打印结束后，还需要对打印好的实体产品进行 后处理，后处理工艺一般包括固化处理、剥离、模型 的修整、上色等，最终打印出真正的模型制品。
利用Ｃｏ基高温合金矩阵颗粒制备了柱状碳化物沉 积结构㈣；美国时装设计师和３Ｄ打印领域的专家利 用３Ｄ打印技术“制造”世界上第一款３Ｄ打印的泳
当然，在整个产品建模过程中，必须严格按照产品的 工程图，保证设计完全正确，最终３Ｄ打印机是严格 按照建模的数据生产制造。 １．２数据分割 将３Ｄ模型进行三维数据向二维数据的转换， 即把整个３Ｄ模型沿ＸＹ平面切割成若干个二维薄 片，每一个薄片的厚度由打印机自身的精度决定，当 然与选择的制作材料也有关，厚度一般从几十ｌａ，ｍ 到几百Ｉｘｍ之间。理论上说，分割的层数越多，打印 出的产品尺寸就越接近于原始设计数据。整个数据 分割都是由软件系统根据所设的参数自动完成的，
摘要：本文以某限位块模具型芯为例，利用生产浪费最小、能量消耗最低、污染排放最小的３Ｄ打印技术 理念生产制造，打破了传统的模具设计与制造方法，从而可以实现绿色模具和快速模具制造。 关键词：３Ｄ打印；模具；制造 中图分类号：ＴＧ６６５
次加工的时间约为２．１ｈ， 如图８所示。进行３Ｄ打 印。最终打印的产品如图 ９所示。
ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｓｔｅｍ ｃｅｌｌ ｓｐｈｅｒｏｉｄ
作者简介：王波（１９７９一），男，硕士在读，讲师，从事机械ＣＡＤ／ＣＡＭ 技术与应用教研
Ｃ９１９制造了３ｍ长的钛合金部件㈣；Ｋｒｉｓｈｎａ【５＿ｑ等人 采用合金制备了多孔生物植入体；Ｋ．Ｎ．ＡｍａｔｏｔＴｌ＝等人
品工程图，选择合适的３Ｄ软件进行建模设计，设计 出的实体模型相当于二维打印的“原稿”。３Ｄ打印的 质量由３Ｄ建模质量决定，因此３Ｄ打印是建立在计 算机辅助设计（ＣＡＤ）技术基础之上的。几乎所有的 ３Ｄ建模软件都可以实现建模，在建模过程中可以使
一个截面层的厚度（通常约为０．１ｍｍ～０．２ｍｍ），然后 重复进行下一个截面轮廓的涂覆，直至完成整个工
３Ｄ打印加工过程 ＳＴＬ格式文件的准备 ＳＴＬ格式文件是目前３Ｄ打印所应用的标准文
片，每一层对应一个二维打印图案信息，再利用３Ｄ 打印机在一个平面上按照ＣＡＤ图形层，将金属、塑 料甚至生物活性细胞组织【－０１等材料黏合在一起，然 后再逐层叠加打印，通过一层一层不同二维图形的 累积，最后形成一个三维模型。如图２所示，网格部 分是ＸＹ平面，可以看做二维图案，３Ｄ打印设备反
【１１】李不言，杨丽李．３Ｄ打印技术【Ｊ】．印刷质量与标准化，２０１３，（５）：
【１２】蒋建科，李秋荣，杭慧口．３Ｄ打印第三次工业革命的重大标志 【Ｎ］．人民日报，２０１３—０１—０４（２０）． ［１３】叶晓婷，郑挺颖，季天也．走进中国３Ｄ打印车间叨．环境与生 活，２０１３，（１）：２０—２３． 【１４】刘书华．快速成型制造技术及应用叨．新技术新工艺，２０００，（３）：
等组成，其系统原理图如图５所示。其中，步进电机 同时驱动连接成形 头内的螺杆和送丝 构，当步进电机
（１）消除拉伤和压痕。将铝合金板材与折弯下模 之间的滑动摩擦改为滚动摩擦，使压痕得以消除，满
［１】杨玉英．实用冲压工艺及模具设计手册［ＭＩ．北京：机械工业出版 社，２００４． ［２］中国机械工程学会塑性工程学会．锻压手册［Ｍ］．北京：机械工业 出版社．２００７．
３．２．４参数设置 在加工新产品前，必须对成型过程技术参数进 行设置。为此，读入模具型芯ＳＴＬ文件后，便进行工 件加工参数的设置，其工件参数设置如图７所示。
［５】Ｂ．Ｖａｍｓｉ Ｋｒｉｓｈｎａ，Ｗｅｉｅｈａｎｇ Ｘｕｅ，Ｓｕｓｍｉｔａ Ｂｏｓｅ，ｅｔａｌ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｐｏｒ—
制造业的全球竞争力，奥巴马总统提出建立全美制 造业创新网络计划，３Ｄ打印被确定为主要发展方 向。２０１２年４月，英国《经济学家》（Ｔｈｅ Ｅｃｏｎｏｍｉｓｔ） 发表了一篇名为《第三次工业革命》的论述文章…，认 为３Ｄ打印与其他数字化生产模式一起促进第三次 产业革命的实现，并称之为“未来制造业发展的必然
