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    3D打印技術在職業教育教學中的應用(一)

    0 引言
            3D 打印又被稱為增材制造,是一種新型的制造方式,經過30 多年的發展,技術已經比較成熟,被廣泛應用于航天、軍工、醫療等領域。3D 打印是利用計算機設計數據采用材料逐層堆積的方法制造實體零件的技術,目前,已經發展出激光燒結技術、熔融沉積成形技術、立體光刻技術、電子束熔煉技術、超聲波固結技術、噴墨沉積技術等多種類型。而從嚴格意義上來說,噴墨沉積技術才是真正的3D 打印。作為第三次工業革命的代表性技術之一,3D 打印技術目前已經步入了飛速發展的時代,以3D 打印技術為代表的快速成型技術被看作是引發新一輪工業革命的關鍵要素。


            方興未艾的3D 打印技術,被視為傳統產業實現升級的重要途徑,在這一領域,中國已經取得了一批基礎研究和產業化成果,部分甚至處于世界領先水平。目前,基本上有機械學院的大學都有3D 打印技
    術,在這方面做的比較好的大學有清華大學、華中科技大學、西安交通大學三家。蘭州石化職業技術學院去年也成功地引進一臺美國Stratasys 公司研發的桌上型三維打印機Objet30 Pro,并已經將3D打印技術引入到了教學實踐中。

    1 3D 打印概述
            Objet30 Pro 打印機基于PolyJet 3D 技術,其打印過程與噴墨打印類似,但PolyJet 3D 打印機并非在紙張上噴射墨滴,而是將可固化液態光敏樹脂層噴射到構建托盤上。該過程相當簡單。
    (1) 三維建模:可用UG、Pro/ E、CAXA、CATIA 、Solidworks、Pro / E 以及3ds MAX 等三維建模軟件建立三維數字化模型,也可以通過專業3D 掃描儀或是Kinect 等DIY 掃描設備獲取對象的三維數據,并以數字化方式生成三維模型。
     
    (2) 打印生產:將三維模型插入排版軟件Objet Studio,軟件自動根據3 維CAD 文件計算光敏樹脂和支撐材料的位置;將模型按照一定的厚度分層,并發送切片給打印機;3D 打印機噴射細小光敏樹脂液滴并立即使用紫外線將其固化。薄層聚集在構建托盤上,形成精確的3D 模型或零件。3D 打印機會在懸垂部分或形狀復雜需要支撐處噴射可去除的凝膠狀支撐材料。

    (3) 后處理:打印完成后,模型無需后續固化,用戶可輕松地用手或高壓水去除支撐材料,也可直接對3D 打印機生成的模型和零件進行修整、上色等后期處理和使用,最終完成所需要的制作。打印流程如圖
    1 所示。

            以打印一個;諡槔。首先用CAXA 或Pro/ E等三維建模軟件設計出;盏哪P,可以是零件,也可以是裝配體,如圖2 所示;然后將此三維模型導出為STL 或SLC 格式,插入到打印機服務器Objet Studio軟件上,利用排版軟件進行定位,如圖3 所示。
    3D打印流程

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