3D打印技术原理、应用与实训

?系统介绍八大类主流3D打印技术的基本原理、成型过程、前处理及后处理技术 ?介绍3D打印建模与创新设计，主要包括正向建模、逆向建模、正逆向混合建模以及面向3D打印的自由设计方法 ?提供了真实生产型实训案例，突出知识、能力、实践与创新的结合 ?赠送PPT课件

本书分7 章,通过模块化形式系统介绍了3D 打印技术的基础知识和原理,详细阐述了3D 打印技术在工业制造、医疗、文化创意等领域的实际应用案例,讲解了3D 打印实训内容。全书内容丰富,理论联系实际,体现了3D 打印知识的完整性,书中各部分内容自成一体,相互独立,方便读者阅读。 本书既可作为高等院校、中职院校3D 打印、快速成型技术及应用等相关课程的教材,也可作为3D 打印技术的培训用书,还可作为工程技术人员的参考资料。

序 前言 第1章  3D 打印技术概论 1 1 1  3D 打印技术开创全新的制造方法 1 1 2  3D 打印技术的原理及优势 3 1 2 1  3D 打印技术的基本原理3 1 2 2  3D 打印技术的优势4 1 3  3D 打印技术的工艺分类5 1 4  3D 打印技术的发展现状 7 1 4 1  3D 打印技术国外发展现状 12 1 4 2  3D 打印技术国内发展现状 14 1 5  3D 打印技术的发展趋势 19 1 6  3D 打印技术面临的挑战 21 思考与练习 22 参考文献 22 第2 章  3D 打印技术的成型工艺类型 25 2 1  材料挤出工艺及代表性技术 25 2 1 1  材料挤出工艺原理 25 2 1 2  FDM 技术的主要特点 25 2 1 3  FDM 技术的工艺过程 26 2 1 4  FDM 成型设备及材料 27 2 2  立体光固化工艺及代表性技术 31 2 2 1  立体光固化工艺原理 31 2 2 2  SLA 技术的主要特点 32 2 2 3  SLA 技术的工艺过程 33 2 2 4  SLA 成型设备及材料 34 2 2 5  DLP 技术介绍 37 2 3  材料喷射工艺及代表性技术 41 2 3 1  材料喷射工艺原理 41 2 3 2  PolyJet 技术的主要特点 41 2 3 3  PolyJet 技术的工艺过程 42 2 3 4  PolyJet 成型设备及材料 42 2 3 5  NPJ 技术介绍 47 2 4  黏结剂喷射工艺及代表性技术 48 2 4 1  黏结剂喷射工艺原理 48 2 4 2  3DP 技术的主要特点 48 2 4 3  3DP 技术的工艺过程 49 2 4 4  3DP 成型设备及材料 49 2 5  粉末床熔融工艺及代表性技术 54 2 5 1  粉末床熔融工艺原理 54 2 5 2  SLS 技术的工艺过程 56 2 5 3  SLS 成型工艺参数 57 2 5 4  SLS 成型设备及材料 58 2 5 5  SLM 技术的工艺过程 61 2 5 6  SLM 成型工艺参数 62 2 5 7  SLM 成型设备及材料 64 2 6  定向能量沉积工艺及代表性技术 69 2 6 1  定向能量沉积工艺原理 69 2 6 2  LENS 技术的主要特点 70 2 6 3  LENS 技术的工艺过程 71 2 6 4  LENS 技术的设备及材料 71 2 7  薄材叠层工艺及代表性技术 75 2 7 1  薄材叠层工艺原理 75 2 7 2  LOM 技术的主要特点 76 2 7 3  LOM 技术的工艺过程 77 2 7 4  LOM 技术的设备及材料 78 2 8  复合增材制造工艺及代表性技术 80 2 8 1  复合增材制造工艺原理 80 2 8 2  复合增材制造工艺的代表性技术 82 2 9  新涌现的3D 打印技术 84 思考与练习 87 参考文献 87 第3 章  3D 打印建模与创新设计 89 3 1  正向建模技术 90 3 1 1  概念 90 3 1 2  基于正向建模的产品研发流程 90 3 1 3  正向建模软件 90 3 2  基于云架构的三维建模平台CrownCAD 93 3 2 1  CrownCAD 简介 93 3 2 2  CrownCAD 平台界面 94 3 2 3  CrownCAD 主要功能介绍 97 3 3  逆向建模技术 102 3 3 1  概念 102 3 3 2  基于逆向建模的产品研发流程 104 3 3 3  逆向建模中的测量技术 104 3 3 4  逆向建模工程软件介绍 109 3 3 5  医学图像数据处理软件Mimics 110 