3D打印的后处理及应用

3D打印的后处理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

陈森昌 著
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出版社: 华中科技大学出版社
ISBN:9787568029315
版次:1
商品编码:12161825
包装:平装
丛书名: 全国应用型高校3D打印领域人才培养“十三五”规划教材
开本:16开
出版时间:2017-08-01
用纸:胶版纸
页数:119
字数:160000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :应用型高校相关专业的学生,3D打印从业人员或爱好者
3D打印技术将使制造活动更加简单,使得每个家庭、每个人都有可能成为创造者。本书主要介绍3D打印件的后处理和3D打印技术的具体应用。对3D打印件的后处理方面,介绍了主要3D打印方法后处理的目的、具体操作过程和要求。内容丰富,紧贴生活实际,通俗易懂。

内容简介

本书介绍了3D打印件的后处理和3D打印技术的具体应用。后处理方面介绍了主要的3D打印方法后处理的目的、具体操作过程和要求。3D打印技术的应用方面着重介绍了在未来更有发展前景的方向,如工业与艺术设计、首饰设计与制造、医疗和生物等。
本书既可以作为应用型高校学生学习的教材,也可以作为3D打印从业人员或3D打印爱好者的参考书籍。

精彩书评

本书主要介绍3D打印件的后处理和3D打印技术的具体应用。对3D打印件的后处理方面,介绍了主要3D打印方法后处理的目的、具体操作过程和要求。内容丰富,紧贴生活实际,通俗易懂。

目录

第1篇3D打印件的后处理(1)

项目1 3D打印件的直接后处理(2)

任务1.1 3D打印件表面的问题及要求(3)

1.1.1 3D打印件的台阶效应(10)

1.1.2 3D打印的辅助支撑结构(11)

1.1.3 3D打印的要求(12)

任务1.2 3D打印件直接后处理的物理方法(13)

1.2.1 3D打印件的直接后处理要求(13)

1.2.2 3D打印件的表面打磨处理(14)

1.2.3 3D打印件的抛光处理(14)

1.2.4 3D打印件的去支撑处理 (15)

1.2.5 LOM成形件余料去除(16)

任务1.3 3D打印件直接后处理的化学方法(16)

1.3.1 3D打印件的延寿后处理(17)

1.3.2 3D打印件的着色后处理(19)

1.3.3 3D打印件的蒸发后处理(20)

1.3.4 SLA成形件的固化处理 (21)

项目2 3D打印件的间接后处理(22)

任务2.1 3D打印件的性能局限性与后处理的要求(22)

2.1.1 3D打印件的局限性(23)

2.1.2 3D打印件间接后处理的原则(24)

任务2.2 3D打印件间接后处理举例(25)

2.2.1 用硅胶模生产塑料件(26)

2.2.2 生产消失模模型(28)

第2篇 3D打印技术的应用(33)

项目3 3D打印技术应用于小批量产品的制造(35)

任务3.1 3D打印技术应用于小批量产品制造的优势(36)

3.1.1 快速性(36)

3.1.2 经济性高(37)

3.1.3 自由性好(37)

任务3.2 3D打印技术应用于零件制造(38)

3.2.1 直接打印零件(38)

3.2.2 间接制造零件(41)

任务3.3 3D打印技术应用于熔模铸造(42)

3.3.1 3D打印制造熔模的工艺(43)

3.3.2 熔模铸造的优点 (46)

3.3.3 3D打印技术应用于熔模铸造的局限性(46)

任务3.4 3D打印技术用于制造产品的模具(47)

3.4.1 直接制模 (48)

3.4.2 间接制模(50)

3.4.3 金属喷涂模具技术(51)

项目4 3D打印技术应用于工业与艺术设计(53)

任务4.1 3D打印技术应用于工业与艺术设计的优势(54)

4.1.1 思维限制解除 (55)

4.1.2 周期缩短且容易修改(56)

4.1.3 制造成本低(57)

任务4.2 3D打印技术应用于设计的快速验证(57)

4.2.1 设计产品形状的验证(58)

4.2.2 设计产品中零件装配关系的验证(59)

任务4.3 3D打印技术应用于艺术设计验证和制造(60)

4.3.1 3D打印技术应用于艺术设计验证(61)

