目录 1
前言 1
第1章 快速成型技术概述 1
1.1 快速成型技术的原理 1
1.1.1 成型方式的分类 1
1.1.2 快速成型技术的原理 2
1.2 快速成型技术的分类 5
1.3 快速成型技术的国内外研究现状及发展趋势 8
1.3.1 快速成型技术的国内外研究现状 8
1.3.2 RPM技术的工艺装备、材料及软件 9
1.3.3 快速成型技术的发展趋势 11
第2章 快速成型技术中的数据处理 14
2.1 快速成型技术中的数据接口及预处理 14
2.1.1 快速成型的数据来源 14
2.1.2 快速成型技术中的数据接口 15
2.1.3 STL文件的缺陷分析 19
2.1.4 STL文件的检测与修复 22
2.2 三维模型的分层处理 26
2.2.1 快速成型技术中的分层方法 26
2.2.2 基于STL模型的智能切片算法 28
2.2.3 CAD模型的直接切片 31
2.2.4 适应性分层算法 36
2.3 扫描路径的生成技术 39
2.3.1 切片轮廓数据的生成 40
2.3.2 线宽补偿的生成算法 40
2.3.3 自交环及无效环的剔除 43
2.3.4 填充扫描矢量生成算法 43
3.1 立体印刷成型 45
3.1.1 工艺原理 45
第3章 快速成型制造的几种典型工艺 45
3.1.2 系统组成 46
3.1.3 工艺过程 48
3.1.4 研究现状 49
3.1.5 存在的问题 51
3.2 分层实体制造 52
3.2.1 工艺原理 52
3.2.2 系统组成 53
3.2.3 研究现状和存在问题 56
3.3.2 系统组成 59
3.3 熔融沉积制造 59
3.3.1 工艺原理 59
3.3.3 研究现状与存在问题 61
3.4 激光选区烧结 62
3.4.1 工艺原理 63
3.4.2 系统组成 64
3.4.3 工艺步骤 65
3.4.4 研究现状与存在问题 68
3.5 三维打印 70
3.5.1 三维喷涂粘接成型机 70
3.5.2 喷墨式三维打印 72
3.6 掩膜光刻 75
3.6.1 SGC工艺原理与技术要求 76
3.6.2 工艺过程及应用 78
3.7 其他快速成型技术 79
3.7.1 多种材料组织的熔积成型 79
3.7.4 气相沉积成型 80
3.8 减式快速成型技术 80
3.7.3 三维焊接成型 80
3.7.2 直接光成型 80
第4章 快速成型采用的材料 82
4.1 概述 82
4.2 快速成型用材料种类及性能要求 82
4.2.1 快速成型材料的分类 82
4.2.2 快速成型工艺对材料性能的要求 83
4.3 快速成型工艺常用的材料 86
4.3.1 SLA材料 86
4.3.2 LOM材料 88
4.3.3 SLS材料 90
4.3.4 FDM材料 101
4.3.5 TDP材料 102
4.4 几种特殊材料在快速成型工艺中的应用 102
4.4.1 组织工程材料在快速成型中的应用 102
4.4.2 聚合物材料在快速成型中的应用 105
4.4.3 复合材料在快速成型中的应用 109
4.4.4 反应成型塑料在快速成型中的应用 111
4.5 快速成型材料的技术进步及其成型性问题 113
4.5.1 快速成型材料的技术进步 113
4.5.2 快速成型材料的成型性问题 115
4.6.1 国内外快速成型材料的产品及用途 117
4.6 快速成型材料的产品、用途及发展趋势 117
4.6.2 快速成型材料研究发展的趋势 120
第5章 影响快速成型精度的主要因素分析 122
5.1 分层制造原理性台阶误差 123
5.2 数据处理过程对成型精度的影响 123
5.2.1 STL文件切片误差 124
5.2.2 STL文件切片截面的曲线拟合 124
5.3.1 扫描线（直径）宽的限制及过烧 128
5.3 实际加工时设备工艺条件对成型精度的影响 128
5.3.2 不同成型加工系统对成型精度的影响 137
5.4 提高数控路径插补技术、改善RP制件表面质量简介 148
5.4.1 自适应式插补 148
5.4.2 三次样条插补 149
5.4.3 微线段连续高速高精度插补 149
5.5 小结 151
第6章 快速成型技术的应用 152
6.1 快速成型在产品原型制造中的应用 152
6.1.1 模型、零件的观感评价 153
6.1.2 结构设计验证与装配校核 154
6.1.3 性能和功能测试 155
6.2 快速成型在模具制造中的应用 156
6.2.1 直接制模 158
6.2.2 间接制模 162
6.2.3 直接模具与间接制模的比较 168
6.2.4 快速模具技术的发展趋势 169
6.3.1 直接制造精铸母模 170
6.3.2 硅橡胶-石膏型精密铸造 170
6.3 快速成型在精密铸造中的应用 170
6.3.3 制造精铸型壳 171
6.3.4 功能零件无模具快速精铸 172
6.4 快速成型在汽车行业中的应用 173
6.4.1 零件设计原型的快速制造 173
6.4.2 汽车车身设计与开发 174
6.4.3 快速成型用于发动机试验研究 176
6.5 快速成型在医学领域中的应用 178
6.5.1 RP技术在医疗诊断、教学和外科学领域的应用 178
6.5.4 RP技术在组织工程学领域的应用 181
6.5.3 RP技术在法医学领域的应用 181
6.5.2 RP技术在生物力学领域的应用 181
6.5.5 材料和RP机器的选择 183
6.5.6 将来的应用 183
6.6 快速成型在仿生学中的应用 184
6.6.1 目前仿生制造的发展状况 185
6.6.2 基于RP的仿生制造方法 186
6.7 快速成型在艺术领域中的应用 188
7.1 反求工程技术概述 190
7.1.1 反求工程的基本概念 190
第7章 三维测量与反求工程 190
7.1.2 反求工程的应用 191
7.1.3 反求工程与快速成型的集成 192
7.2 三维曲面测量技术 193
7.2.1 接触式测量 193
7.2.2 断层扫描式测量 196
7.2.3 非接触式测量 199
7.2.4 总结 206
7.3 三维曲面重构技术 207
7.3.1 NURBS曲面构造 207
7.3.2 三角曲面的构造 208
7.3.3 对象检验与修正 209
第8章 快速成型技术的一些新进展 211
8.1 功能梯度材料的快速成型技术 211
8.1.1 功能梯度材料简介 211
8.1.2 功能梯度材料特性分析 213
8.1.3 传统的功能梯度材料制备方法 215
8.1.4 基于RP的功能梯度材料零件制备方法 216
8.1.5 功能梯度材料／零件的CAD信息表达方法 217
8.2 纳米晶材料快速成型技术 223
8.2.1 纳米晶金属的快速成型技术 224
8.2.2 纳米晶陶瓷的快速成型技术研究 228
8.3 金属直接成型技术 230
8.3.1 选择性激光烧结 231
8.3.2 直接金属沉积 233
8.3.3 激光工程化净成型 237
8.3.4 激光快速柔性制造 240
8.3.5 金属粉末激光成型 241
8.3.6 其他金属直接成型工艺 243
参考文献 245