單元1　3D打印技術(shù)概述 1
1.1　3D打印技術(shù)的概念 1
1.1.1　3D打印技術(shù)的定義 2
1.1.2　3D打印過程 2

1.2　3D打印技術(shù)的發(fā)展 3
1.2.1　3D打印技術(shù)發(fā)展概述 3
1.2.2　3D打印技術(shù)發(fā)展的制約因素 3
1.2.3　3D打印技術(shù)的發(fā)展前景 4

1.3　3D打印技術(shù)的應(yīng)用 4
1.3.1　醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用 5
1.3.2　工業(yè)方面的應(yīng)用 6
1.3.3　建筑設(shè)計與房產(chǎn)銷售方面的應(yīng)用 7
1.3.4　食品產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用 8
1.3.5　珠寶業(yè)中的應(yīng)用 8

1.4　4D打印技術(shù)簡述 8
1.4.1　4D打印技術(shù)的定義 8
1.4.2　構(gòu)成要素 9
1.4.3　4D打印流程 10
1.4.4　4D打印技術(shù)的主要優(yōu)勢 10
1.4.5　4D打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 11
思考題 12

單元2　3D打印技術(shù)原理 13
2.1　3D打印技術(shù)工藝 14
2.1.1　3D打印技術(shù)的分類 14
2.1.2　3D打印技術(shù)工藝簡介 14
2.1.3　3D打印技術(shù)指標(biāo) 18

2.2　熔融沉積工藝 18
2.2.1　熔融沉積工藝原理 18
2.2.2　雙噴頭熔融沉積制造工藝的基本原理 18
2.2.3　熔融沉積成型工藝的特點 20
2.2.4　熔融沉積快速成型的材料 20
2.2.5　成型材料的特性指標(biāo) 21

2.3　3D打印基本流程 22
2.3.1　建模軟件 22
2.3.2　STL文件轉(zhuǎn)換和操作 22
2.3.3　3D打印 22
2.3.4　去除支撐 23
2.3.5　后處理 23

2.4　開源3D打印機 23
2.4.1　RepRap3D打印機技術(shù)概述 23
2.4.2　RepRap項目的發(fā)展階段 23
2.4.3　Ultimaker3D打印機簡介 25

2.5　3D打印機典型的結(jié)構(gòu)類型 26
2.5.1　盒子結(jié)構(gòu)框架 26
2.5.2　三角結(jié)構(gòu)框架 26
2.5.3　三臂并聯(lián)結(jié)構(gòu)框架 27
思考題 27

單元3　3D打印機硬件 28
3.1　打印機電源 28
3.1.1　計算機主機電源 29
3.1.2　服務(wù)器電源 29
3.1.3　移動電源 29
3.1.4　OEM電源 30

3.2　步進(jìn)電機 30
3.2.1　步進(jìn)電機定義與結(jié)構(gòu)形式 30
3.2.2　步進(jìn)電機類型與主要參數(shù) 31

3.3　傳動部件 35
3.3.1　同步帶與同步帶輪 35
3.3.2　絲杠 37
3.3.3　行星減速機 39

3.4　擠出部件 40
3.4.1　近端擠出機 40
3.4.2　遠(yuǎn)程擠出機 40
3.4.3　熱熔擠出頭 41

3.5　限位開關(guān) 42
3.5.1　機械式限位開關(guān) 42
3.5.2　光電式限位開關(guān) 42
3.5.3　霍爾式限位開關(guān) 43

3.6　加熱床 43
3.6.1　隔離材料 43
3.6.2　加熱床電線 43
3.6.3　打印平臺材料 44
3.6.4　加熱材料 44
3.6.5　加熱電子電路 46

3.7　傳感器 47
3.7.1　傳感器的概念 47
3.7.2　溫度傳感器 47

3.8　控制電路板 48
3.8.1　一體控制電路板 48
3.8.2　模塊化控制電路板 48

3.9　電機驅(qū)動器 50
3.9.1　獨立的驅(qū)動板 50
3.9.2　插拔型的驅(qū)動模塊 50
3.9.3　集成式驅(qū)動模塊 50

3.10　液晶顯示屏 51
3.10.1　LCD2004液晶模塊 51
3.10.2　LCD12864液晶模塊 52
思考題 52

單元4　3D打印機軟件 53
4.1　常用固件 54
4.1.1　常用固件類型 54
4.1.2　Marlin_v1固件 56
4.1.3　固件上傳 61

4.2　上位機常用控制軟件 63
4.2.1　Pronterface控制軟件 63
4.2.2　Repetier控制軟件 68

4.3　Cura切片軟件 69
4.3.1　切片軟件的安裝 69
4.3.2　切片軟件的界面與功能 72
思考題 80

單元5　DIY打印機組裝與調(diào)試 81
5.1　Prusa i3打印機的性能與結(jié)構(gòu) 81
5.1.1　主要性能指標(biāo) 82
5.1.2　DIY打印機結(jié)構(gòu) 82

