第一篇:3D打印技术教案
《3D打印技术》教学创新设计方案
一、教学目标
1.知识与技能
(1)扩大学生的知识面,开阔视野。(2)培养学生独立思考的能力,培养学生的发散思维。
(3)培养学生的协作精神。2.教学重点: 过程与方法
通过学生课前搜集资料,师生课堂共同介绍了解3D打印技术,学生进行讲解和展示,培养学生独立学习思考的能力,通过对3D打印技术立场的讨论,培养学生的发散思维。
3.教学难点:
如何用最简单直观的方法讲解、了解科技前沿的知识。
4教学流程
4.1利用多媒体先入为主,激发兴趣,导入内容请同学们观看电影《十二生肖》中的一段场景,(成龙戴着手套摸了一下兽首,瞬间铜像数据就被远程传输到了电脑里,随即一个一模一样的兽首铜像被“打印”了出来。)请问你认为电影中的场景实际生活中能实现么?这种技术叫3D打印技术。对大多数同学来说,这项技术是很陌生的,今天我们就通过本节课揭开3D打印的神秘面纱。
4.2教师简单介绍:3D打印的实际操作过程到底是怎样的,当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,如何解决难题。给大家准备了两段视频,下面给大家展示一下,视频一:卡通人物打印过程。学生观看视频后讨论其打印过程,并根据自己的理解进行讲解,之后由师生总结用液体打印物体的方法。视频二:打印金属的过程。学生观看视频后讨论其打印过程,并根据自己的理解进行讲解,之后由师生总结用粉末打印金属的方法。教师的专业指导:光固化,光辐射固化技术包括紫外光、微波、红外光、激光等的辐射固化,它们利用光的波动性产生激发分子,且波长越短,穿透能力越强,固化效果越好。另一种是电子束、χ射线、γ射线等对聚合物的辐射固化,它们是利用光的粒子性,不仅产生激发分子,而且还产生电离。因此,这两类辐射固化的机理不同。目前研究最多的也是紫外光固化和电子束固化这两种方式。教师的拓展性提问:3D打印技术有望在以下几个行业中得到广泛使用:传统制造业、医疗行业、文物保护、建筑设计行业、配件饰品行业。在这些行业中你觉得可以如何使用3D打印技术?下面请同学们大胆想象展开讨论。之后由教师展示PPT。(1)3D打印的食品:面包、巧克力、蛋挞等。
(2)3D打印的房屋:英国3D打印房屋,采用纤维尼龙结构作为骨架,来代替实心的墙体。房屋组件采用激光烧结的生物塑料,这比用沙子或混凝土印制的质量更好。
(3)全球首辆3D打印汽车时速可达112公里,该款汽车并非玩具,而是真能开在路上跑的家伙。
(4)3D打印足球鞋:蒸汽激光爪(VaporLaser Talon Boot),运动品牌NIKE公司就设计出了一款3D打印的足球鞋。整双鞋只有150多克重。能提升足球运动员冲刺能力。
(5)其他方面:美国3D打印枪支、3D打印机制作钢铁侠的手套、3D打印笔。(6)医疗方面:使用3D打印出人的头骨,来替代患者原本高达75%已受损骨骼。此
外还有3D打印的肝脏组织,耳朵,骨骼,血管等人体器官。
问题思考的逐步深入:3D是否能够打印人体,讨论其可行性。说明3D打印的两面性。(1)将来的工业革命。(2)过于神话。(3)新瓶装旧酒。这个环节一定要让学生们充分的展示自己的思想,立场问题不存在答案的对与错,鼓励大家积极的开展讨论与交流。比如:3D打印的发展也会遇到他的瓶颈期,例如材料的限制,如果将纳米技术与3D打印技术结合,将会有更新的突破和发展。延伸:4D打印的思想已经诞生,第四维度指的是时间。让打印出的物体有智慧,随时间推移自我变化„„最后,通过本节课同学们的收获和感悟是什么,让大家谈谈自己的感想。学无止境,科学创造也是无止境的。希望同学们在今后的学习生活中,把你的视野放得的更宽,思路扩的更广。
5教学反思依据本节课的教学目的:扩大学生的知识面,培养学生独立思考的能力,培养学生的发散思维,培养学生的协作精神,锻炼 学生查阅资料的能力。因此,上课前对学生布置课前准备工作,要分工明确具体。例如,对3D打印的简介这种简单的问题,完全可以留给学生完成;而3D打印的展示,网络
资源丰富,可以调动学生自主查找相关图片和视频,制作PPT,并在课堂展示,这样 在个别环节采用学生的参与取代老师的讲解,充分调动学生的积极性,并且使学生在
查找资料的过程中有更多的收获和体会。
第二篇:3D打印技术
3D打印技术
3D打印技术,即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印是一种“自下而上”分层添加材料实现快速产品制造的技术,具有制造成本低、生产周期短等明显优势,被誉为“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。
一、3D打印基本概念
传统的切割加工是利用刀具进行材料的切削去除,是一种“自上而下”的加工方式。这种加工方式是从已有的零件毛坯开始,逐渐去除材料实现成型,因此受到刀具能够达到的空间限制,一般很难制造出复杂的三维空间结构。
3D打印技术的成型原理与上述传统方法截然不同,采用材料逐层累加的方法制造实体零件,相对于传统切割加工技术,该方法是一种“自下而上”的制造方法,3D打印的实质是增量制造:“通过增材制造,从零件的电子、数字化描述直接到最终产品的过程”。因此3D打印技术具备两个本质特征:一是数字化模型直接驱动,将产品的数字化模型输入3D打印机,就能直接“输出”最终产品,实现快速制造,不需要制模或铸造;二是基于离散-堆积成型原理的逐层材料添加方式,可成型任意复杂空间结构,具有很高的柔性。
二、3D打印技术的优缺点。
优点:①不需要机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率;②通过摒弃传统的生产线,有效降低生产成本,大幅减少材料浪费;③可以制造出传统生产技术无法制造出的外形,让产品设计更加随心所欲;④可以简化生产制造过程,快速有效又廉价地生产出单个物品,与机器制造出的零件相比,打印出来的产品的重量要轻60%,并且同样坚固。
缺点:可打印的原材料少、打印精度低、速度较慢、打印成本高。
(3D打印原材料:工程塑料、光敏树脂、橡胶、金属、陶瓷等)
三、3D打印军事应用现状
(1)2022年,美国Sciaky公司的新型电子束3D打印技术取得重要突破,具备大型金属部件加工能力,美国国防部和洛克希德•马丁公司准备将其用于生产F-35战斗机的钛、钽、铬镍铁合金等高价值材料的高品质零部件,前期检测全部达到要求。
(2)3D Systems公司的激光熔融技术取得重要进展,美国空军将在此基础上开发用于打印F-35战斗机和其他武器系统的3D打印机。
(3)美国太空制造公司的太空3D打印技术的成熟度达到6级,具备在太空中的模型或样机演示能力,2022年11月获得NASA的第二阶段合同,进一步将技术成熟度提升到8级,完成实际系-2-统并通过试验和验证,最终具备应用于太空站维修、升级和延寿,载荷升级改进,硬件太空制造等方面的能力,2022年向国际空间站运送首台3D打印机。
