增材制造技术导论:原理与应用

本书介绍了多种增材制造（3D）打印工艺，内容涵盖了增材制造的基本原理、材料、应用领域等方面。内容总共6章，分别对增材制造概论、增材制造工艺、增材制造材料、增材制造中的设计问题、增材制造的发展方向、增材制造的应用进行了系统的论述。本书可以帮助产品设计和制造企业确定未来增材制造技术的发展目标和方向，优化产业结构，系统提升创新能力和竞争力；可以帮助增材制造及相关从业者加深对增材制造技术的认识和提升专业技能。本书可作为普通高等教育、职业院校机械类或近机械类专业、相关岗位的培训教材，也可供相关工程技术人员学习参考。

游志勇，工学博士，副教授，现就职于太原理工大学材料科学与工程学院、新材料界面科学与工程教育部重点实验室和镁基材料山西省重点实验室；兼任中国机械工程学会会员、中国机械工程学会铸造分会理事、山西省机械工程学会铸造专业委员会秘书长、山西省机械工程学会激光与3D打印专业委员会副理事长、山西省增材制造学会常务理事、《特种铸造及有色合金》杂志编委、《铸造设备与工艺》杂志编委。长期从事先进镁、铝合金材料、增材制造材料和技术的研发，曾主持或参与国家自然科学基金面上项目、中央引导地方科技发展资金项目、山西省科技合作交流专项和山西省重点研发项目等；发表科研论文56篇，其中SCI、EI收录21篇，授权发明专利8项，国际发明专利3项，出版专著1部，译著1部，参编专著1部。

第1章 概论 1.1 概念 1.2 增材制造的基本原理 1.3 增材制造的历史及发展趋势 1.3.1 增材制造发展历史 1.3.2 从原型制作到增材制造零件 1.3.3 增材制造的发展趋势 1.4 增材制造的优势 1.4.1 灵活的设计 1.4.2 可增强材料的性能 1.4.3 增材制造技术对制造业的影响 习题 参考文献 第2章 增材制造工艺 2.1 光固化技术 2.1.1 光固化技术的发展历史 2.1.2 光固化系统的组成 2.1.3 光固化工艺 2.1.4 光固化精度 2.2 材料喷射成形技术 2.2.1 材料喷射的概念 2.2.2 线型沉积 2.2.3 材料喷射技术的优、缺点 2.2.4 材料喷射技术的应用领域 2.3 黏结剂喷射技术 2.3.1 黏结剂喷射技术工艺原理 2.3.2 黏结剂喷射技术的分类 2.3.3 影响黏结剂喷射技术的因素 2.3.4 黏结剂喷射技术的优、缺点 2.4 粉末床熔融技术 2.4.1 激光选区烧结技术 2.4.2 激光选区熔化技术 2.4.3 电子束选区熔化技术 2.5 定向能量沉积技术 2.5.1 定向能量沉积技术 2.5.2 电弧熔丝沉积技术 2.6 熔融沉积成形技术 2.6.1 熔融沉积成形工艺过程 2.6.2 熔融沉积成形系统 2.6.3 熔融沉积成形材料的性能要求 2.6.4 熔融沉积成形误差 2.6.5 熔融沉积成形的优、缺点 2.7 材料挤出技术 2.7.1 材料挤出技术过程 2.7.2 适用于材料挤出技术的材料 2.7.3 材料挤出工艺 2.7.4 热塑挤出工艺的局限性 2.8 材料薄材叠层技术 2.8.1 材料薄材叠层工艺原理 2.8.2 材料薄材叠层材料 2.8.3 材料薄材叠层设备及核心器件 2.8.4 材料薄材叠层后处理 2.8.5 材料薄材叠层工艺的优、缺点 2.8.6 影响材料薄材叠层精度的因素 2.8.7 材料薄材叠层效率 2.9 复合增材制造技术 2.9.1 基于机加工的复合增材制造技术 2.9.2 基于激光辅助的复合增材制造技术 2.9.3 基于激光重熔的复合增材制造技术 2.9.4 基于喷丸的复合增材制造技术 2.9.5 基于轧制的复合增材制造技术 2.9.6 激光锻造复合增材制造技术 习题 参考文献 第3章 增材制造材料 3.1 高分子材料 3.1.1 ABS丝材 3.1.2 PLA丝材 3.1.3 聚碳酸酯及其合金丝材 3.1.4 尼龙丝材 3.2 陶瓷材料 3.2.1 陶瓷材料简介 3.2.2 陶瓷材料的3D打印技术及原理 3.2.3 SLS成形用陶瓷材料制备 3.3 金属材料 3.3.1 常用的增材制造金属粉材 3.3.2 粉材球度对成形性的影响 3.3.3 粉材氧含量对成形性的影响 3.3.4 典型金属粉材3D打印组织特征及其力学性能 习题 参考文献 第4章 增材制造中的设计问题 4.1 增材制造中的设计与加工概述 4.1.1 STL文件数据存储问题 4.1.2 增材制造的过程 4.1.3 增材制造中的结构优化 4.2 多材料零件 4.2.1 多材料模型层片数据信息处理 4.2.2 多材料模型分层切片算法 4.3 增材制造的质量规范和检验方法 4.4 结语 习题 参考文献 第5章 增材制造的发展方向 5.1 新工艺 5.1.1 水下激光增材制造技术 5.1.2 多光束集成丝光同轴激光定向能量沉积技术 5.1.3 液态金属-硅胶墨水 5.2 新材料 5.2.1 生物打印材料 5.2.2 功能分级材料 5.2.3 超材料 5.2.4 石墨烯材料 5.2.5 纤维材料 5.3 新设备 5.4 我国的增材制造产业发展方向 习题 参考文献 第6章 增材制造的应用 6.1 汽车领域 6.1.1 增材制造在汽车功能性零件的应用 6.1.2 增材制造在汽车内、外饰的应用 6.1.3 增材制造在整车制造的应用 6.2 航空航天领域 6.2.1 增材制造在航空航天领域的应用 6.2.2 在航空航天领域的应用——由零件到整机 6.3 铸造领域 6.3.1 增材制造技术在模具制造领域的发展现状 6.3.2 增材制造技术在模具制造领域的应用实例 6.3.3 黏结喷射成形技术在铸造领域的应用 6.4 建筑领域 6.4.1 增材制造技术在建筑领域的典型应用 6.4.2 增材制造技术在建筑领域的应用前景 6.5 文化领域 6.5.1 博物馆文创产品设计 6.5.2 文物保护 6.5.3 民间传说类非遗 6.5.4 实验性服装设计 6.5.5 传统工艺 6.5.6 艺术设计 6.6 医学领域 6.6.1 增材制造医学技术应用分类 6.6.2 增材制造植入（包括药物）或置换物 6.6.3 基于现代医学图像的增材制造生物三维建模 6.6.4 增材制造技术直接打印细胞 6.6.5 增材制造技术直接打印药品或试样 习题 参考文献 附录Ⅰ 常用的3D建模软件 附录Ⅱ GB/T 35021—2018《增材制造 工艺分类及原