯艺中的激光能源对⾦属粉末直接烧结，使其融化，实现叠层的堆积。CAD模型、分层切⽚、激光烧结、RP原型零件、⾦属件。
5、⾼分⼦粉末材料烧结⼯艺（⾮作业）
（1）前处理（2）粉层激光烧结叠加（3）后处理
⾼分⼦粉末材料烧结件的后处理⼯艺主要有渗树脂和渗蜡两种。当原型件主要⽤于熔模铸造的消失型时，需要进⾏渗蜡处理。当原型件为了提⾼强硬性指标时，需要进⾏渗树脂处理。
聚合物：渗蜡或渗树脂、⾦属/陶瓷：后烧结，渗⾦属
第五章熔融沉积快速成型⼯艺
1、叙述熔融沉积快速成型⼯艺的基本原理。（⾮作业）
熔融沉积是将丝状的热熔性材料加热熔化，通过带有⼀个微细喷嘴的喷头挤喷出来，如果热熔性材料的温度始终稍⾼于固化温度，⽽成型部分的温度稍低于固化温度，就能保证热熔性材料挤喷出喷嘴后，随即与前⼀层⾯熔结在⼀起。⼀个层⾯沉积完成后，⼯作台按预定的增量下降⼀个层的厚度，再继续熔喷沉积，直⾄完成整个实体造型。
2、熔融沉积成型⼯艺的特点（⾮作业）
优点：系统构造和原理简单，运⾏维护费⽤低（⽆激光器）；原材料⽆毒，适宜在办公环境安装使⽤；⽤蜡成形的零件原型，可以直接⽤于失蜡铸造；可以成型任意复杂程度的零件；⽆化学变化，制件的翘曲变形⼩；原材料利⽤率⾼，且材料寿命长；⽀撑去除简单，⽆需化学清洗，分离容易；可直接制作彩⾊原型
缺点：成型件表⾯有较明显条纹；沿成型轴垂直⽅向的强度⽐较弱；需要设计与制作⽀撑结构；原材料价格昂贵；需要对整个截⾯进⾏扫描涂覆，成形时间较长。
3、双喷头熔融沉积快速成型⼯艺的突出优势是什么？
沉积过程中具有较⾼的沉积效率，降低模型制作成本，可以灵活地选择具有特殊性能的⽀撑材料，以便于后处理过程中⽀撑材料的去除。
4、熔融沉积⼯艺使⽤的材料分为两部分：⼀类是成型材料，另⼀类是⽀撑材料。FDM⼯艺对成型材料的要求是熔融温度低、粘度低、粘结性好、收缩率⼩。FDM ⼯艺对⽀撑材料的要求是能够承受⼀定的⾼温、与成型材料不浸润、具有⽔溶性或者酸溶性、具有较低的熔融温度、流动性要特别好等。（⽔溶性⽀撑、易剥离性⽀撑）
5、熔融沉积快速成型⼯艺过程：前处理、成型及后处理
前处理：CAD数字建模、载⼊模型、STL⽂件校验与修复、确定摆放⽅位、存储分层⽂件；后处理：去除⽀撑、打磨
6、熔融沉积快速成型⼯艺因素分析
（1）材料性能的影响：热收缩、分⼦取向的收缩
陶瓷制作工艺流程措施：改进材料的配⽅、设计时考虑收缩量进⾏尺⼨补偿
（2）喷头温度和成型室温度的影响
措施：喷头温度应根据丝材的性质在⼀定范围内选择，以保证挤出的丝呈熔融流动状态。⼀般将成型室的温度设定为⽐挤出丝的熔点温度低1~2℃。
（3）填充速度与挤出速度的交互影响
措施：挤出速度应与填充速度相匹配
（4）分层厚度的影响
措施：兼顾效率和精度确定分层厚度，必要时可通过打磨提⾼表⾯质量与精度（5）成型时间的影响
措施：加⼯时控制好喷嘴的⼯作温度和每层的成型时间，以获得精度较⾼的成型件。
（6）扫描⽅式的影响
措施：可采⽤复合扫描⽅式，即外部轮廓⽤偏执扫描，⽽内部区域填充⽤回转扫描，这样既可以提⾼表⾯精度，也可简化扫描过程，提⾼扫描效率。
7、⽓压式熔融沉积快速成型系统⼯作原理。
被加热到⼀定温度的低粘性材料，通过空⽓压缩机提供的压⼒由喷头挤出，涂覆于⼯作平台或前⼀沉积
层之上。喷头按当前层的层⾯⼏何形状进⾏扫描堆积，实现逐层沉积凝固。
第六章三维打印快速成形及其他快速成型⼯艺
1、依据其使⽤材料不同及固化⽅式不同，3DP快速成型技术可分为粉末材料三维喷涂粘结成型、熔融材料喷墨三维打印成型两⼤类⼯艺。
2、三维喷涂粘结⼯艺的基本原理是什么？
通过喷头喷涂粘结剂将零件的截⾯“印刷”在材料粉末上⾯。⾸先按照设定的层厚进⾏铺粉，然后利⽤喷嘴按指定路径将液态粘结剂喷在预先铺好的粉层特定区域，之后⼯作台下降⼀个层厚的距离，继续进⾏下⼀层的铺粉，逐层粘结后去除多余底料便得到所需形状的制件。
3、三维喷涂粘结快速成型⼯艺的特点（⾮作业）
优点：成本低、材料⼴泛、成型速度快、安全性较好、应⽤范围⼴。缺点：模型精度和表⾯粗糙度⽐较差，零件易变形甚⾄出现裂纹等，模型强度较低。
第⼋章基于快速原型的软模快速制造技术（⾮作业）
1、基于RP的快速模具制造⽅法⼀般分为直接法和间接法两⼤类。直接制模法是直接采⽤RP技术制作模具。间接制模法指利⽤RP原型间接地翻制模具。依据材质不同，间接制模法⽣产出来的模具⼀般分为软质模具和硬质模具两⼤类。
2、基于快速原型的软质模具制造⽅法主要有哪些？
软质模具制造⽅法主要有硅橡胶浇注法、⾦属喷涂法、树脂浇注法等。
3、硅橡胶模具有哪些优点？制模⽤硅橡胶分为哪两类？
硅橡胶模具的优点有：具有良好的柔性和弹性，能够制作结构复杂、花纹精细、⽆拔模斜度甚⾄具有倒拔模斜度以及具有深凹槽类的零件，制作周期短，制件质量⾼。制模⽤硅橡胶分为缩合型和加成型两类。
4、简述基于RP原型的硅橡胶模具制作⼯艺流程。
5、电弧喷涂制模⼯艺流程⼤致分为哪⼏个阶段？
①模型准备②在模型上喷涂⾦属③制作模具框架④浇注模具的填充材料⑤脱模、后序加⼯处理
6、简述基于快速原型的环氧树脂模具制作⼯艺流程。
模型准备→底座制作并固定原型→涂脱模剂→浇注树脂→去除底座并进⾏另⼀半模的制作→树脂硬化并脱模→模具修整并组装
7、⼿⼯经济型硅橡胶模具制作⼯艺流程
原型、分型处理、贴黏⼟或橡⽪泥、配⽯膏浆、⽯膏造型（背衬）、去黏⼟、浇注硅橡胶、修型、试制产品。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。