机械产品创新设计与3D打印

本书是职业教育产教 融合培养创新人才成果教 材，是一本面向高职机械 类专业学生的创新教育用 书。 本书共分5章。第1章 主要讲述机械创新设计的 常用创造原理和方法。在 创新过程中与3D打印技 术相结合，使读者能够合 理运用常用的机械创新设 计方法及合适的创新设计 原理初步开发概念性的机 械产品；第2章主要讲述 机床夹具创新设计的概念 、原理和3D打印技术原 理，利用3D打印技术制 作机床夹具的方法和技巧 ；第3章主要讲述机械产 品结构创新设计的概念、 产品的拓扑优化设计方法 及产品的结构优化设计在 3D打印中的应用；第4章 主要讲述机械产品控制元 件创新设计的概念及原理 ，Arduino开源电子原型 平台的简介及应用，机械 产品融入Arduino中的具 体用途和方法；第5章主 要讲述机械产品仿生创新 设计的原理和方法，利用 三维建模软件进行机械产 品仿生设计并在3D打印 设备中制作机械产品。 本书以源于企业产品 并经过教学化改造的综合 项目作为载体，按照机械 产品设计工作过程对知识 和技能的要求安排教学内 容，对学生实现从产品规 划阶段开始直到完成全部 图样和技术文件及3D打 印出实体模型的全过程指 导，培养学生开发机械产 品的设计思维和方法。 本书可作为高职机械 类学生学习机械产品创新 设计与3D打印的专业教 材，也可作为企业继续教 育的培训教材，还可作为 拓宽视野、增长知识的自 学用书。 本书配有电子课件、 微课视频等资源，还配有 “示范教学包”，可在超星 学习通上实现“一键建课” ，方便混合式教学。凡使 用本书作教材的教师可登 录机械工业出版社教育服 务网 （http://www.cmpedu.co m），注册后免费下载。

前言 第1章 绪论 1.1 机械创新设计概述 1.1.1 什么是创新设计 1.1.2 创造性思维 1.1.3 创造性思维的形成过程 1.1.4 创造性思维的特征 1.1.5 创造性思维的激发和捕捉 1.1.6 创新原理 1.2 机械创新设计方法 1.2.1 群体集智法 1.2.2 系统分析法 1.2.3 联想类比法 1.2.4 转向创新法 1.2.5 组合创新法 1.3 3D打印助推创新设计 1.3.1 突破传统思维限制 1.3.2 重塑产品 1.3.3 3D打印技术在航空航天制造领域的应用 1.3.4 3D打印技术在汽车制造领域的应用 1.3.5 3D打印技术在模具领域的应用 1.3.6 3D打印技术在医疗领域的应用 第2章 机床夹具创新设计与3D打印 2.1 机床夹具的特点与基本原理 2.1.1 机床夹具的相关知识 2.1.2 工件定位的相关知识 2.2 机床夹具的应用 2.2.1 机床夹具的概述 2.2.2 机床夹具的应用范围 2.2.3 机床夹具的应用现状及发展趋势 2.3 机床夹具的3D打印制作 2.3.1 认识3D打印 2.3.2 认识3D打印机——UP Plus2 2.3.3 机床夹具的3D打印过程 第3章 机械产品结构创新与优化设计 3.1 机械产品功能结构设计与创新 3.1.1 实现零件功能的结构设计与创新 3.1.2 提高性能的结构设计与创新 3.1.3 便于制造和操作的结构设计与创新 3.2 机械产品结构创新优化设计方法 3.2.1 拓扑优化设计概念 3.2.2 结构优化设计类型与工具 3.2.3 拓扑优化设计与3D打印技术的应用 3.2.4 拓扑优化设计的边界条件 3.2.5 点阵结构认知 3.3 产品的结构优化与3D打印制作 3.3.1 准备模型数据 3.3.2 施加载荷与约束 3.3.3 拓扑结构优化 3.3.4 模型重构