內容簡介
本書介紹近年來快速發展的3D列印技術，深入淺出，著重創新實踐，開拓3D列印的套用領域。本書由七章構成，簡述3D列印技術的由來與發展，介紹當前常見3D列印的技術原理。本書以AOD創想者印表機為例，以管窺豹，介紹3D印表機的結構和使用過程，手把手教會你印表機的使用流程及注意事項。同時本書以人大附中師生開展3D列印活動的作品為案例，介紹3D列印所使用的多種建模軟體，涉及數學模型、物理模型、建築模型、工藝品、智慧型機器人創造、機械模型、醫療器材等相關領域的套用，你會發現3D列印居然可以幫助同學們實現各種各樣的願望，3D列印真的可以打動未來。
前言
近幾年，以3D列印為代表的新興技術逐漸走進人們的生活，相關信息也頻頻見諸媒體報端。相信讀者朋友們拿到這本《3D列印技術與科技創新實踐》時，對 3D列印已不陌生。然而，中國小校如何開展 3D列印技術教育？中小學生如何運用 3D列印提高技術素養？是本書作者努力嘗試探索、解決的問題，這也許是本書與當前 3D列印類書籍不同的地方。
本書的起源：一年前，中國人民大學附屬中學（以下簡稱人大附中）開設了一門研修課程——《 3D列印與DIY》，14名
早培八年級（人大附中拔尖創新人才培養實驗基地，早培八年級相當於義務教育階段初二年級）學生和兩位老師成了這門課的主人。學習的任務很明確：親手製作一台 3D印表機！不能不提的是這門課程開設的動力完全來自於學生和老師的興趣。出於對
3D列印技術的濃厚興趣，作為技術教師的我非常希望能夠擁有一台3D印表機！找來幾個學生商量，共同的興趣讓我們一拍即合：決定自己動手製作 3D印表機。人家是花錢買機器，我們是用智慧研究新技術！一門研修課程就這樣開始了，也開始了我們的探索之旅。
網上檢索資料，了解相關技術原理，網上選購組件，原材料加工，組裝、調試，再調試……十幾個孩子忙得不亦樂乎。中間遇到很多困難，也有同學急得在教室里團團轉，讓人感動的是，他們從來沒說過放棄。經過不到一個學期的努力，孩子們終於在 2013年12月17日下午組裝並調試出自己的 3D印表機，並成功列印出自己設計的作品——一個小小的六面體！兩台機器共花學校經費 8064元。很多人聽後非常驚訝，覺得這不可能，如此高科技產品怎么會出自中學生之手？但事實就是如此，我想說的，只要我們有興趣，並付諸努力，一定會創造奇蹟。
再後來就是3D列印技術的套用與開發，這群不知“天高地厚”的孩子要進一步研發超大尺寸的飛行
3D印表機！又一個夢想從課堂里升起。學校領導給予高度關注和支持，決定購買 16台3D印表機給全校師生用於教學、科研。清華大學年輕的創業團隊——AOD3D印表機公司也給予支持和幫助，無償提供 20套組裝器材供同學們組裝、試驗，並協助學校開展一系列3D列印體驗活動，讓全校師生感受到 3D列印就在身邊。學校陸續開設了面向全校的3D列印選修課程、高級研修課程，不斷有創意新穎、製作精良的三維設計作品從列印平台上被取下.看到同學們收穫時那種難以名狀的喜悅，我們做教師的最大心愿就是分享。願更多的同學和老師能夠感受到3D列印給我們帶來的喜悅。這也許就是本書創作的初衷吧。
發自內心地致謝！
本書得以完成首先要感謝人大附中的校領導。課程開設之初就得到劉彭芝校長、高江濤副校長等校領導的關注和大力支持。劉彭芝校長倡導的“尊重個性，挖掘潛力，一切為了學生的發展，一切為了祖國的未來，一切為了人類的進步”的教學理念，讓我們的項目得以在人大附中這片重視創新的沃土上茁壯成長。3D列印技術與科技創新實踐高江濤副校長更是百忙中給予指導和幫助，從科研經費、政策等方面不遺餘力地支持項目進展。作為一名普通的教師，我們內心最大的感受就是感動與幸福。還要感謝一群精靈古怪的學生：黃嘉琦、杜星冉、王晨冰、房拓、韓一諾、馮思特等。他們的激情參與讓我們在短短一年的時間裡，與3D列印技術結下不解之緣。他們的發現與超乎想像的創造力讓我們如此強烈地感受到科技創新的喜悅。同時感謝張銘老師，他作為中國最早的創客之一，有一種為技術迷、為興趣狂的科學精神。希望中國的創客隊伍越來越壯大。
感謝年輕的清華大學AOD創業團隊！他們在課程開發、技術指導、器材提供、教材編寫方面均給以大力支持，沒有他們的支持，這本書的編寫幾乎難以完成。同時，作為剛剛創業的團隊，他們銳意進取、自主創新的精神常常鼓舞著我們。他們身上無時無刻不散發著青春的朝氣，這也是他們創業之初就在業界取得良好業績的一方面原因吧。
感謝相關同志對本書編輯、出版給出的珍貴意見，最後感謝我的家人和同事。本書一定還有很多缺陷和不足，但最終得以完成離不開你們默默地支持與奉獻！
謝謝你們！
編者
2014年8月
目 錄
第一章 3D列印的時光隧道 1
一、3D列印的前世 . 1
二、3D列印的今生 . 2
第二章 3D列印的技術詳解 4
一、光固化成形 4
二、熔融沉積成形 5
三、粉末粘合 6
四、選擇性雷射燒結.6
五、分層實體製造 7
第三章 3D印表機的結構 . 9
一、認識創想者
3D印表機9
二、開啟列印之旅 . 16
第四章 3D印表機的自我複製 23
一、實現自我複製的
3D印表機 23
二、印表機組裝 . 25
第五章 動手製作
3D印表機. 49
一、搭建框架 49
二、安裝步進電機 . 50
三、組裝噴頭架 51
四、組裝列印平台 . 51
五、組裝移動盒 52
六、安裝光軸與絲槓.55
七、安裝電路系統 . 56
第六章 3D列印未來遐想.59
一、技術發展趨勢 . 59
二、市場發展趨勢 . 60
第七章 3D列印技術與科技創新.62
一、3D列印與數學模型.63
二、3D列印與工藝日用品.69
三、3D列印與機器人創意設計.76
四、3D列印與建築模型.83
五、3D列印與機械傳動.86
六、3D列印與樂器.92
七、3D列印與醫療.97
八、3D列印與手板製作.104
九、3D列印與物理模型.106
參考文獻 111