4.3.2 3D打印技术应用于艺术品的制造(62)

项目5 3D打印技术应用于创意领域(67)

任务5.1 3D打印技术应用于创意领域的优势(67)

5.1.1 创意可不用考虑可行性(68)

5.1.2快速、无限次修改(68)

任务5.2 3D打印技术应用于创意方案的快速验证(69)

5.2.1 方案可行性的快速验证(69)

5.2.2 方案实用性的快速验证(70)

5.2.3 方案安全性的快速验证(70)

任务5.3 3D打印技术应用于建筑设计验证和制造(70)

5.3.1 建筑设计验证(70)

5.3.2 建筑物的打印(71)

5.3.3 别墅的3D打印(72)

任务5.4 3D打印技术应用于个人制造(73)

5.4.1 定制生活用品(73)

5.4.2 定制耐用消费品——汽车(76)

5.4.3 DIY玩具(77)

项目6 3D打印技术应用于首饰设计与制造(81)

任务6.1 3D打印技术应用于首饰设计与制造的优势(82)

6.1.1 3D打印技术应用于设计的优势 (84)

6.1.2 3D打印技术应用于制造的优势(85)

任务6.2 3D打印技术应用于首饰设计的快速验证(87)

6.2.1 概念化首饰设计(88)

6.2.2 创建虚拟模型(89)

6.2.3 首饰设计的快速验证(90)

任务6.3 3D打印技术应用于首饰制造(90)

6.3.1 首饰的制造工艺(91)

6.3.2 3D打印直接成形首饰(94)

6.3.3铸造模型工艺(96)

项目7 3D打印技术应用于医疗、生物领域(98)

任务7.1 3D打印技术应用于医疗、生物领域的优势(99)

7.1.1 3D打印技术应用于医疗领域的优势(102)

7.1.2 3D打印技术应用于生物领域的优势(104)

任务7.2 3D打印技术应用于牙齿的定制(105)

7.2.1 牙齿修复 (106)

7.2.2 种植牙 (107)

7.2.3 隐形牙套(107)

任务7.3 3D打印技术应用于人头骨骼的定制(108)

7.3.1 人造脊椎(109)

7.3.2 修复头盖骨 (110)

7.3.3 髋关节定制(111)

任务7.4 3D生物打印技术应用于活体生物的打印(112)

7.4.1 人工耳朵(113)

7.4.2 人造血管(114)

7.4.3 皮肤移植(116)

参考文献(117)

精彩书摘

  《3D打印的后处理及应用》:
  3D打印从诞生就一直用于原型制作,虽然现在3D打印已经在很多领域有其他方面的应用,但原型制造依旧是很大、最直接的应用领域。由于3D打印具有速度更快,成本更低,可以实现复杂结构的快速成形等优势,未来原型制造肯定还将是3D打印的应用领域之一。
  2.成形材料
  材料对于3D打印的发展有着非常大的影响,甚至一些瓶颈需要依靠材料来突破。在投入大量研究的人力、财力和物力后,可以应用于3D打印的材料是越来越多了,未来肯定会出现更多可以用于3D打印的材料。
  3.医疗保健和生物组织
  3D打印技术在制造或辅助制作中的应用已经比较普遍,如3D打印牙齿、义肢等。由于一些相关医疗政策的限制,一些3D打印的成果尚未大量应用,但研究工作一直在进行,如3D打印的人工血管,用于体内的3D打印心脏起搏器等。
  ……

