增材制造与3D打印技术及应用PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1增材制造技术 2

1.1.1增材制造技术的含义 2

1.1.2增材制造与传统制造方法的区别 3

1.1.3增材制造与传统制造方法的关系 3

1.2增材制造过程 4

1.3增材制造技术发展历史 6

1.3.1国外增材制造技术的发展历史 6

1.3.2国内增材制造技术的发展历史 8

1.4增材制造技术的作用 9

1.4.1使设计原型样品化 9

1.4.2用于产品的性能测试 10

1.4.3用作投标的手段 10

1.4.4快速模具制造 11

1.4.5增材制造为创新设计释放了巨大的空间 11

1.4.6 3D打印是创新产品开发的利器 11

思考与练习 12

第2章 增材制造的前处理 13

2.1三维模型构造的方法 13

2.1.1用计算机辅助设计软件构造三维模型 14

2.1.2利用反求工程构建三维模型 15

2.2三维模型的STL格式化 21

2.2.1 STL格式文件的规则 23

2.2.2 STL格式文件的错误和纠错软件 24

2.3三维模型的切片处理 27

2.3.1成形方向的选择 27

2.3.2增材制造中的主要切片方式 28

思考与练习 30

第3章 光敏材料选择性固化增材制造 31

3.1 SLA增材制造的原理和分类 31

3.1.1 SLA增材制造原理 32

3.1.2 SLA增材制造分类 32

3.2 SLA增材制造的基本过程及支撑结构 33

3.2.1 SLA增材制造的基本过程 33

3.2.2 SLA增材制造的支撑结构 35

3.3 SLA增材制造的材料及选择 36

3.3.1对SLA增材制造材料的要求 36

3.3.2 SLA增材制造材料的分类 36

3.3.3 SLA增材制造材料的选择 38

3.4 SLA增材制造的优点与缺点 38

3.4.1 SLA增材制造的优点 39

3.4.2 SLA增材制造的缺点 39

3.5 SPS-600型增材制造机简介 40

思考与练习 41

第4章 粉末材料选择性烧结增材制造 42

4.1 SLS增材制造的原理 42

4.1.1 SLS增材制造成形原理 43

4.1.2 SLS增材制造烧结机理 43

4.1.3激光扫描系统 44

4.2 SLS增材制造的成形过程 44

4.2.1 SLS增材制造的烧结 44

4.2.2烧结件的后处理 46

4.2.3 SLS增材制造工艺参数的影响 46

4.3 SLS增材制造的材料及其选择 47

4.3.1 SLS增材制造对材料性能的要求 47

4.3.2 SLS增材制造材料的种类 48

4.4 SLS增材制造的优缺点 49

4.5 3DP打印技术 49

4.5.1 3DP打印原理 49

4.5.2 3DP打印头 50

4.5.3国内常见的3DP打印机 50

思考与练习 51

第5章 丝状材料选择性熔覆增材制造 52

5.1 FDM增材制造的工作原理和成形过程 52

5.1.1 FDM增材制造的工作原理 52

5.1.2 FDM增材制造的成形过程 53

5.1.3 FDM增材制造装备构成 53

5.2 FDM增材制造的材料及选择 54

5.2.1 FDM增材制造对成形材料的要求 55

5.2.2 FDM增材制造对支撑材料的要求 55

5.3 FDM增材制造的优点与缺点 56

5.4 FDM增材制造常用控制软件 56

5.5典型FDM增材制造装备简介 57

思考与练习 59

第6章 薄型材料分层切割增材制造 60

6.1 LOM增材制造的工作原理 60

6.2 LOM增材制造的工艺参数和后处理 62

6.2.1 LOM增材制造的工艺参数 62

6.2.2 LOM增材制造的后处理 63

6.2.3易于去除废料的LOM增材制造工艺 63

6.3 LOM增材制造的材料及选择 64

6.3.1纸的性能 64

6.3.2热熔胶 64

6.3.3涂布工艺 65

6.3.4 KINERGY公司的纸基卷材 65

6.4 LOM增材制造的优点与缺点 66

6.5其他增材制造技术 66

6.5.1掩膜光刻成形技术 67

6.5.2弹道微粒制造技术 67

6.5.3三维焊接成形技术 67

6.5.4数码累积成形技术 67

思考与练习 68

第7章 金属材料的增材制造 69

7.1选区激光熔化制造技术 70

7.1.1 SLM的成形原理 70

7.1.2 SLM的成形工艺过程 71

7.1.3 SLM的成形特点 73

7.1.4 SLM技术的应用及发展趋势 74

7.2激光立体成形制造技术 74

7.2.1 LSF的成形原理 74

7.2.2 LSF技术的成形工艺过程 74

7.2.3 LSF的主要特点 75

7.2.4 LSF技术的应用及发展趋势 76

7.3电子束选区溶化制造技术 77

7.3.1 EBSM成形的原理 77

7.3.2 EBSM成形工艺 77

7.3.3 EBSM成形特点 78

7.3.4 EBSM技术的应用及发展趋势 78

7.4电子束熔丝沉积制造技术 79

7.4.1 EBF3的成形原理 79

7.4.2 EBF3的成形特点 80

7.4.3 EBF3技术的应用及发展趋势 80

思考与练习 81

第8章 增材制造的后处理及技术选择 82

8.1增材制造的后处理 82

8.1.1剥离 83

8.1.2修补、打磨和抛光 83

8.1.3表面涂覆 85

8.2增材制造的精度分析 86

8.2.1增材制造精度的概念 86

8.2.2零件误差形成机理及影响因素分析 88

8.2.3增材制造制件的表面粗糙度 92

8.3主要增材制造技术的比较与选用 94

8.3.1主要增材制造技术的比较 94

8.3.2主要增材制造技术的选用原则 97

思考与练习 99

第9章 增材制造技术的应用 100

9.1在模具领域的应用 102

9.1.1硅橡胶快速制模 103

9.1.2金属电弧喷涂快速制模 111

9.1.3金属树脂快速制模 116

9.1.4等离子喷涂快速制模 120

9.1.5铸造模的快速铸造技术 122

9.2在生物医学领域的应用 124

9.2.1医学模型快速建造 125

9.2.2组织器官代替品制作 125

9.2.3脸部修饰与美容 126

9.3在航空航天领域的应用 126

9.4在艺术设计领域的应用 130

9.4.1在产品设计中的应用 130

9.4.2在雕刻创作中的应用 131

9.4.3在建筑行业中的应用 132

9.4.4在影视产业中的应用 133

9.5在其他领域的应用 133

9.5.1汽车制造领域 133

9.5.2考古文物 135

9.5.3配件饰品 135

9.5.4食品产业 136

思考与练习 137

第10章 增材制造技术发展趋势 138

10.1增材制造技术创新需求分析 139

10.1.1生产成本过高 139

10.1.2可选用的材料十分有限 140

10.1.3工艺及装备尚不成熟 141

10.1.4数据库、标准/认证体系缺乏 141

10.1.5商业推广障碍 142

10.2发展原则与发展目标 143

10.2.1发展原则 143

10.2.2发展目标 143

10.3增材制造技术的发展方向 144

10.3.1着力突破增材制造专用材料 144

10.3.2加快提升增材技术水平制造工艺 144

10.3.3加速发展增材制造装备及核心器件 145

10.3.4建立和完善产业标准体系 146

10.3.5大力推进应用示范 146

10.4增材制造技术的发展趋势 146

思考与练习 147

附录A增材制造技术职业技能大赛 148

附录B教材中英文缩写对照及注释 156

参考文献 158