本書從技術(shù)簡介、技能知識、技能素養(yǎng)、技術(shù)實(shí)例、技術(shù)實(shí)施五個(gè)角度著手，各部分內(nèi)容中分別加入相應(yīng)的交叉知識點(diǎn)和綜合知識點(diǎn)，從實(shí)際出發(fā)、用通俗易懂的語言闡述了3D打印組裝維護(hù)和設(shè)計(jì)應(yīng)用內(nèi)容。全書包含四個(gè)章節(jié)、一個(gè)附錄，共五個(gè)部分。第一章為3D打印概述部分，涵蓋了3D打印技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)、原理和流程、各類型3D打印技術(shù)和3D打印機(jī)體結(jié)構(gòu)、3D打印耗材等內(nèi)容，并對3D打印技術(shù)的未來做了集約化的展望。第二章為3D打印組裝與維護(hù)部分，以3Dtakers的3D打印機(jī)為例、詳解了打印機(jī)從無到有、從有到通、從通到精的方法與過程，內(nèi)容中涵蓋了3Dtakers的嵌入式軟硬件、嵌入式控制系統(tǒng)、控制電路和電機(jī)驅(qū)動、機(jī)械結(jié)構(gòu)等重要內(nèi)容。第三章為3D打印設(shè)計(jì)部分，以十二個(gè)生動的實(shí)際案例，由淺入深、從易到難的詳解了面向3D打印軟硬件的設(shè)計(jì)方法，給出了能夠提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和打印成功率、促進(jìn)打印穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)技巧與避免事項(xiàng)；以泛維智連手機(jī)智能3D照片視頻建模系統(tǒng)為例，講解了使用智能手機(jī)即可進(jìn)行全自動三維掃描建模的方法和流程。第四章為3D打印應(yīng)用部分，以建筑和BIM、航空航天、汽車制造、生物醫(yī)療、文化創(chuàng)意五個(gè)領(lǐng)域?yàn)槔�、介紹了3D打印設(shè)備和技術(shù)的多領(lǐng)域應(yīng)用方法與方式，為讀者開拓思路、啟迪思想。附錄詳細(xì)而有序的列出3Dtakers打印機(jī)組件，為讀者快速掌握3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)提供幫助。

難得的一本從原理到實(shí)操手把手教的3D打印技術(shù)指導(dǎo)

劉利釗，男，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師�？焖僦圃靽�家工程研究中心廈門研發(fā)中心研發(fā)部長，廈門理工&三維泰柯3D打印工程研發(fā)中心負(fù)責(zé)人，廈門市經(jīng)濟(jì)和信息化局信息化副處長，廈門市發(fā)改委重點(diǎn)項(xiàng)目管理處副處長，廈門市信息化專家，廈門市發(fā)展改革評審專家。三維泰柯（廈門）電子科技有限公司技術(shù)總監(jiān)，多維泰特（廈門）智能科技有限公司，泛維智連（廈門）軟件有限公司技術(shù)總監(jiān)。廈門理工學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)術(shù)骨干。

近年來，主要從事智能制造、3D打印、大數(shù)據(jù)、圖形圖像、信息安全、無人機(jī)的科學(xué)研究和教學(xué)工作，先后參與國家985工程某密項(xiàng)目、國家973重點(diǎn)工程、國家自然科學(xué)基金、福建省自然科學(xué)基金、廈門市科技計(jì)劃項(xiàng)目等10余項(xiàng)，榮獲中國計(jì)算機(jī)學(xué)會、中國通信學(xué)會、臺灣省軟件學(xué)會、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、廈門大學(xué)等多項(xiàng)學(xué)術(shù)獎。在《計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)》、《軟件學(xué)報(bào)》、《中國通信》、《清華大學(xué)學(xué)報(bào)》、《上海交大學(xué)報(bào)》等知名期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，其中SCI、EI收錄30余篇次。2015年受邀至北京人民大會堂為相關(guān)國家領(lǐng)導(dǎo)人做智能制造專題報(bào)告。

第1章 3D打印概述………………………………………… 001

1.1 3D打印發(fā)展脈絡(luò)……………………………………… 001

1.2 3D打印原理和流程…………………………………… 002

1.3 3D打印技術(shù)簡介……………………………………… 003

1.3.1 光固化成型技術(shù)… ……………………………… 003

1.3.2 熔絲沉積成型技術(shù)……………………………… 004

1.3.3 選擇性激光燒結(jié)成型技術(shù)……………………… 005

1.3.4 三維粉末粘結(jié)成型技術(shù)… ……………………… 006

1.3.5 分層實(shí)體制造成型技術(shù)… ……………………… 007

1.3.6 數(shù)字光處理成型技術(shù)… ………………………… 008

1.3.7 其它3D打印成型技術(shù)…………………………… 009

1.4 常見的3D打印機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)簡介……………………… 010

