3D打印成型工艺及材料(南通理工学院) 中国大学mooc慕课答案2024版 m109803

第一章 绪论 第一章单元测验

1、 下列哪种加工工艺属于3D打印技术？

答案: 选择性激光烧结

2、 相对传统制造方式，3D打印的优点是（ ）。

答案: 满足少量化、个性化生产需求

3、 最早提出并得到商业化发展的是哪种3D打印技术？

答案: SLA

4、 以下哪种文件格式被作为CAD/CAM系统接口文件格式的工业标准？

答案: stl

5、 STL文件采用一系列（ ）平面来逼近原来的模型。

答案: 小三角形

6、 下列哪种3D打印工艺是基于喷射成型？

答案: 3DP

7、 下列哪种3D打印工艺是基于激光或其他光源成型技术？

答案: SLM

8、 分层实体制造（LOM）工艺是采用激光束加工（ ）材料，逐层叠加成型。

答案: 薄膜

9、 SLA工艺的加工材料为（ ）。

答案: 光敏树脂

10、 下列哪种3D打印技术在打印过程中需要打印支撑？

答案: SLA

11、 逆向设计通常会用到（ ），它被用来探测搜集现实环境里物体的形状（几何构造）和外观（颜色、表面反照率等）信息，获得的数据通过三维重建，在虚拟环境中创建实际物体的数字模型。

答案: 三维扫描仪

12、 STL数据的精度直接取决于离散化时三角形的（ ）。

答案: 数目

13、 通常所说的三维印刷成型工艺（3DP）就是3D打印技术。

答案: 错误

14、 英国著名经济学杂志《经济学人》曾发表封面文章，认为3D打印“将与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”，意味着3D打印技术什么都能打印，将无所不能。