前言/序言


目前,3D打印这一“改变未来”的技术受到世界广泛关注,其自身也得到了快速的发展。而相关人才的紧缺已成为制约3D打印技术发展的重要因素之一。此外,人们对3D打印技术本身的特性、能力和适应性也缺乏了解。为了帮助解决上述这两方面的问题,作者编写了本书。本书既可以作为应用型高校学生学习的教材,也可以作为3D打印从业人员或爱好者的参考书籍。
  本书主要介绍3D打印件的后处理和3D打印技术的具体应用。对3D打印件的后处理方面,介绍了主要3D打印方法后处理的目的、具体操作过程和要求。具体应用则主要介绍了3D打印技术在小批量产品的制造、工业与艺术设计、创意设计、首饰设计与制造及医疗、生物领域中的应用。
  3D打印件的后处理是对成形后零件的处理,这是关系成形件质量的重要工序之一,目前还没有书籍进行过集中讨论。本书对大部分常用3D打印方法成形件的后处理进行了介绍。3D打印技术的应用是3D打印的主要研究领域之一,已有很多介绍相关内容的书籍,本书试图在未来更有发展前景的方面,如工业与艺术设计、首饰设计与制造、医疗和生物等,进行相应应用新进展的介绍。
本书的项目5由陈曦撰写,项目4由陈曦、陈森昌共同撰写,其余项目由陈森昌撰写,全书由陈森昌统一审定。书中除一般原理的介绍外,还列举了大量的事例,这些事例一部分是作者的积累,一部分来自参考文献,还有一小部分来自行业报道,报道的事例zui少都经过两家不同渠道报道,以求真实。在此,对所参考书籍、论文和报道的作者表示zui衷心的感谢。学生柯美霞、方泽民、梁文媛、许青云和陈钰洁帮助收集、整理了大量的资料,对他们的辛勤工作表示感谢。
本书在编写过程中使用了部分图片,在此向这些图片的版权所有者表示诚挚的谢意!由于客观原因,我们无法联系到您。如您能与我们取得联系,我们将在第yi时间更正任何错误或疏漏。
  面对3D打印行业的飞速发展,面对大量的研究论文和zui新报道,作者越来越感到惶恐,生怕由于自己的学识、能力有限,对材料的取舍、理解存在偏颇,对发展方向的判定有失准确。对于书中可能存在的疏漏,恳请广大读者不吝批评、指正,以便在将来合适的时候对其进行修改、完善。