(4)早在2022年,美国就开始将激光成型钛合金零件装上战机试验。但由于无法解决制造过程中钛合金变形、断裂等技术难题,美国始终只能生产小尺寸钛合金部件和对钛合金零件表面进行修复。近年,美国积极开展3D打印技术生产大型钛合金部件的研究。美国军方和军工企业正与3D Systems和Sciaky等3D打印技术公司合作,推进大尺寸钛合金3D打印技术在战斗机制造上的应用。
(5)2022年,美国开始使用3D打印技术批量生产喷气发动的燃料喷嘴。在3D打印技术应用于轻型物质制造方面,2022年,美国“固体概念”公司成功制造出世界上首支3D打印金属手枪,能够连续发射50发子弹并保持完好。
(6)维修方面,美国已开始部署基于3D打印技术的维修保障装备。2022年7月和2022年1月,美军部署了两个移动远征实验室,用于装备维修保障。此移动远征实验室是一个20英尺长的标准集装箱,可通过卡车或直升机运送至任何地点,利用3D打印机和计算机数字控制设备将铝、塑料和钢材等原材料加工成所需零部件。此举可以在战场快速生成需要的零部件,甚至快速设计和生产急需的装备,实现及时精确保障。此外,美国陆军开发了一种轻质便宜的3D打印机,可以放到背包中,用于在
-3-战场中快速、便宜地制造替换零件。
(7)我国的激光快速成型3D打印技术已达到世界领先水平。北京航空航天大学已掌握使用激光快速成型技术制造超过12平方米的复杂钛合金构件的技术,并成功应用于武器装备研制,相关成果“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成型技术”获2022国家技术发明奖一等奖。西北工业大学掌握了一次打印超过5米长的钛金属飞机部件的3D打印技术。
(8)我国是世界上唯一掌握钛合金大型主承力构件激光快速成型制造技术并工程应用的国家。北京航空航天大学和西北大学的3D打印技术已成功应用于多个国产航空项目的原型机制造。我国自主研发的大型客机C919的主风挡窗框、大中央翼根肋,正在设计的新型战斗机的钛合金主体结构均采用激光快速成型技术制造。
(9)据报道,歼-10飞机研发用了近10年时间,而运用3D打印技术后,我国在3年时间内就推出了舰载机歼-15,直接跨入第三代舰载战斗机方阵。在我国国防科技装备领域,目前,3D打印技术已被全面应用于歼-20隐形战斗机和歼-31第五代战斗机的研发中。有外媒惊呼,3D打印机正在制造空军发展的“中国速度”。
加快3D打印技术的发展与应用是弥补我国当前武器装备设计、制造与维修保障能力的不足,提升研发效率,降低制造成本,提高维修保障时效性与精度的有效途径。我国3D打印技术在钛-4-合金大型复杂整体构件激光成型等方向居于世界领先地位,但整体水平仍有很大的提升空间。应着眼武器装备长远发展,统筹规划,汇聚各方面力量推动3D打印技术的发展与应用,为实现“能打仗、打胜仗”的目标提供技术支撑。一是将3D打印技术作为我国制造业升级的关键,军民融合、整合资源,集全国之力进行发展;二是针对当前存在的问题,加强材料技术3D打印核心关键技术研究,改变我国核心关键设备受制于人的状况;三是积极探索3D打印技术在武器装备建设中的应用,以应用牵引技术发展方向与重点。
四、3D打印技术的实际应用
(一)开源3D打印枪支的例子
美国得克萨斯大学法律系的大二学生和一群自称分布式防御组织成员的朋友发起了一个项目,称为“维基武器项目”:设计出全球第一款可从网络下载蓝图的枪械,并能够完全利用RepRap这样的开源3D打印机制造出来,然后将之与世界共享。2022年7月,利用3D打印机制造的下机匣组装在一把实用的AR-15步枪上,试射了200发子弹,而下机匣部件未见任何磨损。下机匣尤其引起争议,因为法律上认定它是枪械的主体部件,其销售及分销是受到管制的。有了通过3D打印机制造的下机匣,枪械爱好者将能购买其他不受法律管制的部件并进行组装。2022年12月,对3D打印机出产的AR-15步枪进行了测试,在刚开始的测试射击中没有任何质量问题,但在第六次射击时,枪支三处
-5-涌现分裂。
美国得克萨斯州奥斯汀,科迪﹒威尔逊(法律系25岁学生)演示一支3D打印手枪,可发射一枚子弹。除击针为金属,枪支全部部件为塑料。开源打印枪支使得恐怖主义和社会安全问题变得更为复杂,可能导致枪支泛滥,在政界和民间引发忧虑,因此美国国会众议员史蒂夫﹒伊期雷尔近来呼吁禁止制造3D打印枪。
此外,美国得州“固体概念”3D打印公司设计制造的世界第一把3D打印金属手枪,有30个零件,已经成功射出了50发子弹。该公司打印手枪的目的不是真的为制造手枪,而是要显示3D打印技术在强度和精度方面的技术进步。
(二)3D打印无人飞行器的例子
3D打印技术以其快速成型的特点在产品开发与优化方面具有明显优势。英国南安普顿大学设计和试飞了世界上第一架打印的飞机,采用EOSINTP730尼龙激光烧结打印机。由英国利兹大学学生设计的翼展1.5m的无人机在航展亮相,通过3D打印技术优化结构和空气动力学性能,而用其他方法就很难并且代价昂贵。美国空军也正在应用3D打印机制造无人飞行器。
(三)3D打印隐身斗蓬的例子
DARPA资助的麻省理工学院的3D打印项目之一是梯度折射率透镜(石英)的3D打印。梯度折射率的光学折射率呈梯度变化,其中折射率沿轴向变化的梯度折射率透镜用于消像差;折射-6-率沿径向变化的梯度折射率光纤能够减少色散,用于提高传输信号的速率或通信容量。梯度折射率光学已经成为光学的新分支。隐身斗篷就是采用梯度折射率材料实现的,使入射光线在物体周围偏转并绕开实现隐身目的,是目前光学领域的一个热点,在国际光学权威期刊上多次相关论文。实现负折射率的唯一可能是通过超材料----一种人工材料,之所以具有特殊光或声波性能,不是因为其成分,而是因为其特殊结构,可用3D打印。
(四)3D打印弹头的例子
洛克希德马丁申请的打印弹头的专利,通过逐层添加熔融材料制造弹头结构,高能密度技术可以是激光、电子束、等离子体等,与高冷却速率结合制作均匀微结构,给料可以是丝状或粉末,添加过程中可变材料类型。
(五)3D扫描士兵制作修复假肢的例子
这也是美军计划的一个项目,在士兵投入战场之前对其进行三维扫描,用于3D打印符合士兵个人特性的修复假肢,以备服役期间伤残治疗之需。
(六)3D打印飞机零件的例子
飞机框架传统造工艺需要万吨级重型锻造装备、系列大型锻造模具等。传统制造工艺的材料加工量大,利用率低,加工周期长,成本高。
(七)医学辅助快速原型制造
例如,某患者颅底肿瘤位臵深,肿瘤与颈内动脉、视神经、-7-垂体柄等周边重要结构关系复杂,手术难度十分大。
湘雅医院神经外科,依据患者的CT和MRI(核磁共振)图像建立实际模型,用3D技术打印颅内复杂肿瘤原型,让医生在手术前充分了解脑内肿瘤部位周围组织的毗邻关系,在完整切除肿瘤的同时最大限度地保护肿瘤周围正常组织,降低了并发症和后遗症的发生率。2022年1月4日,手术成功。
(八)人体骨骼快速制造