答案: 错误

15、 SLS技术主要用于直接熔化金属或陶瓷材料。

答案: 错误

16、 在航空航天领域，SLM技术要比SLS技术应用更广泛。

答案: 正确

17、 拍照式三维扫描属于非接触式扫描方式。

答案: 正确

18、 STL文件不仅描述三维对象表面的几何图形，还包括任何色彩、纹理或者其他常见CAD模型属性的信息。

答案: 错误

19、 STL文件中的坐标值可以是正数，也可以说是负数。

答案: 错误

20、 制造技术从制造原理上可以分为三类：、等材制造和减材制造。
答案: (以下答案任选其一都对)增材制造;
3D打印;
快速成型

21、 经过多年的发展，我国3D打印技术与世界先进水平基本同步，在等部分技术领域已达到国际先进水平。
答案: 高性能复杂大型金属承力构件增材制造

22、 3D打印技术，与传统制造方法不同，其加工过程基于“”思想。
答案: (以下答案任选其一都对)离散/堆积成型;
离散/堆积成形

23、 3D打印的加工过程包括前处理、和后处理三个阶段。
答案: (以下答案任选其一都对)成型加工;
3D打印

24、 对三维模型进行切片处理时，层厚越小，成型精度，但成型时间也越长，效率也越低。
答案: (以下答案任选其一都对)越高;
越好

25、 熔融沉积成型技术是将状态的塑料丝，通过热熔喷头装置，在计算机控制下挤出后逐层沉积和凝固成型。
答案: (以下答案任选其一都对)熔融;
熔化

26、 3DP工艺可分为三种：、喷墨光固化3DP工艺、粉末粘结与喷墨光固化复合3DP工艺。
答案: 粉末粘结3DP工艺

27、 喷墨光固化3DP工艺中，所谓的“墨水”，实际上是用于粘结粉末材料的。
答案: (以下答案任选其一都对)粘结剂;
黏结剂

28、 三维建模就是用计算机系统来表示、控制、分析和输出描述三维物体的和拓扑信息，最后经过数据格式的转换输出可打印的数据文件。
答案: 几何信息

29、 三维模型用在三维空间的集合表示，由各种几何元素，如三角形、线、面等连接的已知数据（点和其他信息）的集合。
答案: 点

30、 三维扫描仪大体分为接触式扫描和。
答案: (以下答案任选其一都对)非接触式扫描;
非接触扫描

31、 在对动态变化的自然现象进行三维建模时，如瀑布、云彩，应当选择建模方式。
答案: (以下答案任选其一都对)过程;
专用算法;
算法

32、 STL文件有两种格式，即文本格式（ASCⅡ码）和两种类型。
答案: (以下答案任选其一都对)二进制;
Binary

作业第一章 绪论 第一单元作业

1、 简述3D打印的基本原理？
评分规则: 3D打印技术的基本原理是：首先设计出所需产品或零件的计算机三维模型（如CAD模型）；然后根据工艺要求，按照一定的规则将该模型离散为一系列有序的二维单元，一般在Z向将其按一定厚度进行离散（也称为分层），把原来的三维CAD模型变成一系列的二维层片；再根据每个层片的轮廓信息，进行工艺规划，选择合适的加工参数，自动生产数控代码；最后由成型系统接受控制指令，将一系列层片自动成型并将它们连接起来，得到一个三维物理实体。有必要的话，对完成的三维产品进行后处理，如深度固化、修磨、着色等，使之达到原型或零件的要求。

2、 简述3D打印流程的三个阶段？
评分规则: 3D打印的加工过程包括前处理、成型加工和后处理三个阶段，其中，前处理是获得良好成型产品的关键所在。
（1）前处理阶段在打印前准备打印文件，主要包括三维造型的数据源获取以及对数据模型进行分层处理。包括三维建模、模型载入与数据处理、模型切片处理。
（2）成型加工阶段打印设备开启后，启动控制软件，读入前处理阶段生产的层片数据文件，在计算机控制下，相应的成型头（激光头或喷头）按各截面信息做扫描运动，在工作台上一层一层地堆积材料，然后将各层相粘结，最终得到原型产品。
（3）后处理阶段打印结束后，从成型系统里取出成型件，进行去除支撑、打磨、抛光、二次固化，或放在高温炉中进行后烧结，进一步提高其强度。

3、 试述产品的三维建模途径有哪些？
评分规则: 第一种是根据设计者的数据、草图、照片、工程图纸等信息在计算机上利用CAD软件人工构建三维模型，常被称为正向设计。
第二种是在对已有产品（样品或模型）进行三维扫描或自动测量，再由计算机生成三维模型。这是一种自动化的建模方式，常被称为逆向工程或反求设计。
第三种是以建立的专用算法（过程建模）生成模型，主要针对不规则几何形体及自然景物的建模，用分形几何描述（通常以一个过程和相应的控制参数描述）。

4、 3D打印的优势和局限有哪些？
评分规则: 优势（1）降低制造成本；（2）适于产品多样化和个性化、便携制造；（3）产品无需组装、缩短交付时间；（4）产品按需打印、即时生产；（5）降低技能门槛；（6）拓展设计空间；（7）大幅降低材料耗损、多材料无限组合；（8）精确的实体复制。
局限（1）产品原型的制造精度相对低；（2）材料性能差，产品机械性能有限；（3）可打印材料有限，成本高昂。

作业第二章 光固化成型工艺及材料 第二章单元作业

1、 简述用于SLA工艺的光敏树脂材料的性能要求。
评分规则: 正确答案：（1）液态树脂的稳定性好；（2）粘度低；（3）固化速度快；（4）一次固化程度高；（5）固化收缩率小；（6）透射深度适中；（7）湿态强度高；（8）溶胀小；（9）毒性小；（10）成型件综合性能好。每点1分，全部答出，给10分。根据上述10点，结合自学情况，进行补充替换的，符合SLA工艺特点的可以得分，只有写出10点即可。

2、 简述SLA工艺的基本原理。
评分规则: 光固化成型是利用液态光敏材料的光敏特性，在特定波长的光源或其他如电子束、可见光或不可见光等的照射能量刺激下由液态转变为固态聚合物，实现三维物体的快速成型。（可以用自己的话描述成型原理）

