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上篇 3D打印机 1

第1章 概述 1

1.1 增材制造、快速成形与3D打印 1

1.2 快速成形机 3

1.2.1 容器内光聚合式（SLA）成形机 4

1.2.2 粉末床烧结／熔化式成形机 14

1.2.3 片层压式（LOM）成形机 37

1.3 增材制造装备的佼佼者——3D打印机 40

1.4 3D打印与第三次工业革命 43

第2章 黏结剂喷射式3D打印机 46

2.1 黏结剂喷射式3D打印机工作原理 46

2.2 Z Printer打印机 48

2.3 ExOne打印机 56

2.4 Voxeljet打印机 58

2.5 Therics打印机 60

2.6 富奇凡LTY型打印机 61

2.7 NCKU型打印机 64

2.8 黏结剂喷射式3D打印机使用的成形材料 64

第3章 材料挤压式3D打印机 67

3.1 材料挤压式3D打印机工作原理 67

3.2 Stratasys打印机 68

3.3 富奇凡HTS系列打印机 72

3.4 六轴材料挤压式打印机 75

3.5 殷华公司的材料挤压式打印机 76

3.6 辊轮-螺杆式熔挤系统设计 77

3.7 材料挤压式3D打印机使用的成形材料 79

第4章 压电驱动式3D打印机 84

4.1 容积型压电喷头 84

4.2 OBJET打印机 89

4.3 3D Systems打印机 98

4.4 容积型压电喷头的供料系统和压力控制系统 114

4.4.1 供料系统 114

4.4.2 压力控制系统 116

4.5 拍击型压电喷头 121

4.6 拍击型压电驱动式打印机 123

4.7 开关型压电喷头与打印机 126

4.8 压电驱动式3D打印机使用的成形材料 128

第5章 气动式3D打印机 130

5.1 活塞开关型气动喷头与打印机 130

5.2 时间-压力型气动喷头与打印机 131

5.3 容积型气动喷头与打印机 136

5.3.1 压力助推微注射器型喷头 136

5.3.2 3D生物打印机 137

5.3.3 富奇凡公司生产的PAM型打印机 141

5.4 气动膜片型喷头与打印机 142

5.5 雾化型气动喷头与打印机 144

5.5.1 雾化型气动喷头 144

5.5.2 Solidscape蜡模打印机 145

5.5.3 华中科技大学研制的雾化型气动喷头 150

5.5.4 Optomec雾化型气动喷头 152

5.6 粉粒流型气动喷头与打印机 154

5.6.1 同轴送粉激光熔覆式气动喷头 155

5.6.2 侧向送粉激光熔覆式气动喷头 157

5.6.3 同轴光内送粉激光熔覆式气动喷头 158

5.6.4 同步送粉激光熔覆式打印机 160

5.6.5 同步送粉焊接熔覆式打印机 164

5.6.6 送粉系统 166

5.6.7 熔覆过程检测和控制 168

5.7 气动式3D打印机使用的成形材料 172

第6章 电动式3D打印机 173

6.1 电磁阀操控型喷头与打印机 173

6.2 微注射器型电动喷头与打印机 174

6.3 电流体动力喷射喷头与打印机 178

6.4 电场偏转型喷头与打印机 187

6.5 电动螺杆型喷头与打印机 195

6.6 复合型3D打印机 197

6.7 电动式3D打印机使用的成形材料 198

第7章 普及式3D打印机 200

7.1 工程设计用普及式3D打印机 200

7.2 简易实验用普及式3D打印机 204

7.3 学生学习用普及式3D打印机 205

7.4 家用普及式3D打印机 205

7.5 普及式3D打印机的特点 207

7.6 普及式3D打印机的机身结构 207

7.7 普及式3D打印机的驱动控制系统 213

7.8 普及式3D打印机的应用前景 216

参考文献 219

下篇 3D打印自由成形工艺 223

第8章 3D打印自由成形工艺流程 223

8.1 3D打印自由成形工艺流程概述 223

8.2 CAD模型的建立 224

8.3 CAD模型的近似处理 228

8.4 CAD模型的分层切片 230

第9章 金属构件3D打印自由成形 232

9.1 金属构件黏结剂喷射式成形 232

9.2 金属构件激光烧结式成形 234

9.3 金属构件激光熔化式成形 239

9.4 金属构件激光熔覆式成形 242

9.4.1 激光熔覆式成形原理 242

9.4.2 激光熔覆式成形工艺研究 245

9.5 金属构件电子束熔化式成形 251

9.6 金属构件电子束熔覆式成形 254

9.7 金属构件微束等离子弧熔覆式成形 258

9.7.1 微束等离子弧熔覆式成形原理 258

9.7.2 微束等离子弧熔覆式成形工艺研究 260

9.8 金属构件熔化液滴喷射沉积式成形 262

9.8.1 熔化液滴喷射沉积式成形原理 262

9.8.2 熔化液滴喷射沉积式成形工艺研究 263

9.9 金属构件增材与减材复合式快速制造 271

9.9.1 沉积技术与计算机数控机加工复合式快速制造 271

9.9.2 片层压制造与计算机数控机加工复合式快速制造 275

9.9.3 粉末床熔化技术与计算机数控机加工复合式快速制造 278

第10章 机电器件3D打印自由成形 281

10.1 电子元器件打印成形 281

10.2 太阳能电池打印成形 284

10.3 曲面天线打印成形 285

10.4 电气互连金属焊料打印成形 287

10.5 铸造蜡模打印成形 288

10.6 复杂器件3D打印折叠成形 289

10.7 梯度材料构件打印成形 291

第11章 生物医学器件3D打印自由成形 297

11.1 组织工程支架打印成形 297

11.1.1 支架黏结剂喷射式打印成形 298

11.1.2 支架MAM/PAM式打印成形 299

11.1.3 支架E-jet式打印成形 301

11.2 细胞打印成形 302

11.2.1 细胞压电喷射式打印成形 302

11.2.2 细胞MAM/PAM式打印成形 303

11.2.3 细胞气动雾化式打印成形 304

11.2.4 细胞E-jet式打印成形 305

11.3 口腔修复体打印成形 305

11.3.1 口腔金属修复体蜡模打印成形 305

11.3.2 口腔陶瓷修复体MAM式打印成形 306

11.3.3 口腔陶瓷修复体复合式打印成形 307

11.3.4 口腔金属修复体DMD式打印成形 307

11.4 控释给药系统打印成形 308

第12章 3D打印自由成形的广泛应用 310

12.1 陶瓷构件打印成形 310

12.2 珠宝与首饰蜡模打印成形 312

12.3 建筑模型与构件打印成形 313

12.4 食品打印成形 315

12.5 时尚品打印成形 319

12.5.1 时装打印成形 319

12.5.2 时尚家庭用品打印成形 319

12.5.3 时尚工艺品打印成形 320

12.6 科教模型打印成形 321

参考文献 322

附录A 常用材料英中文名称对照 326

附录B 本书英中文术语对照 328