“中國(guó)制造2025”出版工程--聚合物增材制造技術(shù)
定 價(jià)：79 元
叢書名：“中國(guó)制造2025”出版工程
- 作者：焦志偉，于源，楊衛(wèi)民 著
- 出版時(shí)間：2020/10/1
- ISBN：9787122371720
- 出 版 社：化學(xué)工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TB33
- 頁(yè)碼：207
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
本書聚焦聚合物材料的增材制造技術(shù)(俗稱3D打印), 結(jié)合筆者多年研究成果與國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀, 以ASTM F2972對(duì)增材制造技術(shù)的分類為依據(jù), 從原理、材料、工藝、設(shè)備、制品性能及應(yīng)用等方面介紹了7種主流的增材制造技術(shù), 主要包括: 熔融沉積成形技術(shù)、光固化成形技術(shù)、粉末床熔融成形技術(shù)、材料噴射成形技術(shù)、黏合劑噴射成形技術(shù)、定向能量沉積技術(shù)和層積成形技術(shù)。
本書匯集大量前沿科技進(jìn)展及應(yīng)用示例, 理論性和實(shí)用性兼顧, 較全面地反映了聚合物增材制造技術(shù)的內(nèi)容和應(yīng)用, 可供聚合物加工的工程技術(shù)人員、研發(fā)人員和相關(guān)專業(yè)師生閱讀、參考。
本書以美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）的標(biāo)準(zhǔn)ASTM F2972對(duì)增材制造技術(shù)的七種分類為依據(jù)，聚焦聚合物材料的增材制造技術(shù)，結(jié)合作者的研究情況與國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了基于聚合物熔融沉積、光固化和粉末燒結(jié)等7種增材制造方法的原理、材料、設(shè)備、優(yōu)缺點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。本書特點(diǎn)是：1）聚焦聚合物材料的3D打印技術(shù)；2）立足于技術(shù)本身，介紹了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外3D打印技術(shù)的研究進(jìn)展；3）引入大量實(shí)際案例，實(shí)用性較強(qiáng)。
21 世紀(jì)是全球經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的時(shí)代，是世界科學(xué)力量角逐的時(shí)代。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)文化生活的要求也越來(lái)越高。如何提升產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度以適應(yīng)人們?cè)絹?lái)越高的要求，成為每一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)者、制造者首要考慮的問(wèn)題。當(dāng)前備受關(guān)注的增材制造技術(shù)能很好地解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本高、更新?lián)Q代周期長(zhǎng)的問(wèn)題。
增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗稱3D 打印，是依據(jù)三維模型數(shù)據(jù)將材料制作成物體的過(guò)程，可以直接將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)數(shù)字模型快速而精密地制造成三維實(shí)體零件，實(shí)現(xiàn)真正的自由制造。增材制造技術(shù)涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械電子工程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、逆向工程技術(shù)、分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)和激光技術(shù)等，是一門綜合型和交叉型的前沿制造技術(shù)。目前增材制造技術(shù)在航空航天、汽車、機(jī)械、生物醫(yī)療、藝術(shù)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域已經(jīng)獲得一定規(guī)模的應(yīng)用，其應(yīng)用的深度和廣度仍存在較大的發(fā)展空間。從技術(shù)創(chuàng)新角度，增材制造技術(shù)已成為且仍將是制造業(yè)的研究熱點(diǎn)，許多國(guó)家都對(duì)其展開了大量深入的研究。
本書以美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）的標(biāo)準(zhǔn)ASTM F2972 對(duì)增材制造技術(shù)的分類為依據(jù)，介紹了七種增材制造技術(shù)的原理、材料、設(shè)備、工藝以及應(yīng)用等，并加入了大量的最新研究進(jìn)展。本書聚焦聚合物材料的增材制造技術(shù)，同時(shí)考慮到部分工藝在金屬、陶瓷等材料上也有廣泛應(yīng)用，對(duì)所涉及內(nèi)容也作了相關(guān)介紹，全書共8章：第1 章簡(jiǎn)要介紹增材制造技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括增材制造技術(shù)的定義、優(yōu)缺點(diǎn)、分類以及標(biāo)準(zhǔn)等；第2～8 章從成形原理、成形材料、成形工藝、制品性能及應(yīng)用等方面分別對(duì)熔融沉積成形技術(shù)、光固化成形技術(shù)、粉末床熔融成形技術(shù)、材料噴射成形技術(shù)、黏合劑噴射成形技術(shù)、定向能量沉積技術(shù)、層積成形技術(shù)進(jìn)行介紹。
由于增材制造技術(shù)涉及的學(xué)科和知識(shí)面非常廣泛，而筆者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)有限，書中出現(xiàn)的疏漏懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正，多提寶貴意見，使之不斷完善，筆者在此表示感謝。同時(shí)對(duì)參與此書編著的研究生馬昊鵬、廖超群、鄧暄、向聲、劉由之、李榮軍、楊勇、苗劍飛、程月等表示感謝。
編 者