5.2　打印機的組裝 83
5.2.1　框架結(jié)構(gòu)的組裝 83
5.2.2　打印機的電氣連接 94

5.3　打印機的固件配置 97
5.3.1　波特率 98
5.3.2　主控板 98
5.3.3　熱敏電阻 98
5.3.4　溫度限制 100
5.3.5　擠出最小溫度 100
5.3.6　限位開關(guān)與上拉電阻總體控制 101
5.3.7　限位開關(guān)上拉電阻細(xì)分控制 102
5.3.8　限位開關(guān)方向控制 103
5.3.9　關(guān)閉最大限位開關(guān) 103
5.3.10　反轉(zhuǎn)步進(jìn)電機啟用引腳 104
5.3.11　關(guān)閉軸 104
5.3.12　步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)方向 105
5.3.13　原點位置 106
5.3.14　回原點的速率 106
5.3.15　各軸所需脈沖數(shù) 107
5.3.16　2004 LCD顯示器 108

5.4　Marlin固件編譯與燒錄 109
5.4.1　固件編譯的常見錯誤類型 109
5.4.2　固件燒錄 111

5.5　3D打印機的功能調(diào)試 112
5.5.1　顯示器的調(diào)試 112
5.5.2　Pronterface軟件調(diào)試 113
5.5.3　機械部件調(diào)試 116

5.6　3D打印機的打印測試 120
5.6.1　打印機的調(diào)平 120
5.6.2　打印機進(jìn)退料 123
5.6.3　打印測試 125
5.6.4　界面操作 127
思考題 129

單元6　打印工藝 130
6.1　3D打印模式 130
6.1.1　打印模式的種類 131
6.1.2　拆分模型的打印 133
6.1.3　打印模型的制作 135

6.2　后處理工藝技術(shù) 138
6.2.1　常用的后處理技術(shù) 138
6.2.2　3D打印的后期處理案例 140
思考題 141

單元7　3D打印機的常見問題與維護(hù) 142
7.1　3D打印機的常見問題及處理方法 143
7.1.1　開始打印耗材無擠出 143
7.1.2　打印耗材無法粘到平臺上 145
7.1.3　邊角卷曲和毛糙 148
7.1.4　層錯位 150
7.1.5　層開裂或斷開 151
7.1.6　側(cè)面線性紋理 152

7.2　打印模型的問題 153
7.2.1　打印水壺的問題 153
7.2.2　打印圓形物體呈橢圓形 155

7.3　打印頭熱敏電阻的故障 155

7.4　打印頭加熱棒的故障 156
7.4.1　故障現(xiàn)象 157
7.4.2　故障診斷方法 157
7.4.3　更換打印頭的加熱棒 157

7.5　3D打印機的維護(hù) 158
7.5.1　調(diào)整傳動帶松緊度 158
7.5.2　清理光杠和絲杠 158
7.5.3　緊固螺栓 159
7.5.4　保護(hù)打印平臺 159
7.5.5　注意事項 159
思考題 159

單元8　3D打印的項目案例 160
8.1　3D打印機軸承座的設(shè)計打印與裝配 160
8.1.1　軸承座的設(shè)計 161
8.1.2　軸承座的打印 163
8.1.3　軸承座的裝配 164

8.2　3D打印機面板旋鈕的設(shè)計打印與裝配 165
8.2.1　面板旋鈕的設(shè)計 165
8.2.2　面板旋鈕的打印 168
8.2.3　面板旋鈕的裝配 169

8.3　3D打印機進(jìn)料裝置的設(shè)計打印與裝配 169
8.3.1　進(jìn)料裝置的設(shè)計 169
8.3.2　進(jìn)料裝置的打印 173
8.3.3　進(jìn)料裝置的裝配 174

參考文獻(xiàn) 175
附錄 176