逆向工程与材料快速成型技术

以3D打印为代表的材料快速成型技术将带来深远影响。本书全面、系统地介绍了逆向工程和材料快速成型技术中的关键技术及相关软硬件，重点讲述了逆向工程中的数据采集技术及设备、逆向设计中的三维建模技术、基于Altair OptiStruct结构优化设计、快速成型技术概述、快速成型技术及其成型原理、快速成型设备及材料、快速成型技术的精度控制技术、快速成型工艺中的数据处理、4D打印技术及其发展现状等内容。 全书强调理论联系实际，配合大量案例，能快速提高解决实际问题的能力，为工作和学习奠定坚实基础。本书可供广大从事3D打印、材料成型与模具设计制造的设计人员、技术人员和科研人员参考，也可作为高等院校材料成型及控制工程专业、材料类和机械类相关专业师生的教学参考书或教材。

无

第1章概述001 1.1什么是逆向工程001 1.2逆向工程的应用002 1.3快速成型技术005 1.4快速成型技术的发展趋势007 思考题008 第2章逆向工程中的数据采集技术及设备009 2.1逆向工程采集技术简介009 2.2三坐标测量机011 2.2.1简介011 2.2.2原理及结构组成013 2.2.3操作方法015 2.3关节臂测量机017 2.3.1简介017 2.3.2测量技术原理017 2.3.3结构组成与操作方法018 2.4手持式激光扫描仪020 2.4.1简介020 2.4.2测量技术原理021 2.4.3结构组成021 2.4.4操作方法024 2.5光栅式扫描仪027 2.5.1光栅投影三维测量技术原理027 2.5.2光栅式扫描仪结构组成028 2.5.3操作方法031 思考题032 第3章逆向设计中的三维建模技术033 3.1三维逆向建模技术简介033 3.1.1两类逆向建模技术033 3.1.2逆向工程CAD系统的分类034 3.2逆向设计中的关键技术037 3.2.1点云数据处理技术037 3.2.2曲面重构技术040 3.3主流软件介绍044 3.3.1Geomagic044 3.3.2Imageware045 3.3.3CopyCAD046 3.3.4Rapidform XOR3047 3.4案例分析048 3.4.1案例一048 3.4.2案例二051 思考题053 第4章基于Altair OptiStruct结构优化设计054 4.1概述054 4.1.1Altair OptiStruct结构优化方法简介054 4.1.2OptiStruct优化设计的数学基础057 4.1.3OptiStruct结构响应059 4.1.4OptiStruct结构优化设计流程063 4.2拓扑优化064 4.2.1拓扑优化概述065 4.2.2制造工艺约束067 4.3形貌优化075 4.3.1形貌优化概述076 4.3.2形貌优化中的可制造性078 4.4形状优化080 4.4.1HyperMorph简介081 4.4.2形状优化概述083 4.5尺寸优化085 思考题087 第5章快速成型技术概述088 5.1快速成型技术方法及分类088 5.2快速成型技术的发展089 5.2.1快速成型技术在国外的发展089 5.2.2快速成型技术在国内的发展090 5.3快速成型技术的应用091 5.3.1在产品设计中的应用091 5.3.2在模具领域的应用092 5.3.3在铸造领域的应用092 5.3.4在医疗领域的应用094 思考题095 第6章快速成型技术及其成型原理096 6.1光固化快速成型技术096 6.1.1基本原理和系统组成097 6.1.2工艺过程099 6.1.3扫描方法100 6.1.4支撑结构设计101 6.1.5光固化快速成型技术的特点及应用102 6.2三维打印成型工艺104 6.2.1三维打印快速成型基本原理104 6.2.2三维打印快速成型过程105 6.2.3三维打印快速成型应用107 6.3选择性激光烧结快速成型技术107 6.3.1基本原理和组成系统108 6.3.2烧结工艺109 6.3.3后处理111 6.3.4选择性激光烧结工艺的特点及应用112 6.4熔融沉积制造快速成型技术114 6.4.1基本原理和系统组成115 6.4.2工艺的特点117 6.4.3熔融沉积制造快速成型应用118 6.5其他快速成型技术119 6.5.1分层实体制造快速成型技术119 6.5.2光掩模技术122 6.5.3金属板料渐进快速成型技术125 6.5.4弹道微粒制造132 6.5.5数码累积成型133 6.6发展趋势133 第7章快速成型设备及材料134 7.1设备134 7.1.1光固化快速成型制造设备134 7.1.2三维打印快速成型设备137 7.1.3选择性激光烧结快速成型制造设备138 7.1.4熔融沉积制造快速成型制造设备141 7.2快速成型材料144 7.2.1光固化快速成型材料144 7.2.2三维打印快速成型材料148 7.2.3熔融沉积制造快速成型材料151 7.2.4选择性激光烧结快速成型材料154 7.3发展趋势157 思考题158 第8章快速成型技术的精度控制技术159 8.1光固化快速成型技术工艺参数的控制159 8.1.1数据转换对成型精度的影响159 8.1.2分层处理对成型精度的影响159 8.1.3机器误差对成型精度的影响160 8.1.4光斑直径大小对成型精度的影响161 8.1.5加工参数对成型精度的影响161 8.1.6后处理对成型精度的影响162 8.2三维打印快速成型工艺参数的控制163 8.3选择性激光烧结技术工艺参数的控制166 8.4数控渐进成型工艺参数的控制168 8.5熔融沉积制造技术工艺参数的控制170 思考题171 第9章快速成型工艺中的数据处理172 9.1CAD三维模型172 9.1.1IGES标准173 9.1.2STEP标准175 9.1.3STL文件格式180 9.2CAD切片软件183 9.3实例操作186 9.4医学数据与三维CAD转换软件Mimics200 9.4.1Mimics软件200 9.4.2医学数据与Mimics201 思考题202 第10章4D打印技术及其发展现状203 10.14D打印原理203 10.24D打印材料204 10.2.14D打印材料的特点204 10.2.24D打印材料的研究进展204 10.34D打印中的形状记忆效应205 10.44D打印的应用206 10.4.1生物医学领域207 10.4.2机器人领域207 10.4.3军事领域207 10.4.4建筑领域207 10.4.5文艺创作领域207 10.54D打印技术的发展趋势208 思考题208 参考文献209