第1章 引论 1
第2章 3D打印技术的起源与发展 6
2.1 3D打印技术的基本原理与起源 6
2.2 3D打印技术国内外发展现状 10
2.2.1 国外3D打印技术的发展现状 10
2.2.2 国内3D打印技术的发展现状 11
2.3 3D打印技术与中国制造2025 13
2.3.1 中国制造2025 13
2.3.2 3D打印与中国制造2025 14
第3章 3D打印机系统结构与控制系统 19
3.1 通用3D打印机硬件系统概述 19
3.1.1 3D打印机机械结构系统 20
3.1.1.1 电机 20
3.1.1.2 电源 24
3.1.1.3 导轨 25
3.1.1.4 丝杠 25
3.1.1.5 加热板／热床 27
3.1.1.6 挤出机 28
3.1.1.7 机身结构 30
3.1.2 3D打印机硬件控制系统 36
3.2 通用3D打印机软件控制系统 38
第4章 3D打印技术及材料分类与应用 43
4.1 3D打印技术分类 43
4.1.1 熔融沉积成型技术 43
4.1.2 选择性激光烧结技术 44
4.1.3 激光选区熔化成型技术 45
4.1.4 光固化立体成型技术 47
4.1.5 分层实体制造技术 48
4.1.6 三维打印成型技术 49
4.1.7 其他3D打印技术 51
4.2 3D打印材料分类 55
4.2.1 3D打印材料物理状态分类 55
4.2.2 3D打印材料化学性能分类 55
4.2.3 3D打印材料成型方法分类 55
4.3 各类打印材料及其应用 56
4.3.1 3D打印工程塑料 56
4.3.2 3D打印光敏树脂 58
4.3.3 3D打印橡胶类材料 58
4.3.4 3D打印金属材料 59
4.3.5 3D打印陶瓷材料 59
4.3.6 其他3D打印材料 60
4.4 我国3D打印材料技术发展的现状与机遇 62
第5章 3D打印数据处理与通用建模软件概览 63
5.1 3D打印数据处理 63
5.1.1 STL格式简介 63
5.1.2 3D打印数据处理流程 64
5.2 3D建模通用软件简介 65
5.2.1 3ds Max简介与STL建模实例 65
5.2.2 UG简介与STL建模实例 70
5.2.3 Pro/Engineer简介与STL建模实例 79
5.2.4 SolidWorks简介与STL建模实例 89
第6章 3D打印编程技术与通用算法 100
6.1 3D打印编程技术简介 100
6.1.1 3D打印机固件开发环境 100
6.1.2 3D打印与Gcode 105
6.2 3D打印技术相关算法 111
6.2.1 3D打印分层切片处理 111
6.2.1.1 STL切片算法 111
6.2.1.2 STL文件结构与操作处理编程 114
6.2.1.3 基于CuraEngine的3D模型切片 123
6.2.2 扫描路径生成与填充算法 130
6.2.3 支撑生成算法 137
6.2.4 成型方向与算法优化概述 146
第7章 3D打印云芯片与云切片技术 150
7.1 云控制芯片简介与应用 151
7.2 CUDA编程技术简介 154
7.2.1 CUDA概述 154
7.2.2 GPU架构概述 157
7.2.3 CUDA与并行计算 157
7.2.3.1 建立CUDA编程环境 158
7.2.3.2 CUDA编程架构优缺点 162
7.3 CUDA编程实例 165
7.3.1 编写第一个CUDA程序 165
7.3.2 CUDA并行编程 167
7.4 基于CUDA架构的3D模型切片 170
7.4.1 CUDA多核编程API简介 170
7.4.2 CUDA架构模型切片处理流程 172
第8章 3D打印云平台与个性化定制 175
8.1 构建3D打印生态云平台 175
8.1.1 3D打印云生态系统 175
8.1.1.1 云计算技术简介 175
8.1.1.2 基于云计算架构的3D打印生态系统 178
8.1.2 3D打印生态系统用户群 181
8.2 云平台个性化定制服务系统 182
8.2.1 云创意设计中心 184
8.2.2 云打印中心 185
8.2.3 周边服务交易中心 187
8.3 分布式云打印与个性化定制 188
8.3.1 3D打印与个性化定制 188
8.3.1.1 个性化市场趋势分析 188
8.3.1.2 个性化定制商品的市场容量 189
8.3.1.3 3D打印生态系统的个性化服务流程 191
8.3.2 3D打印智能制造云平台管理系统简介 192
第9章 工业4.0与3D打印 197
9.1 工业4.0概述 197
9.1.1 “工业4.0”概念的由来 197
9.1.2 “工业4.0”的核心技术与行业影响 199
9.2 3D打印技术在工业4.0中的重要作用 209
第10章 3D打印技术应用展望 213
10.1 3D打印技术应用 213
10.1.1 3D打印时代的生活 213
10.1.2 3D打印时代的教育 219
10.1.3 3D打印时代的制造 223
10.1.4 3D打印时代的知识产权 225
10.2 3D打印时代的机遇与挑战 226
10.3 4D打印技术简介 228
附录A 中英文术语对照表 230
附录B 3D打印机安装测试与常见故障维修 234
B.1 3D打印机安装调试 234
B.2 3D打印机常见故障与处理方法 243
参考文献 250