2022年,生物打印技术的发明者之一,曼彻斯特大学教授Brian Derby在《科学》杂志上发表了综述,阐述了用打印技术生产细胞和组织结构的新进展,以及该技术用于再生医学的前景。Derby教授介绍了利用3D生物打印实验,制造多孔结构骨骼“脚手架”用于生长细胞,之后植入人体。这种“脚手架”包含数千微孔,其中注入造骨细胞。造骨细胞培育生长的同时,“脚手架”生物分解消失。目前世界各地都在对这一技术进行临床试验。
另一种成功的应用是制造钛合金骨骼支架,如3D打印下颚,又如瑞典的一个女孩通过3D打印髋骨移植,摆脱了轮椅。
(九)生物活体器官重造
生物打印(Bioprinting)是用计算机辅助转移工艺制造和装配活性与非活性材料成为给定的二维或三维组织,以生成生物工程结构,可用于再生药物、药理学和基本的细胞生物学研究。
3D生物打印技术利用类似喷墨打印机的技术,直接生成三-8-维生物组织,3D生物打印机有两个打印头,一个放臵最多达8万个人体细胞,被称为“生物墨”,另一个可打印“生物纸”所谓生物纸其实主要成分为水的凝胶,可用作细胞生物的支架3D生物打印机使用来自患者自己身体的细胞,所以不会产生排异反应。生物打印机与普通3D打印机的不同之处在于,它不是利用一层层的塑料,而是利用一层层的生物构造块,去制造真正的活体组织。
五、部分领域3D打印发展趋势
(一)工业3D打印
1、在生产流程和生产工艺环节对传统传统制造业的全面渗透和覆盖,特别是在铸造、模具行业广泛应用。
2、稳定性、精密度将会大幅提高,材料可以全面突破,成本大幅降低、打印速度将显著提高。
(二)生物3D打印
1、将不再局限打印牙齿、骨骼修复等方面,打印部分人器官将成为常态。
2、整体应用推广将取决于各个国家的政策支持程度。
3、复杂的细胞组织和器官打印还有很多技术难题需要突破。
(三)军事3D打印
1、将实现武器装备半成品制造、现场塑造和部署,根据周围环境和作战目标,优化调整设计参数,实现环境自适应,大大提高武器装备的环境适应能力、伪装效果和作战效能。
2、小批量制造成本低、速度快,显著降低武器装备特别是复杂武器装备的制造风险、缩短研发周期。
3、具备快速制造不同零部件的能力,可有效提升武器装备维修保障的实时性、精确性。
六、3D打印世界之最
世界最大3D打印机:图中这套巨无霸设备名为“big delta”,它高达12米,是专门为进行大型物体3D打印而建造的大型3D打印机。
世界最小3D打印机:这款全球最小的3D打印机名为XEOS,由德国工业设计师Stefan Reichert打造,它的长、宽、高分别为47cm、25cm、43cm,是目前世界上体积最小的3D打印机。
世界首款3D打印跑车:来自美国旧金山的Divergent Microfactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超级跑车“刀锋(Blade)”。整车质量仅为1400磅(约合0.64吨),从静止加速到每小时60英里(96公里)仅用时两秒,轻松跻身顶尖超跑行列。
世界首架3D打印飞机:“SULSA”是一架使用3D打印机制造的小型无人驾驶飞机,翼展2米,最高时速可达100英里,还配备有微型自动驾驶系统,可用于巡航。这是世界上第一架“3D打印”飞机,日前已试飞成功。-12-
世界最小3D打印魔方:这款微型3D打印魔方来自俄罗斯的艺术家格里高列夫之手,堪称世界上最小的魔方,这个魔方的边长只有1厘米,打破了原为1.2厘米的世界纪录。
世界首款3D打印汽车:Urbee 2是世界上首款完全使用3D打印技术制造的汽车,该车配备三个车轮,动力为7马力(5kW),采用后轮驱动,电力驱动模式下Urbee 2的行驶里程可以达到64公里。
全球首座3D打印桥梁:由MX3D公司负责开发和设计、由Heijmans完成的全球首座3D打印桥梁坐落在在荷兰阿姆斯特丹运河上,这座桥梁将通过3D打印机器人来完成,并且由运河的一端慢慢向另一端完成,而并不像传统建桥方式那样两端同时进行。
世界首座3D打印办公楼:据俄罗斯今日电台网站6月30日报道,迪拜宣布将建造世界上首座3D打印办公楼。计划建造的3D打印办公楼为单层建筑,占地面积约为2000平方英尺(约185平方米)。它将被20英尺(约合6米)高的打印机层层打印出来,办公楼内部也是由3D打印而成。
世界首辆3D打印摩托车:在今年的加州RAPID 2022展会上,出现了全球首辆全功能的3D打印摩托车。除了发动机、各种电子器件、传送带、制动系统及一些螺栓之外,这辆摩托车的其它部分全部都是用ABS塑料打印而成的,而且它可以承载两位成人骑手的重量。
世界最小的3D打印电钻:来自新西兰的技术宅Lance Abernethy做了一个全世界最小的电钻,关键是这个电钻是能用的。整个电钻的内部结构工作原理和普通电钻一模一样,唯一不同的是这个电钻的钻孔是毫米级的。
世界最大3D打印建筑结构:2022北京国际设计周,来自北京市侨福芳草地展区中庭空间的VULCAN,成为世界最大的建筑学意义上的三维打印构筑物,获吉尼斯世界纪录。
世界首台3D打印空调:近日,海尔集团在上海举办的世界家电博览会上展示了一款3D打印出来的空调。海尔宣称,这是世界上首款3D打印空调机。这款空调采用了可定制的3D打印部件,可以让消费者实现功能和装饰上的完美协调。该产品售价6395美元,至于产品的上市日期和定价等细节,海尔暂时还没有透露。
全球首款3D打印金属手枪:美国一家公司制造了全球首款3D金属手枪,而且已经成功发射了50发子弹,手枪的设计出自经典的1911式手枪,这是全球首支利用3D技术打印出来的金属枪。
世界首支3D打印步枪:枪械发烧友“HaveBlue”于2022年在其博客中公布了其3D打印步枪(A.22 步枪)的文档说明书(通过 AR15 论坛),文档中详细说明了打印经历和测试结果,成为首个成功打印出3D步枪并试枪成功的例子。
全球首个3打印酒店:菲律宾一家名为Lewis Grand Hotel(刘易斯大酒店)的四星级酒店宣称要3D打印世界上第一个商业建筑——别墅式酒店。里面的管道、家具、卫浴等生活设施也都是3D打印的,据说这是世界上首个3D打印酒店式别墅。目前这个项目没有完工,其3D打印机仍处于工作状态。
世界首枚3D打印火箭:新西兰一家名为Rocket Lab的私人航天公司开发出了世界上第一个3D打印的电池动力火箭Electron!堪称人类火箭技术发展史上的一大进步,其搭乘的Rutherford发动机的主要部件几乎都是3D打印制造的。
第三篇:3D打印技术
3D打印技术
基本概念
3D打印机出现在上世纪90年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的快速成型装置。它与普通打印机工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。
原理
3D打印是添加剂制造技术的一种形式,在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的。3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言,具有速度快,价格便宜,高易用性等优点。