3、 简述SLA工艺的特点。
评分规则: 优点：（1）成型过程自动化程度高。（2）尺寸精度高。（3）表面质量较好。（4）系统分辨率较高。（5）可以直接制作面向熔模精密铸造的具有中空结构的消失模。（6）制作的原型可以在一定程度上替代塑料件。缺点：（1）成型制件外形尺寸稳定性差。（2）需要设计模型的支撑结构。（3）SLA设备运转及维护费用高。（4）可使用的材料种类较少。（5）液态树脂有一定的气味和毒性。（6）成型制件需要二次固化。（7）SLA成型件不便进行机械加工。（各答对优缺点中的5点即可得10分）

4、 简述光敏树脂的组成及各部分的作用。
评分规则: 光敏树脂由光引发剂、低聚物和稀释单体组成。光引发剂的功能是吸收紫外光能，引发聚合反应。低聚物是光敏树脂材料的主体，决定固化后材料的主要功能。稀释单体调节粘度并参与固化反应，影响固化膜的性能。

第二章 光固化成型工艺及材料 第二章单元测验

1、 （ ）决定了光敏树脂固化后的性能。

答案: 低聚物

2、 由于光固化光源的圆形光斑有一定的直径，会使得打印实体的尺寸发生什么变化？（ ）

答案: 实体尺寸大了一个光斑直径

3、 采用自适应分层方法时，当零件表面倾斜度比较大的时候，选取比较的分层厚度，而当倾斜度比较小的时候，选取较的分层厚度。（ ）

答案: 小 大

4、 光固化成型技术可用于以下哪些领域（ ）。

答案: 航空航天;
汽车;
电器;
医疗

5、 以下属于SLA光源系统的有（ ）。

答案: 气体激光器;
固体激光器;
半导体激光器;
普通紫外灯

6、 自由基型光固化树脂在光固化转变时，若撤走光源，反应立即停止。

答案: 正确

7、 SLA成型系统中的光学扫描系统有数控X-Y导轨式扫描系统和振镜式激光扫描系统两种，其中数控X-Y导轨式扫描系统扫描速度较快。

答案: 错误

8、 SLA制作的原型可以完全替代塑料件。

答案: 错误

9、 3D打印成型工艺中最早发展起来的是 工艺。
答案: (以下答案任选其一都对)SLA;
光固化;
光固化成型

10、 自由基聚合反应的过程可分为链引发、 、链终止三个阶段。
答案: 链增长

11、 根据材料聚合机理的不同，光可以引发两种聚合反应，分别是自由基聚合和 。
答案: 阳离子聚合

12、 光固化后处理包括原型的清洗、去除支撑、 以及必要的打磨等等。
答案: 后固化

13、 PolyJet系统采用 喷头。
答案: 阵列式

14、 CLIP指的是 。
答案: 连续液面制造技术

15、 DLP成型系统的光学系统由 、聚光系统以及投影物镜三个部分组成。
答案: 数字微镜

16、 按照光固化树脂参加光固化交联过程中的反应机理，可以把光固化树脂分为三类：分别是自由基型光固化树脂、阳离子型光固化树脂和 。
答案: 混合型光固化树脂

17、 稀释单体主要起调节体系 的作用。
答案: 粘度

18、 光固化原型的精度包括尺寸精度、形状精度、 。
答案: 表面精度

19、 由于切片分层厚度导致成型过程中不可避免存在的误差称为。
答案: 台阶效应

20、 影响SLA成型精度的因素有很多，按照成型机的成型工艺过程，我们可以把产生成型误差的因素分成 、工艺性误差和后处理误差三类。
答案: 原理性误差

第三章 选区激光烧结工艺及材料 第三章单元测验

1、 SLS过程中，烧结制件会发生___。

答案: 收缩

2、 激光烧结材料的预热温度一般低于熔融温度_℃。

答案: 2-3

3、 SLS用粉末的平均粒径一般不超过______μm，否则制件会存在非常明显的阶梯效应，而且表面非常粗糙。

答案: 100