《3D打印的后处理与应用》是一本聚焦于3D打印技术在生产制造、原型开发、艺术创作以及医疗健康等多个领域前沿应用的深度探索之作。本书并非仅仅罗列3D打印的硬件设备或基础工艺,而是将重点放在了3D打印件从打印完成到最终可投入使用或展示的整个关键链条——后处理环节,并以此为切入点,深入剖析其在各行业中的实际落地与价值实现。 第一部分:精益求精——3D打印后处理的艺术与科学 本书的基石在于其对3D打印后处理工艺的系统性梳理与详尽解析。我们深知,一件3D打印出来的作品,往往只是原材料的初步形态,其最终的价值和性能,很大程度上取决于后续的精细化加工。因此,本书将从以下几个维度,层层剥开后处理的面纱: 1. 支撑去除的艺术与技巧:针对不同打印技术(如FDM、SLA、SLS、DLP等)产生的支撑结构,本书将提供一套完整的去除策略。这包括但不限于: 机械去除法:手动工具(钳子、刀具、打磨棒)的使用技巧,以及如何选择合适的工具以避免损伤模型本体。 溶胀与溶解法:针对水溶性、HIPS等支撑材料,提供详细的溶解液配比、浸泡时间、温度控制等关键参数,以及如何安全高效地处理溶剂。 热处理法:介绍利用加热设备(如热风枪、烘箱)进行辅助支撑去除的方法,以及需要注意的温度阈值和操作规范。 自动化支撑去除:对一些高端后处理设备(如超声波清洗机、自动喷砂机)的工作原理、适用范围及操作流程进行介绍,为大规模生产提供解决方案。 支撑结构设计优化:从设计源头出发,探讨如何优化支撑结构的设计,以最大程度地降低支撑体积、缩短去除时间、减少对模型表面质量的影响。 2. 表面处理的蜕变与升华:3D打印件的表面往往存在层纹、孔隙或粗糙感,通过精细的表面处理,能够使其焕然一新,满足更高的 estetické 或功能性要求。本书将全面覆盖: 打磨抛光:从粗砂到细砂的逐级打磨流程,不同材质(PLA、ABS、树脂、尼龙等)的打磨特性,以及手工打磨与电动工具(如砂轮机、抛光机)的配合使用。 化学抛光:针对特定材料(如ABS的丙酮蒸汽抛光,树脂的酒精抛光),详细介绍化学药剂的选择、浓度控制、操作安全事项以及环境要求。 填充与修补:介绍常用的填充材料(如腻子、AB胶、UV胶)的特性、使用方法,以及如何针对模型的缺陷(如气孔、裂缝、断层)进行填补和修复。 涂装与上色:从底漆、面漆到清漆的完整涂装流程,包括喷漆、刷漆、空气喷枪等多种上色方式,以及颜料选择、色彩搭配、纹理模拟(如金属漆、磨砂漆)等艺术化处理技巧。 覆膜与电镀:介绍真空镀膜、水转印、UV覆膜等工艺,如何为3D打印件赋予金属质感、特殊纹理或增强其耐候性。 3. 增强性能的加固与改性:除了美观,很多应用场景还需要3D打印件具备更高的强度、韧性、耐温性或导电性。本书将探讨: 后固化处理:针对SLA、DLP等树脂打印件,介绍不同波长、不同时长的UV固化机理,以及如何通过优化固化参数来提升材料的力学性能和尺寸稳定性。 热处理与退火:对某些材料(如尼龙、TPU)进行热处理,消除内部应力,提高其韧性和抗冲击性。 浸渗与涂层:介绍如何利用环氧树脂、聚氨酯等材料对打印件进行浸渗,填补孔隙,提高其密封性、耐化学性和机械强度。 复合材料增强:探讨如何通过植入金属件、碳纤维棒等方式,对3D打印件进行局部或整体的结构增强。 功能性涂层:介绍导电漆、防静电涂层、抗菌涂层等特种涂层的应用,赋予打印件新的功能特性。 4. 精度与尺寸的校准与优化:3D打印件的尺寸精度往往受到材料收缩、环境温度等因素的影响。本书将提供: 尺寸测量与检测:介绍使用游标卡尺、三坐标测量仪等工具对打印件进行精确测量的方法。 尺寸补偿设计:如何根据材料的收缩率和打印机的特性,在设计阶段进行尺寸补偿,以获得更精确的打印结果。 热膨胀与冷缩处理:在后处理过程中,如何控制温度变化,避免因热胀冷缩导致的尺寸变形。 第二部分:赋能各界——3D打印后处理在应用中的价值绽放 在扎实地掌握了后处理的各项技术之后,本书将视角转向这些技术在不同行业中的实际应用,展示3D打印的无限可能: 1. 工业制造的精密伙伴: 原型验证与快速迭代:3D打印技术极大地缩短了原型开发周期。本书将重点介绍,如何通过高效的后处理,快速将设计转化为可触碰、可测试的实体模型,加速产品迭代和市场反馈。例如,汽车零部件的流体动力学模型、电子产品外壳的集成测试原型等。 模具与工装夹具的定制化生产:针对小批量、定制化的模具需求,3D打印可以快速制造出高性能的模具。本书将深入探讨,如何通过高精度后处理,使3D打印模具达到生产要求,例如用于注塑、吹塑、压铸等工艺的模具,以及各种定制化的装配工装、检测夹具,如何通过后处理提升其耐磨性、精度和使用寿命。 小批量生产与个性化定制:对于一些特殊需求的产品,例如航空航天领域的复杂结构件、高端消费品中的个性化部件,3D打印结合精细的后处理,能够实现经济高效的生产。本书将展示如何通过后处理赋予这些部件高强度、轻量化、耐高温等特性,满足严苛的应用标准。 2. 医疗健康的生命守护者: 精准医疗的实体模型:基于患者CT、MRI等影像数据,3D打印能够制作出高精度的人体器官、骨骼模型。本书将着重介绍,如何通过医用级材料的后处理,使这些模型具备触感、颜色区分,用于手术规划、医患沟通、医学教学,提高手术成功率。 个性化植入物与假体:从骨骼修复支架到牙科种植体,再到定制化的假肢,3D打印正在革新医疗器械领域。本书将详述,如何对这些与人体直接接触的打印件进行生物相容性处理、表面抗菌处理、以及符合人体工程学的后处理,确保其安全性和有效性。 手术导板与器械:为复杂手术设计的定制化手术导板,能够精确引导医生进行操作。本书将展示,如何通过高精度后处理,确保手术导板的尺寸精度和无菌性,提升手术的精准度和安全性。 3. 艺术与设计的新维度: 雕塑与模型制作的无限可能:3D打印为艺术家和设计师提供了前所未有的创作自由。本书将通过案例展示,如何通过精湛的后处理技术,将数字模型转化为触感逼真、细节丰富的艺术品。例如,复杂的雕塑、精细的模型玩具、建筑模型等,如何通过后处理展现出丰富的色彩、纹理和质感。 时尚与珠宝的个性化表达:从定制化的服装配饰到独一无二的珠宝首饰,3D打印正在引领个性化设计潮流。本书将介绍,如何通过表面抛光、电镀、镶嵌等后处理工艺,使3D打印的时尚单品和珠宝具有高端的质感和美学价值。 4. 教育与科研的强大工具: 可视化教学模型:在科学、工程、医学等领域,3D打印可以制作出复杂的教学模型,帮助学生更直观地理解抽象概念。本书将探讨,如何通过后处理,使这些模型更具吸引力、更易于操作,例如可拆卸的分子结构模型、可演示的机械原理模型。 科研实验的定制化设备:科研人员经常需要定制化的小型实验设备或零件。本书将展示,如何利用3D打印和后处理技术,快速、经济地制作出满足特定科研需求的设备,加速科学探索的进程。 本书的特色与价值: 实操性强:本书并非停留在理论层面,而是提供了大量详细的操作步骤、参数设置、工具选择建议,以及实际案例分析,读者可以照葫芦画瓢,轻松上手。 技术全面:涵盖了目前市面上主流的3D打印技术和常用的后处理工艺,力求为读者提供一个完整的知识体系。 应用导向:紧密结合各行业实际需求,展示3D打印后处理技术如何为具体问题提供解决方案,创造实际价值。 前沿视野:关注行业最新发展动态,介绍一些新兴的后处理技术和创新应用,帮助读者把握技术趋势。 《3D打印的后处理与应用》旨在成为每一位3D打印爱好者、专业人士、设计师、工程师以及相关行业从业者的案头必备指南,帮助他们充分释放3D打印技术的潜力,将创意转化为现实,并在各自的领域取得卓越成就。本书将带领您从“打印”走向“智造”,从“原型”走向“精品”,共同探索3D打印技术在当今及未来世界中的无限精彩。