3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备,功能上与激光成型技术一样,采用分层加工、迭加成形,即通过逐层增加材料来生成3D实体,与传统的去除材料加工技术完全不同。称之为“打印机”是参照了其技术原理,因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。随着这项技术的不断进步,我们已经能够生产出与原型的外观、感觉和功能极为接近的3D模型。说的简单一点,3D打印是断层扫描的逆过程,断层扫描是把某个东西“切“成无数叠加的片,3D打印就是一片一片的打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。
应用领域
汽车制造业,医疗
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“3D打印”火了 闽企跃跃欲试
一股“3D打印热”从美国股市传至国内A股市场,“3D打印技术”受到资本追捧;福建已有企业涉足该领域
国外艺术家用3D打印机“打印”出了一个小型3D城市,里面的建筑物非常精致(资料图)
东南网-海峡都市报8月31日讯(记者 林可 周锡银 文/图)将一项产品设计转化为3D数据,录入3D打印机,添加合适的“墨水”后,就能直接打印出实物——近日,一股“3D打印热”从美国股市传至国内A股市场,不少涉及3D打印领域的企业股价连创新高。
3D打印技术为何受到热捧?3D打印机如何使用,主要应用于哪些领域?普通居民现在能买到3D打印机吗?福建制造企业有没有掌握这一技术?带着这些问题,本报记者多方调查,为您揭开“3D打印”的面纱。
市场动向
有望改变制造业“3D打印”成资本宠儿 美国两家3D打印机生产商8月股价大幅上扬,这股“3D打印热”烧到国内A股市场,涉及3D打印领域的企业股价连创新高。由于3D打印需运用到激光技术,我省一些生产激光晶体元器件的上市企业,股价业有不小涨幅。
“3D打印”为何成为资本宠儿?据业内人士介绍,3D打印受到热捧,是因为该技术有望改变制造业形态。
据介绍,“激光3D打印”,又叫选择性激光烧结(SLS),即快速成型技术,其原理是将一项产品设计转化为3D数据,然后将这些数据录入3D打印机,使用合适的添加剂进行逐层打印,然后叠加到一起,成为实物。由于3D技术可自动、快速、直接、准确地将产品设计直接转化为实物,因此将有效缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本。3D打印技术在美国已经产业化,在国内也已起步。
受益“3D打印热”一闽企股票大涨
受益这轮“3D打印热”,福建上市公司——福晶科技的股价也有不小涨幅。前日,该公司股价涨停。据了解,公司主营业务属于光电子产业,是全球领先的非线性光学晶体与激光晶体元器件制造商。由于3D打印需要运用到激光技术,因此该公司股价上涨。
昨日,记者从南京、深圳等地3D打印机制造商处了解到,购买3D打印机的福建买家现在还不多。许多经销商表示,他们对3D打印的前景保持乐观态度。他们认为,由于掌握“3D打印”后,制造企业可有效缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本,作为制造业大省,福建加工制造类企业也需要掌握3D打印技术。
输入数据就可打印出实物
昨日,记者电话采访了国内一家3D打印机制造商——南京紫金立德公司。该公司销售代表介绍,他们公司的3D打印技术是以色列的,目前国内自主掌握3D打印技术的企业较少,能批量生产全套设备的大厂家也只有几个。蔡先生说,3D打印机是按照所使用的添加剂划分的,有塑胶的,也有金属的,而他们公司制造的3D打印机,使用的是pvc膜。据介绍,紫金立德制造的3D打印机,可将按照电脑里的3D数据,将pvc膜进行切割、叠置,然后烧结成实物。打印出的产品坚固耐用,可以在上面打孔、抛光。
据介绍,除“打印”茶壶等不太复杂的生活用品外,3D打印机还能“打印”齿轮、螺丝钉、涡轮增压零件等工业用品。
蔡先生告诉记者,目前,3D打印机主要用于工业设计、制造等领域。传统的制造技术,需要专门“开模”,时间周期长,单价高,而3D打印机的特点是,只要你提供产品设计及数据,过两三个小时,就能拿到实物,省时省力。
3D打印用的是“固态墨水”
据了解,3D打印机与普通打印机,最大的区别是“墨水”,3D打印机的“墨水”,也就是添加剂,从液态转成固态,如塑胶、硅、金属粉等。
目前的3D打印机,分堆叠法打印与烧结法打印,原理基本都是多层分片打印,而堆叠、烧结只是成型
技术的区别。堆叠法只能成型塑胶、硅之类的添加剂,对固化反应速度有要求,而烧结可以用激光的高温对金属添加剂进行处理加工。
“我们的打印机,主要通过打印喷头,按照3D图片,进行堆叠。”昨日,浙江一家3D企业市场部有关负责人陈女士告诉记者,3D打印首先要有一个设计图片,然后将文件录入,准备好打印需要的添加剂,就能够开始直接打印了,3D打印机通过打印喷嘴开始从打印底盘一层层堆叠,过不了几分钟,就能打印出实物成品。
便宜的3D打印机只要三千多元
3D打印机哪里有售?记者发现,福州市面上还并没有3D打印机专卖店,但3D打印机在部分购物网站有售,价钱在几千到几万元不等,最便宜当数个人打印机,定价在3000多元。
据了解,国内的3D打印机,按照打印机的喷头数量定价,比如,单喷头的3D打印机,要近4000元,双喷头的打印机则要7000多元。单喷头与多喷头的区别主要在于,在打印中,双喷头可以打印两个颜色的实物,而单喷头只能打印一个颜色的实物。
深圳一家3D打印机厂商的负责人刘先生表示,他们的打印机出口较多。陈女士也表示,他们公司的产品主要都是销往美国、澳大利亚等国家,国内需求还不够旺盛,主要是因为国内对3D打印机的认知、普及还不够高。
许小曙
湖南华曙高科技有限责任公司 总经理
许小曙,1990年毕业于美国科罗拉多矿业大学,获得博士学位。
早在1996年,就曾因在CH-46直升机相关研究项目中“史无前例的杰出工作”,荣获了被誉为“应用科学的诺贝尔奖”的“美国科学技术创新奖(R&D 100)”。该奖项用于奖励每年在世界范围内评选100个最杰出的科技成就,是世界应用科学中的最高奖项。
自1997年以来,在美国DTM公司和3D Systems公司工作12年,先后担任先进制造主管,软件开发总监及高级顾问等职务,是SLS SinterStation 2500 , Vanguard, HiQ and Pro 系列设备实现产业化过程的原创者之一。2022年4月,许博士被国际分层制造行业权威协会AMUG-Additive Manufacturing Users Group授予终身成就奖(“Dinosaur Award” ——恐龙奖)。该奖项用以表彰在SLS和SLA领域做出长期卓越贡献以及具有领导力的人士,全世界仅十余人获此殊荣。他在业内被认为是目前世界上最了解该技术的人,有“SLS之父”之美誉。