３Ｄ打印过程类似于喷墨打印机的工作过程，所 不同的是喷墨打印机逐行喷绘完整图案时即结束工
３Ｄ打印机在完成了第一层喷绘后会在其基础上进 行第二层喷绘，喷绘的层数是根据数据分割二维薄
ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｂｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ２２２９－２２３９．
ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｉｎｃｏｎｅｌ ７ ｌ ８ Ｍａｔｅｒｉａｌｉａ，２０１２，６０：
ｆａｅｔｕｒｉｎｇ）技术。是一种基于计算机辅助设计的、主要 采用逐层叠加制造方式将材料紧密结合在一起的工
艺１３１，可谓是一种颠覆传统的材料加工方法。１９８４年， 美国人查尔斯赫尔（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｈｕｌｌ）发明了立体光刻
技术，可用于打印３Ｄ模型，至今已有３０年的发展 历程。该技术在工业制造、生物医疗、国防军工、航天 航空、建筑工程、艺术设计等多个领域都得到了应
［８】杨永强，刘洋，宋长辉．金属零件３Ｄ打印技术现状及研究进展 【Ｊ】．机电工程技术，２０１３，（４）：１－７． ［９】毛毛虫．３Ｄ打印将如何改变这个世界叨．第二课堂（初中），２０１３，
三角形网格就构成了三维实体的形状和尺寸。小三 角形必须是闭合的，它们的任何错误都可能导致切
沉积，是将丝状热熔性材料熔化，通过喷头喷出熔化 材料，喷头可沿ＸＹ平面移动，按分层截面形状沉积 在底板上，根据分层多少逐层加工，最后加工出所需 零件。熔融沉积法的优点是成型材料成本低，无异 味，成型零件机械性能较好，强度较高；缺点是成型
和设备资源上外，还要经过若干道工序或设备相互 配合，但３Ｄ打印免去了大量的人力和设备，一个人
同时操作多台设备，可以实现无人车间【１３】。虽然目前 ３Ｄ打印材料比较贵，但如果用来生产个性化产品， 其制作成本相比较就会降低。随着新材料不断涌现，
（２）加工周期短。传统加工制造一般 设计、模具制作、制作模型、修整等工序， ３Ｄ打印不用专门制作模具，直接根据３ 来生成实体，并且对于外形复杂且无法
（３）个性化生产。个性化产品通常为单件小批量 生产，传统生产工艺成本高，周期长。３Ｄ则满足了个 性化需求，而且时效性强。同时，３Ｄ打印也适合新产 品样品的生产，对于样品的进一步开发研究有很大
促进作用。 （４）加工材料多。经过３０年的不断发展，３Ｄ打 印技术已实现了金属、塑料、陶瓷、石料、尼龙、高分
（２）消除裂纹。实践证明，无压痕折弯模具工作 过程中模具与铝合金零件之间发生滚动摩擦，使铝 合金板材由两端向弯曲成形部位移动，消除因铝合 金延伸率较低造成成形区端部裂纹现象。
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｎｏ－ｐｒｅｓｓ－ｍａｒｋ ｂｅｎｄｉｎｇ ｄｉｅ ｆｏｒ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｐｌａｔｅ
在加工前，必须将卷筒状丝料（ＡＢＳ）安装在固 定位置上，并将一端拉出，使其通过送料辊和导向套
ｆｏｒ ｌｏａｄ—ｂｅａｒｉｎｇｉｍｐｌａｎｔｓｆＪ］．Ａｃｔａ Ｂｉｏｍａｔｅ－
３Ｄ打印已发展到十余种工艺方法，如光固法 （ＳＬＡ）、激光烧结法（ＳＬＳ）、喷粒法（ＢＰＭ）、掩层叠法 （ＬＯＭ）、模固化法（ＳＧＣ）、熔融沉积法（ＦＤＭ）等［１４—
发明立体光刻技术【１２１以来，经过３０年的发展，３Ｄ打 印技术在精度上提高很快，目前一般的３Ｄ打印成 型精度基本可控制在０．３ｍｍ以下。比如３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍ 公司的Ｐｒｏｊｅｔ