本書根據(jù)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外3D打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀編寫,匯集了大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)中的精華,以目前*新的教育改革精神和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo),并結(jié)合編著者近年來(lái)對(duì)3D打印技術(shù)的研究和實(shí)踐成果,以3D打印技術(shù)的應(yīng)用為主線,以五種主流3D打印技術(shù)(包括SLA、FDM、SLS、SLM、3DP)為依托,系統(tǒng)地闡述了3D打印技術(shù)的成形原理、成形材料、成形設(shè)備、成形件后處理及*新的應(yīng)用進(jìn)展。本書于2017年出版版,根據(jù)3D打印技術(shù)的發(fā)展和讀者的使用需求,特進(jìn)行了修訂,此版為第二版。本書可作為高等職業(yè)教育制造工程類、材料工程類和產(chǎn)品設(shè)計(jì)類專業(yè)的學(xué)習(xí)教材和教學(xué)參考書,也可作為本科院校相關(guān)專業(yè)的參考教材,同時(shí)可供從事3D打印技術(shù)領(lǐng)域研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。
該書自2017年出版版以來(lái),深受廣大院校歡迎,此次在版的基礎(chǔ)上修訂了教材的框架,同時(shí)配套豐富的教學(xué)資源,包含習(xí)題、教學(xué)視頻、教學(xué)課件、教學(xué)大綱等資源,便于院校教學(xué)與讀者自學(xué)。
3D打。3D printing)技術(shù),又稱為增材制造(additive manufacturing)技術(shù),是以數(shù)字模型為基礎(chǔ),將材料逐層堆積制造出實(shí)體的先進(jìn)制造技術(shù),體現(xiàn)了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與先進(jìn)材料技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)的交叉融合。相對(duì)于傳統(tǒng)的減材制造(材料去除,如切削加工)技術(shù),3D打印是一種自底向上疊加材料的制造技術(shù),它可以打印任意復(fù)雜形狀的產(chǎn)品且不需要預(yù)制任何模具,可實(shí)現(xiàn)小批量、個(gè)性化私人訂制。3D打印技術(shù)的核心是基于離散降維思想的材料累加制造,即將具備復(fù)雜形貌乃至多材料、多尺度結(jié)構(gòu)特征的三維零部件分解為一系列二維離散層面(可以為平面或者曲面)或者連續(xù)的一維加工路徑,由此以一種統(tǒng)一的、簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)零部件的逐點(diǎn)逐域成形。并且完全(針對(duì)平面分層)或很大程度上(針對(duì)曲面分層)規(guī)避了加工頭與待完成零部件間的干涉效應(yīng)。相對(duì)于傳統(tǒng)的減材制造而言,增材制造極大地緩解了復(fù)雜零部件的制造和裝配難度,且可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)工藝編程。3D打印的實(shí)質(zhì)是以數(shù)字三維CAD模型文件為基礎(chǔ),利用計(jì)算機(jī)將成形零件的3D模型切成一系列一定厚度的薄片,運(yùn)用高能束源或其他方式,將熔融體、液體、粉末、絲或片等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏合,疊加成形,從而*終打印出真實(shí)而立體的固態(tài)物體。3D打印成形的通用化過(guò)程為:由設(shè)計(jì)者首先在計(jì)算機(jī)上利用三維軟件建立3D模型,再用切片軟件將3D模型逐層分解成多個(gè)截面,打印機(jī)逐層打印2D輪廓,堆疊形成三維實(shí)體。本書將以3D打印技術(shù)的成形原理為主線,以五種主流3D打印技術(shù)(包括SLA、FDM、SLS、SLM、3DP)為依托,詳細(xì)介紹3D打印技術(shù)的成形過(guò)程,包括三維建模、模型數(shù)據(jù)處理、3D打印材料、成形件后處理等,對(duì)成形設(shè)備及工藝也進(jìn)行了介紹。本書重點(diǎn)介紹3D打印技術(shù)的原理及應(yīng)用,全書內(nèi)容共分9章。第1章簡(jiǎn)要介紹3D打印技術(shù)的起源和發(fā)展、成形原理、成形特點(diǎn),以及意義。第2章介紹3D打印基礎(chǔ)理論,包括3D打印技術(shù)成形過(guò)程中的前兩個(gè)環(huán)節(jié):三維建模和模型數(shù)據(jù)處理。第3章至第8章以五種主流3D打印技術(shù)為主線,分別介紹SLA、FDM、SLS、SLM、3DP,以及其他3D打印技術(shù)的成形原理、成形材料、成形設(shè)備和成形件后處理。第9章介紹3D打印技術(shù)的應(yīng)用,并分別列舉了它在工業(yè)制造領(lǐng)域、文化藝術(shù)領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域等多領(lǐng)域的應(yīng)用情況。 