许小曙博士2022年回到中国,成立湖南华曙高科技有限责任公司,研发和推广拥有中国自有知识产权的SLS设备,材料及相关服务。
王运赣
上海富奇凡机电科技有限公司 董事长、教授
王运赣,华中科技大学教授、博士生导师,上海富奇凡机电科技有限公司董事长,20世纪90年代初开始致力于快速成形技术的研发,主编出版了11本有关快速成形/3D打印技术的专著,拥有12项中国专利,所在公司已批量生产和销售具有自主知识产权的7种快速成形设备。
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简介
三维立体打印的技术。三维立体打印机,也被称为快速成型打印机。它是利用普通打印机的原理,将打印机和计算机连接起来,把原料装入机身,通过计算机的控制,用激光注射器将原料一层一层累积起来,最后将计算机上的蓝图变成实物。
3D打印机在90年代中期就出现了。在过去十年里,它已经被设计师、工程师以及科学家用来制造一次性的机械产品以及模型。他们通过一层一层堆积的液体和粉末来生产物体。助听器生产部门利用3D打印机扫描患者的耳朵轮廓后复制出合适的助听器;汽车定制公司也在利用这套设备为汽车爱好者提供专门的汽车部件;消费电子产品厂商用它来完成对产品功能的设计,以避免在大规模生产后修改设计;医生用它来制造实习模型;博物馆用它复制真品,以避免参观者损毁真品。
但是,这套机器价格不菲,每套大约需要10万美元。最近几年,价格下降到约1.5万美元。如此昂贵的费用也只有大型公司才能负担。
本项目的目标是为了制造出价格在1000美元之内的桌面3D打印机,方便设计师,工程师,科技人员甚至是普通爱好者的使用。
市场前景
三维打印机不仅使立体物品的造价降低,且激发了人们的想象力。未来三维打印机的应用将会更加广泛。
3D打印技术最突出的优点是无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本。这项技术目前正迅猛发展,已越来越引起人们的广泛重视。
3D打印机在哪些领域使用有何用处3D打印技术作为一种高科技技术,综合应用了CAD/CAM技术、激光技术,光化学以及材料科学等绪多方面的技术和知识,让产品设计、建筑设计、工业设计、医疗用品设计等领域的设计者,第一时间方便轻松的获得全彩色实物模型,便于重新修定CAD设计模型,从而节省了为错误设计制造工艺装备的费用,并节省了研制时间。
随着技术的进步,现在3D打印机在电影动漫、气象、教育、外科医疗等领域都能发挥独特的作用。在教育领域,3D打印机能够将抽象概念带入现实世界,将学生的构思转变为他们可以捧在手中的真实立体彩色模型,令教学更为生动;在建筑领域,3D打印机能够为曲面异形建筑的重要精密构件快速制作精确模型,实现传统建筑模型制作无法达到的工艺水平;在工业生产领域,3D打印机可以为金属铸件直接打印模型、模型插件和图案;在地理空间领域,3D打印机可以轻松将GIS数据转化为三维地形及城市景观模型或沙盘;而在娱乐艺术领域,3D打印机还可根据电子游戏、三维动画以及其他创作产生的三维数据轻松制作自定义头像和雕像。
但如果要将3D打印机像电脑一样应用到我们普通消费者的生活中,还存在一些具体的问题:首先是购买成本问题,不同三维打印机的报价相差很大,但依旧徘徊在几万到几十万人民币,这个数字对家庭用户来说,不如去买套房子;其次是打印材料问题,3D打印机的成型材料多是采用化学聚合物,在这里,我们不仅仅是担心它的后期使用成本问题,而且如果要让它融入我们的家庭生活,那么这种材料是否安全将是一个很重要的参考因素。
不过我们还是期待,随着技术的不断进步,这些我们担心的问题都会迎刃而解,3D打印机会在未来像照相机、扫描仪一样进入千家万户,为我们的生活增添无穷乐趣。优势
我们拥有一套完整的实现低成本3D打印机的系统方案,该方案设计制造的3D打印机可以满足设计师,工程师,爱好者们的基本需要,并且在价格上大大低于昂贵的快速成型系统。能够实现每位设计师,爱好者或者是个人都能够拥有一台3D打印机的梦想。
技术规格
使用技术 FFF(熔融纤维制造)/热塑挤压
尺寸 500 mm(W)x 400 mm(D)x 360 mm(H)重量 7.0 kg 打印范围 200 mm(W)x 200 mm(D)x 140 mm(H)打印耗材原料 PLA,、HDPE、ABS等,使用3mm直径细丝 耗材价格 PLA:195元/kg,HDPE:97元/kg,ABS:150元/kg 打印速度 每小时构建实心物体为15.0 cm3(使用PLA测试, 其他材料都差不多)精度 喷嘴直径0.5毫米,最小打印2毫米的物体,定位精度0.1毫米,每层厚度0.3毫米
硬件部分 控制芯片
主板芯片 Arduino
上图所示的主板是整个系统的核心控制部件。其核心是一片Sanguino,它是一块Arduino兼容的主板由一块ATMEGA644P芯片驱动。
Arduino是源自意大利的一个开放源代码的硬件项目,该平台包括一片具备简单I/O功效的电路板以及一套程序开发环境。Arduino可以用来开发可独立运作、并具互动性的电子用品,或者也可以开发出与PC相连的周边装置,同时能在运作时与PC上的软件进行沟通。Arduino平台由两部分组成:硬件(包括微控制器、电路板等)和软件(编程接口和语言)。平台的两个部分都是开源的。如果需要,您可以下载 Arduino 的图表、购买需要的所有独立部件、切割电路板并从头开始制作一个电路板。
同样地,Arduino 旨在提供一个简单的界面和一个将所有功能集于一身的包,同时尝试提供其他优点: 低成本
可以从头开始构建便宜的 Arduino 板,并且预组装的组件十分便宜。Arduino Diecimila 花费大约 35 美元。跨平台软件
获得适用于 Microsoft Windows、Mac OS X 和 Linux 的 Arduino 软件。简单的语言
Arduino 开发人员尝试使语言可以被初学者轻松掌握,但是对于高级用户足够灵活。开放源码
Arduino 从上到下完全是开源的。如果需要构建或修改软件,您可以随意执行。此外,Arduino 的官方 Web 站点包含丰富的维基,其中的代码样例和示例都是免费共享的。
Arduino成本低功能强大的特点,满足了低成本3d打印机项目的需求,是理想选择。
该主板连接了所有的周边扩展,用来驱动整个3d打印机,其中包含了3个步进电机接口,还有四个RJ45接口用于连接挤压控制电路板,该电路板用于控制打印头,此外主板上还配备一个SD卡插槽及ATX电源接口。以下为该主板最新版本的电路原理图:
步进电机控制板
该电路板用于控制步进电机,通过两个极限开关来获得输入。基于Allegro A3982 步进电机驱动。此步进控制芯片价格和性能上都有相对的优势,满足3D打印机低成本和功能充足的特性。
以下为该电机驱动板最新版本的电路原理图:
打印头控制板