用户评价

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拿到这本《3D打印的后处理及应用》,我最期待的就是它能帮助我突破目前在3D打印技术应用上的瓶颈。作为一个正在创业阶段的团队,我们一直在探索如何利用3D打印技术来加速我们的产品开发流程,并降低成本。目前我们遇到的最大问题是如何让打印出来的模型更符合最终产品的质量要求,以及如何有效地进行后期处理,以满足客户的审美和功能需求。市面上有很多关于3D打印原理的书籍,但真正深入到“后处理”这个环节的却很少,很多时候我们只能自己摸索,效率非常低下。这本书的书名直接点明了核心问题,让我看到了希望。我希望书中能详细讲解不同类型的3D打印技术(例如FDM、SLA、SLS等)在打印完成后,针对其材质特性和打印精度所需要的具体后处理步骤和技巧。比如,如何有效地去除支撑结构,避免损坏模型表面;如何进行不同程度的打磨,达到光滑细腻的触感;如何进行表面修补,修复打印过程中可能出现的瑕疵;以及如何选择合适的涂料和工艺进行上色和表面处理,让模型更具质感和美观度。另外,我也希望它能提供一些关于如何优化打印参数,以减少后期处理工作量的建议,这对于批量生产尤为重要。

评分

作为一个对科技前沿充满好奇的普通读者,我对3D打印技术一直抱有极大的热情。我常常在想,那些酷炫的3D打印模型,打印出来之后究竟是怎么变得如此精美和实用的?市面上关于3D打印的入门书籍,大多停留在打印机如何工作、切片软件怎么用的层面,对于打印完成后的“魔法”却鲜有提及。《3D打印的后处理及应用》这个书名,一下子就击中了我的好奇心。我迫切地想知道,如何将打印出来的粗糙模型,变成一件件可以把玩、展示甚至实用的艺术品或生活用品。我希望这本书能够系统地介绍各种3D打印材料,比如PLA、ABS、PETG、树脂等,在打印完成后,分别有哪些适合的处理方法。例如,如何处理FDM打印件表面明显的层纹,如何让树脂打印件的表面光滑如镜,又如何给金属打印件进行着色或抛光,使其呈现出独特的金属光泽。我特别期待书中能提供一些关于模型表面处理的详细步骤,包括不同粗细砂纸的使用、抛光膏的选择、甚至是一些特殊的表面效果处理技巧。同时,我也希望书中能够涵盖一些3D打印技术的实际应用案例,让我看到这些后处理技术是如何被应用到各个领域,比如工业模型、艺术品、定制化产品等,从而拓宽我的视野,激发我的创造力。