3 4  正逆向混合建模技术 113 3 5  面向3D 打印的自由设计技术 114 3 5 1  拓扑优化设计 114 3 5 2  创成式设计 117 3 6  3D 打印自由设计的具体应用案例 122 3 6 1  面向产品造型的自由设计 122 3 6 2  面向产品结构的自由设计 127 3 6 3  面向产品功能的自由设计 130 3 7  评估产品是否适合使用3D 打印的方法 135 3 7 1  3D 打印潜能评定 136 3 7 2  3D 打印总体设计及其流程 137 思考与练习 139 参考文献 139 第4 章  3D 打印技术中的数据处理 141 4 1  3D 打印模型数据处理的流程 141 4 2  3D 打印模型的文件格式 142 4 2 1 STL 文件格式 142 4 2 2 AMF 文件格式 146 4 2 3 3MF 文件格式 149 4 3  STL 文件数据质量诊断和修复 151 4 3 1 STL 文件的基本规则 151 4 3 2 STL 文件常见的错误类型 152 4 3 3 STL 文件错误诊断和修复专业软件 155 4 4  3D 打印模型的切片处理 156 4 4 1 成型方向的选择 156 4 4 2 切片参数设定 160 4 4 3 切片方法 163 4 5  STL 数据编辑与处理软件Magics 167 4 5 1 Magics 软件的编辑功能 167 4 5 2 Magics 软件的修复功能 169 4 5 3 Magics 软件的添加支撑及切片功能 171 思考与练习 172 参考文献 172 第5 章  3D 打印技术在工业制造领域的应用 174 5 1  3D 打印技术在产品设计中的应用 175 5 1 1 设计实体化——3D 打印加速新产品开发 175 5 1 2 设计个性化——3D 打印为实现个性化定制提供技术支撑 182 5 2  3D 打印技术在直接制造中的应用 186 5 2 1 航空航天领域的3D 打印直接制造 186 5 2 2 家电领域的个性化产品制造 190 5 3  3D 打印技术在成型模具制造中的应用 192 5 3 1 注射模随形冷却水路的3D 打印制造 192 5 3 2 轮胎模具的3D 打印制造 197 5 4  3D 打印技术在铸造成型中的应用 199 5 4 1 快速熔模铸造 200 5 4 2 间接快速砂型铸造 201 5 4 3 直接快速砂型铸造 202 5 5  3D 打印技术在维修及再制造中的应用 203 5 5 1 3D 打印技术对于备件供应链的影响 204 5 5 2  3D 打印技术在再制造修复中的应用 210 思考与练习 215 参考文献 216 第6章  3D 打印技术在医疗、文化创意领域的应用 218 6 1  3D 打印技术在医疗领域中的应用 218 6 1 1  个性化医疗器械 219 6 1 2  生物3D 打印 223 6 2  3D 打印技术在文化创意领域中的应用 232 6 2 1  建筑领域 232 6 2 2  食品领域 236 6 2 3  文物保护领域 240 6 2 4  影视领域 241 思考与练习 242 参考文献 242 第7章  3D 打印实训 244 7 1  FDM 及正向建模(UG 软件) 实例:创意花瓶 244 7 1 1  实训目的与准备 244 7 1 2  三维建模 245 7 1 3  数据处理 247 7 1 4  成型过程 250 7 2  FDM 及正向建模(云CAD 设计) 实例:智能台灯 251 7 2 1  实训目的与准备 251 7 2 2  三维建模 252 7 2 3  数据处理 258 7 2 4  成型过程 261 7 2 5  3D 打印与智能硬件的结合 261 7 3  SLA 及创成式设计实例:摩托车三角轧头 262 7 3 1  实训目的与准备 262 7 3 2  对象描述 263 7 3 3  创成式设计 264 7 3 4  数据处理 268 7 3 5  成型过程 271 7 4  FDM 及逆向建模(基于Mimics 软件) 实例:人体骨骼 272 7 4 1  实训目的与准备 272 7 4 2  逆向建模 273 7 4 3  数据处理 275 7 4 4  成型过程 277 7 5  SLM 及逆向建模(三维扫描仪) 实例:涡轮增压叶片 278 7 5 1  实训目的与准备 278 7 5 2  逆向建模 279 7 5 3  数据处理 283 7 5 4  成型过程 285