该电路板由PWM驱动板,DC电机驱动板,温度传感板,RS485接口和一块Arduino组合而成。该板用于控制在打印过程中的材料输出。以下为该打印头驱动板最新版本的电路原理图:
机械结构
整个设计结构包含了多种材料,以下为罗列的部件名称: 部件名称 备注
长棒 8mm直径,镀锌表面铁棒 轴承 皮带
挤压部件(打印头)螺丝、螺帽、五金、DIY扣件 轨道扣件 步进电机 NEMA 17 或 NEMA 14 PCB/集成电路
装配部件 3D打印制作,使用设计的3D数据
厚、薄钢板 4mm-6mm 厚,至少 42cm x 40cm 螺柱 轨道扣件
构造组件
使用3D设计软件将3D打印机上的各个部件进行设计,并使用快速成型技术来制作这些部件。部件罗列见下图:
由 3D打印服务 提供打印制作。
软件部分 控制系统固件 控制主板和打印头控制板为整个3D打印机系统的核心部分,两个控制芯片都采用开源Arduino硬件。可以通过Arduino平台方便的进行控制固件的编程和安装。
打印机软件
打印程序用于将设计好的STL格式文件转换成打印机可以读取的格式,并将该格式文件的数据信息传给打印机。打印机固件识别此格式3d数据信息,通过控制芯片来,进行打印输出。
我们使用一套通用的3D打印机程序与打印机固件进行交互通信,输入的文件格式现在仅支持STL,绝对多数的3D设计软件支持此格式的输出,因为设计师可以不需要使用额外的软件来输出需要制作的3D模型。
该打印机软件使用Java,可以用于Windows, Mac, Linux 多平台。
打印机软件界面截图:
原料耗材 材料选择
材料 单价 规格
PLA 195元/kg 3mm细丝 HDPE 97元/kg 3mm细丝 ABS 150元/kg 3mm细丝
打印案例
下图为3D数据与打印结果的展示图:
Magicfirm MBot 3D打印机
耗材决定能力边界—3D打印技术原理
3D打印技术在原理上并不复杂。与传统制造业在材料上做减法不同,它奉行的是加法守则。要打印一个东西,你首先要有一张3D立体图,配套的软件会把这张图上的物体进行一系列数字切片,并将切片信息传送到打印机,打印喷头立刻启动,根据切片信息,一层层极薄地堆叠出立体物件。
在这一核心“秘笈”指导下,不同打印机有不同的流派打法,而使用的“墨水”则是其中的关键。
在北京北五环外永丰科技园的北京计算中心,一台售价160万元人民币的Objet3D打印机,已经在这里服务一年有余。这台双缸洗衣机大小的银灰色打印机,使用光敏树脂耗材,这是一种遇紫外线照射会立刻变硬的特殊材料,另外一种支撑材料也必不可少。在电脑的三维数据图像的控制下,打印机的六个喷头以16微米的厚度,一层层喷出液态材料,物体的部分使用光敏树脂,其余部分则喷出填充材料,每喷一层,就进行一次紫外线照射,液态材料随即变硬。
打印完成后,最初从打印机肚子里拿出的是一个立方体,需要再给它洗个澡,冲去填充材料,打印的东西就“水落石出”了。
Stratasys公司使用的则是一种叫做“熔积成型”的技术,整个流程是将一根粗的塑料绳,在喷头内熔化液体,一层层沉积塑料纤维成型。还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质,最常用的是石膏粉,粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层,然后由喷头喷出的液态粘合剂进行固化,或者用“激光烧结”,熔铸成指定形状。耗材的扩展,决定了3D打印机的能力边界。
受到耗材的限制,3D打印最初的应用主要局限在样品制作。汽车零部件制造商或齿科医生在完成一个产品设计时,往往需要用一台3D打印机在几个小时内打印出其设计的产品,反复修改后再投入到规模化的生产线制造,这种样品制作方式相比传统的模型制作极大地节约了时间和材料成本。
随着可供打印使用的耗材的不断拓展,3D打印也逐渐具备了制作成品的可能。这是3D打印技术一个质的飞跃,这种变化在最近两年才逐步发生。2022年,钛合金和不锈钢材料的使用,使波音公司开始用这种技术直接打印飞机机翼,当然这种打印机的体型和价格都在另一个层级上。
目前,仅Objet一家公司已经可以使用14种基本材料并在此基础上混搭出107种材料,两种材料的混搭使用、上色也已经是现实。这些材料的价格便宜的几百块(人民币)一公斤,最贵的要4万元左右。
打印手枪、药物、建筑—盘点2022十大3D打印产品
3D打印颠覆了人们创造东西的能力,让人们将自己的想法转化成电脑上的虚拟模型,将产品制造这项专利从企业领域交还到个人手中。设计癖网站带我们一起回顾过去一年中曾报道过的3D打印产品: 1、3D打印手枪
2、Replicator 2台式3D打印机
3、Go!SCAN 3D白光3D扫描仪
4、按需打印药物3D分子打印机
5、LAYWOO-D
6、MIT廉价专业3D打印机
7、voxeljet连续3D打印机
8、可打印建筑物的“喷石”3D打印机 9、3D打印砖
10、XEOS概念3D打印机
第四篇:3d教案
3dmax7.0教案
3d即是三维,三维的物体具有三个从标轴XYZ轴,在空间中占有一定的体积
第一章 概论
重点难点:制作效果图的四大步骤
1、概念:
3Dmax是目前应用最广泛的三维设计软件。这是针对windows平台开发的一款优秀的三维制作软件。
2、用途:
凭借强大的功能和简单上手的特点成为专业的三维建模和画制作软件,在影视广告、建筑设计、装潢、机械设计制造、军事、电脑游戏、医学研究等诸多领域广泛应用。我们主要涉及到室内效果图。
3、窗口:○1界面:标画控制区、状态栏。
4、制作效果图的四大步骤:(如果我们把做图比成建楼的话,)
○1建模:(即盖房的过程):注意事项:物体单位、网格捕捉、物体名称
○2材质:材质是体现模型质感的重要因素之一。必须为模型赋矛相应的材质,才能表现出具有真实质感的效果。包括不锈钢、玻璃璃质戌感、镀铄、镀金等等
○3灯光:灯光的设置相当重要。在场景中进行灯光设置不是一次完成的耐心才能得到好效果。因为光线照射到室内是非常复杂的,在布光时要考虑实际结构和复杂程度。
○4摄像机:我们可以应用摄像机视图,以降低场景的复杂程度在摄像机视图中只需创建可见面,作为一个室内效果图设计人员来讲,应注意两件事应该多观察事物和多发信三维设计素材
强调重点:3D概念及用途、室内效果图的四大步骤。
第二章 基本操作
重点:几个视图的理解及实际应用、物体的选择方式、物体的变换、物体的复制
1、四个视图窗口
顶视图(T)、前视图(F)、左视图(L)、透视图(P)
此处可以以长方形模型为例,让学生亲身体验几个视图的意义
2、坐标系统: viw(视图坐标)]
Screen(屏幕视图)
World(世界坐标)
Parent(父坐标系统)
Local(自身坐标)
Grid(栅格坐标系统)
Pick(自定义坐标系统)
3、物体选择方式:
区域选择:矩形、圆形、多边形、套索
基本方法:即鼠标 按名称选择: 编辑菜单 过滤选择集 物体编辑成组