4、 ______年，美国德克萨斯大学奥斯汀分校的硕士生Dechard首先提出的，然后就组建了DTM公司。

答案: 1986

5、 间接烧结工艺使用的金属粉末实际上是一种金属组元与有机粘结剂的混合物，有机粘结剂的含量约为__%。

答案: 1

6、 选区激光烧结后处理工艺不包括___。

答案: 低温烧结

7、 SLS工艺是常见几种3D打印工艺中材料利用率最高的，可接近_____%。

答案: 100

8、 当CAD模型的表面与直角坐标轴线平行时，产生阶梯效应。

答案: 错误

9、 层数越多，铺粉的累计辅助时间越长，烧结时间也越长，成型效率越低。

答案: 正确

10、 一般地，粉末平均粒径越小，其烧结速率越大，烧结件的强度越低。

答案: 错误

11、 喷雾干燥法制备的高分子粉末为近球形。

答案: 错误

12、 深冷冲击粉碎法制备的粉末呈不规则形状。

答案: 正确

13、 一般而言，激光功率越大，扫描速度越低，烧结密度越低。

答案: 错误

14、 选取激光功率密度和扫描速度，可使烧结密度达到最优值。

答案: 正确

15、 热等静压烧结是指将SLS成型件放入温控炉中，先在一定温度下脱掉黏接剂，然后再升高温度进行烧结。

答案: 错误

16、 SLS成型过程中出现的悬空层面可直接由未烧结的粉末实现支撑。

答案: 正确

17、 烧结过程中颗粒之间的粘结大致可分为初期烧结颈形成阶段、_____和最后烧结阶段。
答案: 中间烧结颈长大阶段

18、 通过形核、___等原子迁移过程，粉末颗粒间的原始接触点形成烧结颈。
答案: 长大

19、 为了降低所需激光的功率，应尽可能减少激光_，提高粉末材料的起始温度，采用适当的激光扫描速度。
答案: 光斑直径

20、 ___是指相邻两激光束扫描行之间的距离。
答案: 激光扫描间距

21、 一般说来，烧结缺陷有制件表面粗糙度高、制件_、翘曲等。
答案: 收缩变形

22、 __是指用简单的表格、绘图和函数形式表示粉末颗粒群粒径的分布状态。
答案: 粒径分布

23、 单分布球形颗粒进行正交堆积时，其堆积相对密度为__%。
答案: 60.5

24、 在_和零件的单件小批量生产中，不需复杂工装及模具，可大大提高制造速度，并降低制造成本。
答案: 新产品试制

25、 由于SLS工艺烧结的零件具有很高的__，故其在医学上可用于人工骨的制造。
答案: 孔隙率

26、 SLS工艺成型材料广泛，目前已经成功的用石蜡、高分子、_、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料进行了烧结。
答案: 金属

27、 粉末材料的特性对SLS制件的性能影响较大，其中_、粒径分布及形状等最为重要。
答案: 粒径

28、 选区激光烧结成型的英文名称是____。
答案: (以下答案任选其一都对)Selected Laser Sintering;
selected laser sintering

29、 金属粉末的SLS烧结主要有三种方法，分别是直接法、间接法和_。
答案: 双组元法

30、 为避免烧结过程中材料因高温起火燃烧或防止氧化，需在工作空间加入阻燃气体，多为_。
答案: 氮气

31、 直接法又称为“____”法。
答案: 单组元固态烧结

作业第三章 选区激光烧结工艺及材料 第三章单元作业

1、 简述选区激光烧结工艺的成型原理。
评分规则: 优点：（1）可采用多种材料。（2）可制造多种原型。（3）高精度。（4）无需支撑结构。（5）材料利用率高。缺点:表面粗糙。 烧结过程有异味。 有时辅助工艺较复杂。

