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上篇 三维打印机 1

第1章 概述 1

1.1 减材制造法、增材制造法与快速成形 1

1.2 快速成形机 2

1.2.1 激光固化式快速成形机 2

1.2.2 激光烧结／熔化式快速成形机 4

1.2.3 贴片刻写式快速成形机 15

1.2.4 电子束熔化式快速成形机 17

1.3 增材制造装备的佼佼者——三维打印机 18

1.4 三维打印与第三次工业革命 22

第2章 喷墨黏粉式三维打印机 24

2.1 喷墨黏粉式三维打印机工作原理 24

2.2 Z Printer打印机 26

2.3 ExOne打印机 34

2.4 Voxeljet打印机 35

2.5 Therics打印机 38

2.6 富奇凡LTY型打印机 39

2.7 NCKU型打印机 42

2.8 喷墨黏粉式三维打印机使用的成形材料 42

第3章 熔融挤压式三维打印机 45

3.1 熔融挤压式三维打印机工作原理 45

3.2 Stratasys打印机 47

3.3 富奇凡HTS型打印机 50

3.4 6轴熔融挤压式打印机 52

3.5 殷华公司的熔融挤压式打印机 53

3.6 辊轮－螺杆式熔挤系统设计 54

3.7 熔融挤压式三维打印机使用的成形材料 57

第4章 压电驱动式三维打印机 59

4.1 容积型压电喷头 59

4.2 OBJET打印机 64

4.3 3D Systems打印机 70

4.4 容积型压电喷头的供料系统和压力控制系统 81

4.4.1 供料系统 81

4.4.2 压力控制系统 83

4.5 拍击型压电喷头 89

4.6 拍击型压电驱动式打印机 90

4.7 开关型压电喷头与打印机 93

4.8 压电驱动式三维打印机使用的成形材料 95

第5章 气动式三维打印机 97

5.1 活塞开关型气动喷头与打印机 97

5.2 时间－压力型气动喷头与打印机 98

5.3 容积型气动喷头与打印机 103

5.3.1 压力助推微注射器型喷头 103

5.3.2 三维生物打印机 105

5.3.3 富奇凡PAM打印机 109

5.4 气动膜片型喷头与打印机 110

5.5 雾化型气动喷头与打印机 112

5.5.1 雾化型气动喷头 112

5.5.2 Solidscape蜡模打印机 113

5.5.3 华中科技大学雾化型气动喷头 118

5.5.4 Optomec雾化型气动喷头 121

5.6 粉粒流型气动喷头与打印机 123

5.6.1 同轴送粉激光熔覆式气动喷头 124

5.6.2 侧向送粉激光熔覆式气动喷头 125

5.6.3 同轴光内送粉激光熔覆式气动喷头 127

5.6.4 同步送粉激光熔覆式打印机 129

5.6.5 同步送粉焊接熔覆式打印机 133

5.6.6 送粉系统 135

5.6.7 熔覆过程检测与控制 138

5.7 气动式三维打印机使用的成形材料 142

第6章 电动式三维打印机 143

6.1 电磁阀操控型喷头与打印机 143

6.2 微注射器型电动喷头与打印机 144

6.3 电流体动力喷射喷头与打印机 148

6.4 电场偏转型喷头与打印机 157

6.5 电动螺杆型喷头与打印机 167

6.6 复合型三维打印机 169

6.7 电动式三维打印机使用的成形材料 171

第7章 普及式三维打印机 172

7.1 工程设计用普及式三维打印机 172

7.2 简易实验用普及式三维打印机 175

7.3 学生学习用普及式三维打印机 175

7.4 家用普及式三维打印机 176

7.5 普及式三维打印机的特点 177

7.6 普及式三维打印机的机身结构 178

7.7 普及式三维打印机的驱动控制系统 183

7.8 普及式三维打印机的应用前景 186

参考文献 189

下篇 三维打印自由成形工艺 193

第8章 三维打印自由成形工艺流程 193

8.1 三维打印自由成形工艺流程概述 193

8.2 CAD模型的建立 194

8.3 CAD模型的近似处理 198

8.4 CAD模型的分层切片 200

第9章 金属构件三维打印自由成形 202

9.1 金属构件喷墨黏粉式成形 202

9.2 金属构件激光烧结式成形 204

9.3 金属构件激光熔化式成形 209

9.4 金属构件激光熔覆式成形 212

9.4.1 激光熔覆式成形原理 212

9.4.2 激光熔覆式成形工艺研究 215

9.5 金属构件电子束熔化式成形 222

9.6 金属构件电子束熔覆式成形 225

9.7 金属构件微束等离子弧熔覆式成形 229

9.7.1 微束等离子弧熔覆式成形原理 229

9.7.2 微束等离子弧熔覆式成形工艺研究 230

9.8 金属构件熔化液滴喷射沉积式成形 233

9.8.1 金属构件熔化液滴喷射沉积式成形原理 233

9.8.2 金属构件熔化液滴喷射沉积式成形工艺研究 234

9.9 金属构件增材与减材复合式成形 241

9.9.1 沉积技术与计算机数控切削加工复合式成形 241

9.9.2 分层实体制造技术与计算机数控切削加工复合式成形 245

9.9.3 激光熔化成形技术与计算机数控切削加工复合式成形 248

第10章 机电器件三维打印自由成形 252

10.1 电子元器件打印成形 252

10.2 太阳能电池打印成形 255

10.3 曲面天线打印成形 256

10.4 电气互连金属焊料打印成形 258

10.5 铸造蜡模打印成形 259

10.6 复杂器件三维打印折叠成形 260

10.7 梯度材料构件打印成形 262

第11章 生物医学器件三维打印自由成形 268

11.1 组织工程支架打印成形 268

11.1.1 支架喷墨黏粉式打印成形 269

11.1.2 支架MAM/PAM式打印成形 270

11.1.3 支架E-jet式打印成形 272

11.2 细胞打印成形 273

11.2.1 细胞压电喷墨式打印成形 274

11.2.2 细胞MAM/PAM式打印成形 275

11.2.3 细胞气动雾化式打印成形 275

11.2.4 细胞E-jet式打印成形 276

11.3 口腔修复体打印成形 276

11.3.1 口腔金属修复体蜡模打印成形 276

11.3.2 口腔陶瓷修复体MAM式打印成形 277

11.3.3 口腔陶瓷修复体复合式打印成形 277

11.3.4 口腔金属修复体DMD式打印成形 278

11.4 控释给药系统打印成形 279

第12章 三维打印自由成形的应用 281

12.1 陶瓷构件打印成形 281

12.2 珠宝与首饰蜡模打印成形 283

12.3 建筑模型与构件打印成形 284

12.4 食品打印成形 286

12.5 时尚品打印成形 289

12.5.1 时装打印成形 289

12.5.2 时尚家庭用品打印成形 290

12.5.3 时尚工艺品打印成形 291

12.6 科教模型打印成形 291

参考文献 293

附录A 常用材料英中文名称对照 297

附录B 本书英中文术语对照 299