4、物体的变换
移动
旋转
缩放
三者如何选择、快捷键、及精确移动或旋转或 缩放的方法
本节重点是物体的选择方式和物体的变换
难点是四个视图的理解
第三章 物体的复制
一、物体复制
1、Shift 注意各轴的控制
2、利用镜像
3、利用间距复制物体
(利用到二维线体可以稍点)
4、利用阵列复制物体
四者在复制时,还有四项可选参数即复制、实例、参考,并讲解四者的区别
二、捕捉工具
为精确定位、使建模精确、空间角度、百分比和微调
三、对齐物体:用于使当前选定的对象按指定的坐标方向和方式与目标对象对齐
一般对齐
对齐时各轴必须认识透彻,理解轴心与中心的不同
高光点对齐
摄像机对齐
视图对齐
四、撤消和重复
五、物体轴心控制:是物体发生变化时的中心,只影响物体的旋转和缩放。
轴心点控制
集合中心点控制
变换坐标中心控制
结合对齐讲解物体本身轴心的对齐
第四章 建模
一、建模的方法
原始物体建模:
三维实体:长方体、球体、倒角方体、圆柱等等。
二维线体:长方形、圆形、文字、螺旋线等等。
复制物体建模
Shift间距阵列镜像
修改器建模:
复合物体建模
多边形与网格建模
面片建模 二、三、四、五、NURBS曲面建模 原始物体建模 三维物体建模 二维线体建模 复制物体: Shift 间距工具 阵列 镜像工具 修改器建模
二维升三维命令:挤出、车削、倒角 弯曲、锥化、扭转
编辑曲线与编辑网格、网格光滑 倒角剖面
FFD长方体、FFD4*4*4 晶格
复合物体建模
三维实体复合:布尔运算
二维线体复合:放样、布尔运算 地形、连接
重点:各种建模的方法难点为布尔运算及放样
第五章 材质的编辑一、二、三、四、材质编辑器的简介
材质的类型:标准材质;默认材质类型,适合各种模型的表面
光线追踪材质:表现真实反射与折射的光效还可以创建出雾效,半透明、荧光效果
复合材质:
建筑材质:
各种材质以通用参数
Blinn:以光滑方式进行表面渲染,易表现冷色坚硬的材质。
Phong:适用于光滑对象表面,可以产生强烈圆形高光。
Metal:专用于金属 材质可表现金属强烈反光效果。
Anisotropic:多用于随圆表面物体,能很好的表现毛发、玻璃、陶瓷等
Multi-layer:两组高光控制选项,能产生更复杂的高光效果。
Strauss:属性与金属相似,多用于表现金属
Translucent:专用于设置半透明材质,多用于表现光线穿过半透明物体。Oren nayar blinn:一种可以控制的Blinn类型,它有柔化物体所有边缘的作用,非常适用制作绒毛效果。
贴图及贴图坐标
反射、高光、阴影、漫反射、自发光、折射、不透明、凸凹、等等 各类型材质的具体设置 金属类 玻璃
不透钢
木材
石材
半透明材质
灯材质
布料
墙壁
各式地板
通过具体材质的参数设置,让学生逐步明确各个属性参数的实际意义,以便在今后的学习中活学活用。
第六章 灯光
光对我们并不陌生,有了光动植物生成成为可能,如果没有光世界一片黑暗,不敢想像,在3D[到[室内创作我们随时能接触到灯泡,用来照明房子,需要照明的地点和方位。
一、1、人造光源分类
主体光源:以照亮为主,为空间提供足够照明度
辅助光源:以衬托为主,为场景烘托气氛,填补主体光不足 背景光源:为物体增加空间感立体感,是物与空分隔的方法 装饰:用来缀,不起照明作用,只是创造视觉感受
2、光线跟踪原理:是一种全局光照算法,通过屏幕上的5每一个像素点到三维模型反向跟踪光线得到屏幕上每个像素点的颜色。
3、光线传递原理:弥补光线跟踪不足,计算机图像专家借鉴热学工程师模拟发热物体表面热量辐射的算法
二、无论哪种灯光都遵循。“三点照明”
主体光:通常用它来的主阿对象与其周围区域,并且担任给主体对象投影的功能。主要的明暗关系曲主体光决定,包括投影的方向。主体光的任务根据需要也可以用几盏灯来共同完成。如主体在15-30度称顺光,45-90度侧光90-120度侧逆光,主要用聚光灯来完成。
辅助光:又称补光,用一个聚光灯照射户型反向面,以形成一种均匀的非直射性的柔和光源,用它来直译阴影区以及被主体光遗漏的场景,调和明暗反差,同时形成景深与层次,而且此广泛均匀布光我使它场景打一层底色,定义了场景的基调,由于要达到柔和照明的效果,通常辅助光的亮度只有主体光的5%-8% 背景光:它们作用是增加背景的亮度,从而衬托主体,并使主体对象与背景相分离,一般使用灯亮度宜景不可太亮。
三、灯光的类型
目标聚光灯:有方向光源,类似舞台上的追光灯,也可以准确控制光束的大小,建模常用。
自由聚光灯:类似目标聚光灯,只是少了目标点
平行光:一个方向上发射平行光源,与物体间没有距离限制,模拟太阳光,沿路复杂劳动移动时,应用目标平行光。
泛光灯:点关光源,向各个方向发射光线,能照亮而向它的对象模拟点光源或作为辅助光在场景中添加充足的光照效果。
天光:创建一种全局光照效果,配合沟通传递渲染功能,可以创建历史学家自然,渲染效果。天光没有明确方向,好像一个覆盖整个场景的很大的半球发出的光能从各个角度照射场景中的物体。
四、各种灯光的参数基本上都相同或相似,只有天光具有身身的修改参数。
1、普通参数:对各类灯通用,用于设定灯光的开启和关闭,灯光的阴影,包含或排除对象以及灯光阴影的类型等等。
2、灯光类型
3、阴影
ON用于开启和关闭灯光产生的了影,在渲染时,可决定渲染否
1、Use Global settings 开启,则其他有关阴影的设置的值将采用场景中默认○全局统一的参数,如果修改其中一个,场景中所有的灯发生相应变化。Shadows Type:
Shadows map:产生一个似阴影,从灯光角度计算产生阴影对象的投影,后将它投影到后面对象上,优点渲染快,阴影的边界较柔和,缺点不真实,不能反映透明效果。
Ray Traced shadows:可以产生真实阴影,它计算时考虑对象材质和物理属性,缺点计算量大。
Area shadows 可以模拟面积或体积光所产生的阴影,是模拟真实光照效果的必备功能。2Intensity/color/Attenuation ○
Multiplier:<1时减小亮度
>1时增加亮度
<0时,可以从场景中送去亮度。
1> decay
none
不产生衰减
Inverse 从光源处开始线性,距离越远,光越弱。
Inerse square 按照淘汰距离的平方比倒数进行,衰减这种
类型接近真实世界的光照特性。
Start:用于设置距离光源多远开始衰减。
Show:用于视图中显示减开始的位置,它在光锥中用绿色
来表示。
2> near Attenuation start and end.start 灯光从亮度为0开始逐渐显示的位置,在光源到start之间,灯光的亮度为0从start到end灯光亮度逐渐增强到灯光设定的亮度。在End以外,灯光保持设定的亮度和颜色。> Far Attenuation.start设定灯光开始从亮度为初始设置逐渐减弱的位置,在光源到start灯光亮度设定为初始亮度颜色从start 到End灯光逐渐减习为0在End以外亮度为0 3spotlight parameters ○该参数栏用于控制聚光灯的Hotspot/Beam和Fall off/Fyeld等,是聚光灯特有的参数展栏。