2、 简述SLS工艺常用的后处理方法有哪些？
评分规则: （1）高温烧结 将SLS成型件放入温控炉中，先在一定温度下脱掉黏接剂，然后再升高温度进行高温烧结。坯体内部孔隙减少，制件的密度和强度得到提高。 （2）热等静压烧结 热等静压烧结将高温和高压同时作用于坯体，能够消除坯体内部的气孔，提高制件的密度和强度，但也会引起制件的收缩和变形。（3）熔浸 熔浸是将坯体浸没在一种低熔点的液态金属中，金属液在毛细管力作用下沿着坯体内部的微小孔隙缓慢流动，最终将孔隙完全填充。零件的密度和强度都大大提高，而尺寸变化很小。 （4）浸渍 浸渍和熔浸相似，所不同的是浸渍是将液态非金属物质浸入多孔的激光区烧结坯体的孔隙内。

作业第四章 选区激光熔化工艺及材料 第四章单元作业

1、 对比SLM和SLS工艺的异同，并简述SLM的特点。
评分规则: SLS：通过低熔点金属或粘结剂的熔化将高熔点的金属或非金属粉末粘结在一起。SLM：将金属粉末完全熔化。区别：粉末的结合方式不同。因此其要求激光功率密度要大大高于SLS。优点：（1）能将CAD模型直接制成终端金属产品，只需要简单的后处理或表面处理工艺。（2）适合各种复杂形状的工件。（3）致密度几乎能达到100％，机械性能与锻造工艺相当。（4）由于光斑直径小，因此获得的金属零件具有很高的尺寸精度。（5）能以较低的功率熔化高熔点金属，使得用单一成分的金属粉末来制造零件成为可能，而且可供选用的金属粉末种类也大大拓展了。（6）能采用钛粉、镍基高温合金粉进行直接加工，解决在航空航天中应用广泛的、组织均匀的高温合金零件复杂件加工难的问题；还能解决生物医学上组分连续变化的梯度功能材料的加工问题。缺点：（1）由于激光器功率和扫描振镜偏转角度的限制，SLM设备能够成型的零件尺寸范围有限；（2）由于使用到高功率的激光器以及高质量的光学设备，机器制造成本高；（3）由于使用了粉末材料，成型件表面质量差，产品需要进行二次加工，才能用于后续的工作；（4）加工过程中，容易出现球化和翘曲。

