3D打印系统设计研究1牛一帆（山东省济宁市技师学院，济宁272000）摘要：3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本，用软件将其离散分解成若干层平面切片，然后由数控成型系统利用激光束等方式将粉末状、液状或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品的技术。对其内涵、发展及趋势，尤其对其系统的设计进行了深入细致的研究与探讨。将其系统按功能设计为五大模块，分别为三维模型获取模块、三维模型处理模块、三维模型分层模块、三维模型打印模块和后处理模块。分别对各个模块进行了详细的设计研究。目前，该技术已广泛地应用于各个领域。该项技术将会带来全球制造业经济的重大变革，3D打印产业将成为下一个具有广阔前景的朝阳产业。但由于受制于材料等多方面因素，该项技术并不能完全取代传统的减材制造法并实现大规模工业化生产，未来相当长的一段时间内两种生产方式将会并存、互补。关键词：3D打印；个性化生产；三维模型；分层；叠加成型；STL文件中图分类号：TH16文献标识码：AResearchon3DPrintingSystemDesignNIUYi-Fan(JiningCollegeofTechnician,Jining272000,China)Abstract:3Dprintingtechnologyissuchatechnologyas3Dmodeldesignedbycomputerisblueprint,itisdecomposedintoseveralplanelayersbysoftware,thenpulverous,liquidorfilamentousmetal,ceramic,plastic,celltissueandothermaterialsarecomposedlayerbylayerusinglaserbeamsbyNCformingsystems,eventuallyphysicalproductissuperposedandmolded.Connotation,developmentandtrendofthistechnology,especiallyitssystemdesign,areresearchedanddiscussedintensively.Accordingtorespectivefunction,fivemodulesofitssystemaredesigned;theyare3Dmodelacquisitionmodule,3Dmodelprocessingmodule,3Dmodellayeringmodule,3Dmodelprintingmoduleandpost-processingmodule.Everymoduleisdesignedandstudiedindetail.Atpresent,thistechnologyhasbeenwidelyappliedinvariousfields.Thistechnologywillbringaboutagreatchangeinglobalmanufacturingeconomy;3Dprintingindustrywillbecomeapromisingsunriseindustry.Butdue1*作者简介:牛一帆（1983）,女，硕士,讲师,主要研究方向为印刷包装工程。E-mail:nyf13319224072@163.com*Correspondingauthor:NIUYi-Fan(1983),Female,Master,Lecturer,Mainresearchinterestsareprintingandpackagingengineering.E-mail:nyf13319224072@163.comtomaterialsandotherfactors,thistechnologycannotcompletelyreplacetraditionalmaterial-reducedmanufacturingmethodandrealizelarge-scaleindustrializedproduction;twokindsofproductionmodewillcoexistandwillbecomplementaryforalongperiodoftimeinfuture.Keywords:3Dprinting；personalizedproduction；3Dmodel；layering；superpositionandmolding；STLfile3D打印技术（ThreeDimensionsPrintingTechnology）是快速成形技术的一种，它是以计算机三维设计模型为蓝本，用软件将其离散分解成若干层平面切片，然后由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末状、液状或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品的技术[1]。该技术综合了数字建模技术、信息技术、机电控制技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，是一种具有高科技含量的综合性应用技术[2]。与传统制造业的“减材制造技术”[3]相反，3D打印遵从的是加法原则，即“逐层叠加”原则，不再需要传统的刀具、夹具和机床，能实现设计制造一体化，从而大幅降低了生产成本，缩短了加工周期，提高了原材料和能源的利用率，减少了对环境的影响。3D打印可以实现大规模的个性化生产，可以制造出传统生产技术无法制造出的外形,成型产品的密度也更加均匀。可以实现首件的净型成形，大大减小了后期的辅助加工量，避免了委外加工的数据泄密和时间跨度[4]。另外，由于其制造准备和数据转换的时间大幅减少，使得单件试制、小批量生产的周期和成本降低，特别适合新产品的开发和单件小批...