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坦白说,我之前对3D打印的认识还停留在“打印出东西来”的阶段,对于打印完成后如何让模型“活起来”或者说“真正可用”却知之甚少。我是一名平面设计师,最近对如何将我的二维设计转化为三维实体作品产生了浓厚的兴趣,尤其是在艺术雕塑和个性化定制礼品领域。但每次打印出模型后,总感觉效果不尽如人意,边缘不够锐利,表面不够光滑,有时候甚至会因为支撑去除不当而破坏了模型。这本书《3D打印的后处理及应用》的书名,简直就是为我量身定做的。我希望这本书能够详细地介绍各种常用的3D打印后处理技术,比如我最关心的打磨、抛光、上色、喷漆等工艺。更重要的是,我希望它能提供一些关于如何根据不同的设计需求,选择最合适的后处理方法,以及如何搭配不同的材料和工艺,来达到最佳的视觉和触觉效果。例如,如何为透明树脂件做出晶莹剔透的效果,如何为金属质感的模型赋予逼真的光泽,或者如何为复杂曲面模型进行均匀的色彩涂装。此外,我也期待书中能有一些关于3D打印模型修复和组装的技巧,因为我经常需要将多个打印部件组合成一个更大的整体,这其中的精度和牢固度是至关重要的。

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我是一名对DIY和模型制作充满热情的手工艺爱好者,3D打印技术为我的创作打开了新的大门。然而,打印出来的模型往往还需要大量的后期处理才能达到我想要的效果。市面上很多关于3D打印的书籍,在打印技术和切片方面都有详细的介绍,但对于打印完成后如何让作品“锦上添花”却讲得不够深入。《3D打印的后处理及应用》这个书名,简直就是我一直以来寻觅的答案。我非常希望能在这本书中找到关于模型修复、打磨、抛光、上色等方面的详尽指导。比如,如何有效地去除不同类型打印件的支撑结构,并且不损伤模型表面;如何对模型进行不同程度的打磨,以达到光滑的质感;如何选择合适的颜料和涂装技巧,为模型赋予生命力;以及如何进行模型组装和胶合,确保结构的稳固和美观。我更希望书中能提供一些关于如何根据不同的模型类型和设计风格,选择最合适的后处理工艺的建议,甚至是针对一些常见问题(例如模型表面有拉丝、气孔等)的解决方案。此外,我也期待书中能介绍一些3D打印技术在个性化定制、手办制作、艺术装置等领域的实际应用案例,从中学习经验,并将这些知识应用到我自己的创作中,制作出更具艺术价值和观赏性的作品。

评分

这本书我早就听说了,一直想找机会拜读一下,最近总算入手了。拿到书的那一刻,就被它沉甸甸的分量和精美的封面吸引了。我是一个对3D打印技术一直很感兴趣的普通爱好者,之前也接触过一些基础的3D打印知识,但总感觉不够深入,尤其是在打印完成后的处理和实际应用方面,总觉得是个瓶颈。市面上关于3D打印的入门书籍不少,但大多集中在打印机的原理、切片软件的使用等方面,对于打印完成后如何让作品更具商业价值、如何将想法真正落地,却鲜有提及。这本书的名字《3D打印的后处理及应用》一下子就抓住了我的痛点,让我看到了解决问题的希望。我期待着它能提供一些实操性强、接地气的指导,让我能够真正地将3D打印技术运用到实际的项目中去,无论是为自己的创意设计增添光彩,还是尝试一些小型的生产制造,都希望能有所突破。我特别希望书中能包含一些关于不同打印材料的后处理方法,比如树脂打印件的清洗、固化、打磨,PLA、ABS等线材打印件的支撑去除、热风枪处理、喷漆上色等等。同时,我也非常期待它能介绍一些成功的3D打印应用案例,从工业设计、医疗、航空航天到艺术创作、家居生活,能够给我带来一些启发和灵感,让我看到3D打印技术的无限可能。

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