第四章 选区激光熔化工艺及材料 第四章单元测验

小提示:本节包含奇怪的同名章节内容

1、 扫描速度快，会使显微组织（ ）。

答案: 更细

2、 如果金属粉末无法完全熔化或处于烧结态，都会使得成型零件中孔隙（ ）。

答案: 增多

3、 一般用（ ）变形大小评价翘曲变形程度。

答案: 弯曲

4、 致密性与孔隙成（ ）关系。

答案: 反比

5、 原理性误差是由于（ ）造成的。

答案: 金属粉末质量

6、 （ ）的作用是实时去除成型腔中的烟气，保证成型气氛的清洁度。

答案: 气体净化系统

7、 航空航天主要用（ ）。

答案: 钛合金

8、 铺粉装置主要有（ ）、送粉装置和铺粉装置组成。

答案: 升降工作台

9、 该系统的激光器光束直径内的能量呈（ ）分布。

答案: 髙斯

10、 为了保证激光光束（ ）质量，在光路系统上设置了聚焦系统。

答案: 聚焦

11、 采用选区激光熔化成型工艺加工出实体零件，首先要将产品（ ）。

答案: 数字化

12、 选区激光熔化成型工艺参数选择的关键目的是（ ）。

答案: 加热层与下层进行冶金焊接结合

13、 英国《经济学人》杂志称3D打印技术为“第（ ）次工业革命”，而选区激光熔化成型工艺是目前研究的热点。

答案: 四

14、 激光在粉床上走过的路线学术上称为（ ）。

答案: 扫描路径

15、 一般利用拉伸法评价该工艺的力学性能。

答案: 正确

16、 激光功率越高，制备的零部件质量越好。

答案: 错误

17、 翘曲变形是由于内应力造成的。

答案: 正确

18、 扫描速度决定粉末吸收的激光能量及作用时间。

答案: 正确

19、 微裂纹是主要缺陷之一。

答案: 正确

20、 激光器上光学镜片需要保护镜进行防尘保护。

答案: 错误

21、 系统设备主机上的成型腔工作时需要封闭。

答案: 正确

22、 金属粉末对激光吸收率没有影响。

答案: 错误

23、 成型腔工作时需要低氧、干燥。

答案: 正确

24、 该工艺铺粉装置与SLS的没有太大区别。

答案: 正确

25、 选区激光熔化技术最早起源于美国。

答案: 错误

26、 选区激光熔化成型工艺的各叠层之间的结合强度高。

答案: 正确

27、 选区激光熔化成型工艺对热源激光器类型一般没有特殊要求。

答案: 错误

28、 选区激光熔化成型工艺参数主要是激光功率密度、扫描速度。

答案: 错误

29、 与其它激光3D打印技术相比，选区激光熔化成型工艺的形状精度差。

答案: 错误

30、 选区激光熔化制备件主要性能指标有力学性能、残余应力、表面粗糙度、尺寸精度、硬度、 。
答案: 致密度

31、 SLM制件的主要缺陷有球化、孔隙和 。
答案: (以下答案任选其一都对)翘曲;
翘曲变形

32、 后处理工序的目的是 缺陷。
答案: 减少

33、 金属粉末性能指标有 、粒度分布、颗粒形状、晶体结构、松装密度及流动性等。
答案: 粒度

34、 系统的核心器件包括主机、激光器、 。
答案: 光路传输系统

35、 金属粉末主要有铁合金、高温合金、 、钛合金及铝合金。
答案: 不锈钢

36、 选区激光熔化成型工艺所用激光功率密度 选区激光烧结融化成型工艺。
答案: (以下答案任选其一都对)大于;
高于

37、 选区激光熔化成型工艺的缺点之一是容易产生 变形。
答案: 翘曲

38、 选区激光熔化成型工艺的优点之一是致密度几乎能达到 。
答案: (以下答案任选其一都对)100%;
百分百;
百分之一百

39、 选区激光熔化成型工艺前期数据处理时为了限制变形，需要添加 。
答案: (以下答案任选其一都对)支撑;
支撑结构

40、 选区激光熔化成型工艺三维模型数据处理后得到的是 格式文件。
答案: STL

41、 选区激光熔化成型工艺流程的最后工序是 。
答案: (以下答案任选其一都对)后处理;
高温烧结;
热等静压烧结

42、 选区激光熔化成型工艺一般常用 激光器类型。
答案: 光纤

43、 在零部件制备过程中，需要 气体在加工室内，以避免零部件氧化。
答案: (以下答案任选其一都对)惰性;
保护;
充惰性;
充保护

44、 分层厚度一般在 mm范围。
答案: 0.02—0.04

45、 选区激光熔化成型工艺的英文名称缩写是 。
答案: SLM

46、 为保证零件精度 激光光斑直径一般（ ）。

答案: 细微

47、 选区激光熔化成型工艺所用激光功率密度 选区激光烧结融化成型工艺。
答案: 大于

48、 选区激光熔化成型工艺的优点之一是致密度几乎能达到 。
答案: 100%

49、 选区激光熔化成型工艺前期数据处理时为了限制变形，需要添加 。
答案: 支撑

50、 选区激光熔化成型工艺流程的最后工序是 。
答案: 后处理

51、 在零部件制备过程中，需要 气体在加工室内，以避免零部件氧化。
答案: 惰性

52、 分层厚度一般在 mm范围。
答案: 0.02—0.04

53、 选区激光熔化成型工艺的英文名称缩写是 。
答案: SLM

54、 金属粉末性能指标有 、粒度分布、颗粒形状、晶体结构、松装密度及流动性等。
答案: 粒度

55、 系统的核心器件包括 、激光器、光路传输系统。
答案: 主机

56、 金属粉末主要有 、高温合金、不锈钢、钛合金及铝合金。
答案: 铁合金

57、 SLM制件的主要缺陷有球化、孔隙和 。
答案: 翘曲

58、 致密性与孔隙成（ ）关系。

答案: 反比

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