本書由武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院朱紅、湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院易杰、武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院謝丹任主編,武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院業(yè)冬、武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院侯高雁、廣東機(jī)械技師學(xué)院王華雄任副主編,參加編寫工作的還有武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院魏雪、劉凱。具體編寫分工如下:朱紅負(fù)責(zé)編寫第1章、第2章,謝丹負(fù)責(zé)編寫第3章,易杰負(fù)責(zé)編寫第4章,侯高雁負(fù)責(zé)編寫第5章,王華雄負(fù)責(zé)編寫第6章,業(yè)冬負(fù)責(zé)編寫第7章、9.4~9.7節(jié),劉凱負(fù)責(zé)編寫第8章、9.3節(jié),魏雪負(fù)責(zé)編寫9.1~9.2節(jié)、附錄。全書由朱紅統(tǒng)稿。本書在編寫過(guò)程中,查閱了大量的相關(guān)資料,在此向參考資料的各位作者表示衷心的感謝。由于編者水平有限,編寫時(shí)間倉(cāng)促,書中缺點(diǎn)、不足在所難免,懇請(qǐng)使用本書的師生和有關(guān)人士批評(píng)指正。編者2021年5月
現(xiàn)在武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院副院長(zhǎng),教授。課程建設(shè):武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電學(xué)院3D打印方向負(fù)責(zé)人。主持完成了《沖塑模具設(shè)計(jì)與制造》*精品資源共享課程的建設(shè),完成專業(yè)論文15篇,主持省級(jí)課題2項(xiàng)、校級(jí)課題3項(xiàng),實(shí)用新型專利2項(xiàng)。表彰:2014年獲全國(guó)優(yōu)秀教師 、作為指導(dǎo)教師,獲得第五屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽國(guó)家二等獎(jiǎng)、湖北省一等獎(jiǎng)、第六屆大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽湖北賽區(qū)一等獎(jiǎng)。
第1章緒論(1)
1.13D打印概述(1)
1.23D打印工藝分類(2)
1.33D打印技術(shù)優(yōu)勢(shì)(4)
1.43D打印技術(shù)的意義(5)
1.53D打印發(fā)展趨勢(shì)(6)
1.63D打印的未來(lái)(8)
習(xí)題(9)
第2章3D打印基礎(chǔ)理論(10)
2.13D打印數(shù)據(jù)(10)
2.2模型處理(30)
習(xí)題(42)
第3章光固化成形(43)
3.1SLA成形原理及特點(diǎn)(43)
3.2SLA成形材料(45)
3.3SLA成形設(shè)備(50)
3.4SLA成形件后處理(62)
習(xí)題(63)
第4章熔融沉積制造(65)
4.1FDM成形原理及特點(diǎn)(65)
4.2FDM成形材料(67)
4.3FDM成形設(shè)備(75)
4.4FDM成形件后處理(85)
習(xí)題(85)
第5章激光選區(qū)燒結(jié)(86)
5.1SLS成形原理及特點(diǎn)(86)
5.2SLS成形材料(87)
5.3SLS成形設(shè)備(92)
5.4SLS成形件后處理(104)
習(xí)題(106)
第6章激光選區(qū)熔化(108)
6.1SLM成形原理及特點(diǎn)(108)
6.2SLM成形材料(110)
6.3SLM成形設(shè)備(114)
6.4SLM成形件后處理(123)
習(xí)題(124)
第7章三維打印(125)
7.13DP成形原理及特點(diǎn)(125)
7.23DP成形材料(126)
7.33DP成形設(shè)備(129)
7.43DP成形件后處理(136)
習(xí)題(137)
第8章其他成形技術(shù)(138)
8.1分層實(shí)體制造(138)
8.2形狀沉積制造(140)
8.3數(shù)字化光照加工(142)
習(xí)題(145)
第9章3D打印技術(shù)的應(yīng)用(146)
9.13D打印技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域中的應(yīng)用(146)
9.23D打印技術(shù)在文化藝術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用(156)
9.33D打印技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用(164)
9.43D打印技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用(168)
9.53D打印技術(shù)在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用(171)
9.63D打印技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用(171)
9.7各主流3D打印成形技術(shù)的應(yīng)用(173)
習(xí)題(178)
參考文獻(xiàn)(180)
附錄A常用材料中英文名稱對(duì)照(183)
附錄B本書部分中英文術(shù)語(yǔ)對(duì)照(185)