1> light cone 是否显示灯光范围框,选择后,即使灯光未被选也显示
2> overshot 作为泛光灯使用,但阴影和阴影贴图仍被限制在光灯范围内。3> Hotspot/Bean 用于调整灯光聚光区光锥的角 度大小,它是以角度为测定单,默认是43度,光锥以亮蓝色。
4> Falloff/Field 调整灯光散光区光锥的角度大小默认为45度 5> Hotspot /Baen和Falloff/Field 可以理解为调节灯光的内外衰减 6> Circle/Rectangle 决定聚光区和散光区是圆形的还是方形的。默认为圆形,当用户要模拟光从窗户中照射进来的可以设置为方形的照射区域。
7> Aspect /Bitmap Fit Rectangle 时,用Aspect来设定长和宽bitmap fit 为照射区域指定一个位图,使灯光的照射区域同位图的长宽比相匹配。
3、Advance Effects :用于控制灯光影响表面区域的方式,并提供了对投影灯光的调整和设置
1> Affect surfaces 设置灯光在场景中的工作方式
Contrast:调整最亮区和最暗区的对比度,取值范围0-100,默认0正常对比度。
Soften Diff.Edge
0-100 值越小边界柔和,默认50 Diffuse:用open或close灯光的漫反射效果 Specular
高光部分。
2> Atmosphere shadow color 控制大气效果是否和生阴影,一般大气效果是不和生阴影。
Opacity=0时大气效果没有阴影
=100时产生完全的阴影。Color Amonnt调整大气阴影颜色的混合度
4、shadow paremeters :设置阴影效果
5、shadow Map paremeters 控制灯光投射阴影的质量。第五章 摄像机
一、摄像机的视角,位置都可以自由调整,还可以利用摄像的移动制作浏览动画,系统还可以提供景深,运动模糊特殊效果的制作。
1、摄像机的创建
目标摄像机:可以将目标点链接到运动的物体上,用于表现目光跟随的效果。目标摄像机适用于拍摄以下必种画面:静止、漫游、追踪或从空中拍摄的画面。创建方法与目标聚光灯相同。
2、自由摄像机
可以绑定在运动目标上,随目标在运动一起运动,还可以进行跟随和倾斜。自由摄像机适合处理游走拍摄、基于路径的动画。创建方法与自由聚光灯相同。
3、视图控制工具
创建摄像机后,在任意一个视图中,点C可以转换为摄像机视图
4、摄像机的参数
两种摄像机的参数基本相同。
焦距:设置摄像机的焦距长度,48mm为标准人眼的焦距。近焦造成鱼眼的夸张效果,长焦用于观测较远的景色,保证物体不变形。
视角:设定摄像机的视野角度。系统黑夜值为45度,是摄像机视锥的水平角,接近人眼的聚焦角度。
景深:该卷展栏中的参数用于调整摄像机镜头的景深效果,景深是摄
像机中一个非常有用的工具,可以在渲染时突出某个物体。
第五篇:3D打印技术发言稿
3D打印及其教育初探
3D打印技术是一种新型的快速成型技术,是“第三次工业革命最具标志性的生产工具”,将对社会多个行业和领域带来深刻影响.3D打印的未来发展将使大规模的个性化制作与生产成为可能,在工业设计、建筑、航空航天、医学、教育等领域具有广阔的应用空间。随着3D打印技术的发展,3D打印在教育领域中的应用受到研究者的关注,一些国家和组织也开始对3D打印的教育应用进行探索。3D打印是未来几年值得关注的新技术,将带来教学、学习和研究领域的创新。如何有效地将其应用到学习领域,为用户提供学习支持,还有待深入研究。
3D打印的原理:3D打印,又称三维打印,是一种快速成型技术,为用户提供了新的设计、创作和制作方法。将3D打印技术引进到课题教学中,可以培养学生们的技能,并激发他们对工程、设计、制造和科学相关课程的兴趣,促进学生协作完成一系列的设计和制作方案,可以帮助他们解决在未来设计和工程方面的挑战。
3D打印教育优势分析
1.3D打印机在动手和动脑的学习中发挥着重要作用
学习者使用3D打印机打印物体获得直观的经验;应用建模软件制作3D打印模型可以获得设计的经验。这些具体经验对学习者的学习提供了直接的感性认识。3D打印作品通过演示和展览等方式,是学习者在学习过程中的深度参与,从而改善教学效果。3D打印将抽象概念和设计引入现实世界,对教学内容中的某些抽象概念或科学过程进行可视化展现,能够更好地发挥“抽象的经验”在学习中的作用,使学习者获得更多的认知体验,提高思维能力。因此,3D打印能够较好地帮助学习者获取学习经验和认知体验,促进学习者立体化地获取和理解知识,拓展创造性思维,从而提高学习效果。
2.激发学习者的学习积极性
3D打印将激发学生DIY的兴趣,通过3D打印机学生的构思转变为真实的立体彩色模型,将抽象概念和设计带入现实世界,使学习更加生动。3D打印为学习活动开辟了新的空间,学习者可以从设计、制作、展示、参与等角度融人到学习过程中,有效地激发学生实践的积极性,提高学习热情。
3.培养学习者的创新性和创造力
3D打印开发了学生的想象力,将他们的创造变成实物,这是一种重要的学习体验。在实践学习活动过程中,学习者的动手能力、设计能力和思维能力等得到全面发展和提高,这是推动学习者创新精神和创造能力发展的重要环节,对创新型人才的培养具有积极意义。
对未来3D打印教育发展的思考
1.3D打印的普及与推广当前,大多数3D打印机价格还相对昂贵,虽然已经有一些项目积极地推进3D打印机的教育应用,但在整体上,3D打印机在学校的普及还需要个过程。同时,我国在3D打印技术的培训与推广方面,与其他国家相比还有差距,需要进一步推动新技术的学习,这需要教育行政部门、企业和学校共同努力。
2.对教师的要求
教师在3D打印的教育应用中起着重要作用。一方面,教师自身是3D打印的使用者,可以通过3D打印制作个性化的教学模型; 另一方面,教师要进行3D打印课程应用的教学设计,帮助和引导学生展开学习活动。因此,这将对教师提出较高的要求教师需要从技术和教学设计等层面进行学习和提高,做好领路人的角色。
3教育与教学改革
当前,全球教育领域正在发生着革命性变化,3D打印、大规模在线学习课程等的发展将对教育产生持续的深刻影响。因此,我们需要关注并参与到最新的工业革命和教育变革中,加强创新型人才培养,这是我们未来能够在世界竞争中保持先进地位的根本保证。随着智能制造的进一步发展成熟,新的信息技术、控制技术、材料技术等不断被广泛应用到制造领域,3D打印技术也将被推向更高的层面。3D打印技术的发展将体现出精密化、智能化、通用化以及便捷化等趋势。“任何技术都倾向于创造一个新的人类环境”,3D打印技术也将在教育领域发挥积极的作用。对3D打印技术的研究有助于我们把握和预见技术在教育领域中的应用方式和应用前景,并进一步探讨如何充分发挥新技术的特点和优势,通过技术在教育中的应用体现和提升其价值。