1.4.1 三角型結(jié)構(gòu)… …………………………………… 011

1.4.2 矩形盒式結(jié)構(gòu)…………………………………… 011

1.4.3 矩形桿式結(jié)構(gòu)…………………………………… 012

1.4.4 三角爪式結(jié)構(gòu)… ………………………………… 013

1.5 國內(nèi)外3D打印發(fā)展現(xiàn)狀簡述………………………… 014

1.6 3D打印耗材簡述……………………………………… 016

1.7 3D打印發(fā)展趨勢和總結(jié)……………………………… 017

第2章 3D打印機(jī)組裝與維護(hù)……………………………… 019

2.1 3Dtakers桌面型打印機(jī)簡介… ……………………… 019

2.2 3D打印機(jī)的組裝……………………………………… 020

2.2.1 機(jī)架結(jié)構(gòu)與傳動模塊組裝……………………… 021

2.2.2 線路模塊組裝…………………………………… 030

2.2.3 打印頭安裝及調(diào)試……………………………… 033

2.2.4 平臺模塊安裝及水平調(diào)試……………………… 036

2.2.5 打印材料安裝…………………………………… 037

2.2.6 整機(jī)調(diào)試………………………………………… 040

2.2.7 取下打印的物體… ……………………………… 044

2.3 3D打印機(jī)的維護(hù)……………………………………… 045

2.3.1 常見問題與解決方案… ………………………… 045

2.3.2 打印頭堵料故障排除…………………………… 053

第3章 3D打印設(shè)計(jì)………………………………………… 055

3.1 3D打印設(shè)計(jì)概述……………………………………… 055

3.2 3D打印設(shè)計(jì)案例……………………………………… 056

3.3 3D打印模型設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)…………………………… 121

3.4 智能3D照片視頻建模軟件的使用…………………… 126

3.4.1 照片建模步驟… ……………………………… 128

3.4.2 視頻建模步驟…………………………………… 130

第4章 3D打印應(yīng)用………………………………………… 133

4.1 3D打印在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用…………………………… 133

4.2 3D打印在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用……………………… 136

4.3 3D打印在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用……………………… 139

4.4 3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用…………………………… 140

4.5 3D打印在文化創(chuàng)意領(lǐng)域的應(yīng)用……………………… 143

附錄………………………………………………………… 147

3D打印概述

3D打印，是一種快速制造技術(shù)，其核心思想起源于19世紀(jì)的照相雕塑技術(shù)（photosculpture）和地貌成型技術(shù)（potography），但受到當(dāng)時(shí)材料、計(jì)算機(jī)等學(xué)科技術(shù)的限制，而沒有得到廣泛應(yīng)用和商業(yè)化。之后，技術(shù)的正式研究始于20世紀(jì)70年代，直到20世紀(jì)80年代后期得以發(fā)展和推廣。

3D打印的概念是：以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用液體、固體、氣體等材料，通過逐層或逐區(qū)域正向增長的方式來構(gòu)造三維物體,所制造結(jié)果可具有論證價(jià)值、直接和間接使用價(jià)值。體現(xiàn)了信息技術(shù)、控制技術(shù)、先進(jìn)材料技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)的密切結(jié)合，是先進(jìn)制造、高端制造、快速制造的重要組成部分。

1.1 3D打印發(fā)展脈絡(luò)

3D打印技術(shù)誕生于上世紀(jì)80年代的美國， 1984年，Charles Hull開始研發(fā)3D打印技術(shù)。1986年，Charles Hull率先推出光固化方法(stereo lithography apparatus，SLA)，這是3D打印技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。同年，他創(chuàng)立了世界上第一家3D打印設(shè)備的3D Systems公司。該公司于1988年開發(fā)出了第一臺商業(yè)3D印刷機(jī)SLA-250。

1988年，美國人Scott Crump發(fā)明了另外一種3D打印技術(shù)——熔融沉積制造(fused deposition modeling，F(xiàn)DM)，并成立了Stratasys公司，該公司在1992年賣出了第一臺商用3D打印機(jī)。FDM 3D打印技術(shù)是理想的消費(fèi)類3D打印機(jī)技術(shù)，它簡便易用、成型過程可控且無光學(xué)或電磁危害，其使用成本低、維護(hù)成本低、材料成本低，整機(jī)具有相對的價(jià)格優(yōu)勢。

1989年由美國德克薩斯州大學(xué)奧斯汀分校的C.R.Dechard博士發(fā)明了選擇性激光燒結(jié)法(selective laser sintering，SLS)并獲得專利，1992年開發(fā)了商業(yè)成型機(jī)。其原理是利用高強(qiáng)度激光將材料粉末燒結(jié)直至成型，應(yīng)用該種技術(shù)開發(fā)的3D打印機(jī)，其設(shè)備成本、維護(hù)成本、材料成本高，一般機(jī)器體型較大，運(yùn)輸和使用不便。