第1 章 增材制造基礎(chǔ)知識(shí)/ 1
1.1 增材制造的定義 / 2
1.2 3D 打印的優(yōu)缺點(diǎn) / 3
1.3 3D 打印的分類 / 4
1.4 3D 打印的標(biāo)準(zhǔn) / 7
參考文獻(xiàn) / 11
第2 章 熔融沉積成形技術(shù) / 12
2.1 熔融沉積成形技術(shù)的原理、設(shè)備和材料 / 13
2.1.1 熔融沉積成形原理 / 13
2.1.2 熔融沉積成形設(shè)備 / 13
2.1.3 熔融沉積成形材料 / 15
2.2 熔融沉積成形制品質(zhì)量的影響因素 / 15
2.2.1 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)制品質(zhì)量的影響 / 15
2.2.2 材料種類對(duì)制品質(zhì)量的影響 / 18
2.2.3 工藝參數(shù)對(duì)制品質(zhì)量的影響 / 19
2.3 熔融沉積成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) / 23
2.4 基于熔融沉積成形原理的創(chuàng)新工藝 / 24
2.4.1 熔體微分3D 打印工藝 / 24
2.4.2 多色3D 打印工藝 / 30
2.4.3 多材料3D 打印工藝 / 33
2.4.4 金屬3D 打印工藝 / 35
2.4.5 建筑材料3D 打印工藝 / 36
2.4.6 陶瓷3D 打印工藝 / 39
2.4.7 玻璃3D 打印工藝 / 40
2.4.8 食品3D 打印工藝 / 41
2.4.9 生物3D 打印工藝 / 43
2.4.10 4D 打印 / 44
參考文獻(xiàn) / 46
第3 章 光固化成形技術(shù) / 49
3.1 光固化成形原理 / 50
3.1.1 立體光刻技術(shù) / 51
3.1.2 數(shù)字光投影技術(shù) / 51
3.1.3 立體光刻技術(shù)和數(shù)字光投影技術(shù)的對(duì)比 / 52
3.2 光敏樹脂 / 56
3.2.1 光敏樹脂性能要求 / 56
3.2.2 影響光敏樹脂性能的因素 / 57
3.2.3 常見光敏樹脂 / 58
3.3 光聚合反應(yīng) / 59
3.3.1 自由基聚合 / 59
3.3.2 陽(yáng)離子聚合 / 61
3.4 光固化成形工藝 / 61
3.4.1 立體光刻技術(shù) / 61
3.4.2 數(shù)字光投影技術(shù) / 65
3.4.3 連續(xù)液體界面提取技術(shù) / 67
3.4.4 液晶固化成像成形技術(shù) / 68
3.4.5 容積成形技術(shù) / 69
3.5 常見設(shè)備及其性能 / 70
3.6 光固化成形的技術(shù)進(jìn)展 / 72
3.6.1 光敏樹脂研發(fā)進(jìn)展 / 72
3.6.2 光固化陶瓷新材料研發(fā)進(jìn)展 / 73
參考文獻(xiàn) / 74
第4 章 粉末床熔融成形技術(shù) / 76
4.1 粉末床熔融成形原理、特點(diǎn)和設(shè)備 / 77
4.1.1 選擇性激光燒結(jié)技術(shù) / 77
4.1.2 選擇性激光熔融技術(shù) / 85
4.1.3 電子束熔融技術(shù) / 90
4.2 粉末床熔融成形適用材料 / 95
4.2.1 高分子基粉末 / 95
4.2.2 陶瓷基粉末 / 99
4.2.3 金屬基粉末 / 100
4.3 粉末床熔融成形的影響因素 / 106
4.3.1 工藝參數(shù) / 107
4.3.2 粉末特性 / 114
參考文獻(xiàn) / 116
第5 章 材料噴射成形技術(shù) / 124
5.1 材料噴射成形技術(shù)的基本原理 / 125
5.2 液滴的形成機(jī)理與分類 / 125
5.3 材料噴射成形材料 / 129
5.3.1 聚合物 / 129
5.3.2 金屬 / 150
5.3.3 陶瓷 / 153
5.3.4 水凝膠 / 154
5.3.5 生物材料 / 155
5.4 材料噴射成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) / 158
5.5 材料噴射成形設(shè)備 / 158
5.5.1 聚合物噴射成形設(shè)備 / 158
5.5.2 金屬噴射成形設(shè)備 / 161
5.5.3 陶瓷噴射成形設(shè)備 / 162
參考文獻(xiàn) / 163
第6 章 黏合劑噴射成形技術(shù) / 166
6.1 黏合劑噴射成形技術(shù)的基本原理 / 167
6.2 黏合劑噴射成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) / 170
6.3 黏合劑噴射成形技術(shù)的適用材料 / 173
6.3.1 黏合劑 / 173
6.3.2 打印材料 / 174
6.4 黏合劑噴射成形設(shè)備 / 175
6.4.1 鋪粉系統(tǒng) / 176
6.4.2 噴射系統(tǒng) / 177
6.4.3 三維運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) / 178
6.5 黏合劑噴射工藝控制系統(tǒng) / 178
6.5.1 單色切片 / 178
6.5.2 彩色切片 / 179
6.6 黏合劑噴射成形的技術(shù)進(jìn)展 / 180
6.6.1 成形過(guò)程研究進(jìn)展 / 180
6.6.2 砂型打印技術(shù)進(jìn)展 / 181
6.6.3 后處理工藝研究現(xiàn)狀 / 184
參考文獻(xiàn) / 186
第7 章 定向能量沉積技術(shù) / 189
7.1 定向能量沉積技術(shù)的基本原理 / 190
7.2 定向能量沉積技術(shù)的適用材料與設(shè)備 / 191
7.3 定向能量沉積技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) / 193
7.4 定向能量沉積技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 / 194
7.4.1 石油行業(yè) / 194
7.4.2 軍事領(lǐng)域 / 195
參考文獻(xiàn) / 195
第8 章 層積成形技術(shù) / 197
8.1 分層實(shí)體制造技術(shù) / 198
8.1.1 分層實(shí)體制造技術(shù)原理及過(guò)程 / 198
8.1.2 分層實(shí)體制造技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn) / 200
8.2 超聲增材制造技術(shù) / 200
8.3 層積成形技術(shù)的適用材料 / 203
8.3.1 分層實(shí)體制造技術(shù)的成形材料 / 203
8.3.2 超聲增材制造技術(shù)的成形材料 / 203
參考文獻(xiàn) / 206
書單推薦
