3D打印技术与应用

编著者主编简介译者序前言第1 章　3D 打印与工程全球化 1　1. 1　引言 1　1. 2　3D 打印的历史 2　　1. 2. 1　3D 打印的开始 2　　1. 2. 2　其他3D 打印技术的发展 2　　1. 2. 3　从原型制作到3D 打印零件 3　　1. 2. 4　3D 打印的影响 5　1. 3　当前制造业面临的难题 5　　1. 3. 1　集中式和基于预测的制造中存在的问题 5　　1. 3. 2　通用化设计: 消费者仅对符合其要求的产品满意 6　1. 4　3D 打印: 无法比拟的工艺典范 7　　1. 4. 1　3D 打印技术的现状及其概念 7　　1. 4. 2　3D 打印技术的优点: 随心所欲地设计 7　　1. 4. 3　3D 打印技术的优点: 在制造业中的多功能性 8　　1. 4. 4　3D 打印技术的优点: 可增强材料的性能 8　　1. 4. 5　3D 打印技术已经成为现代制造业的一部分 9　　1. 4. 6　从计算机辅助设计到3D 打印技术的演变及其对制造业的影响 9　1. 5　工程全球化与3D 打印 10　　1. 5. 1　工程从本地化转化为全球化 10　　1. 5. 2　工程师在世界任何地方都可以变得有效和高效 11　　1. 5. 3　太空制造不再是一个梦想 12　1. 6　发展趋势 12　　1. 6. 1　定制产品的按需生产 12　　1. 6. 2　允许人们把创造力转化为现实 14　　1. 6. 3　个人3D 打印设备: 一种标配的家庭设备 14　　1. 6. 4　3D 打印推进医疗技术并救助生命 15　1. 7　结语 16　参考文献 17第2 章　聚合物和复合材料的3D 打印 20　2. 1　引言 20　2. 2　高强度热塑性塑料和纤维增强热塑性塑料的3D 打印技术 24　2. 3　高强度热固性塑料和短切纤维增强复合材料的3D 打印技术 28　2. 4　可用于纳米复合材料的3D 打印工艺 32　2. 5　连续纤维增强复合材料的3D 打印过程 36　2. 6　3D 打印过程中粘结剂的作用及其选择 46　2. 7　特例: 3D 打印过程中的原位纤维强化 56　2. 8　当前面临的挑战及未来的发展趋势 58　参考文献 59第3 章　金属的沉积法及固态3D 打印技术 64　3. 1　引言 64　3. 2　技术现状 66　　3. 2. 1　粉末沉积技术 66　　3. 2. 2　熔丝沉积技术 73　　3. 2. 3　固态3D 打印工艺 79　　3. 2. 4　基于电沉积的3D 打印技术 82　3. 3　新兴的3D 打印技术 85　　3. 3. 1　摩擦自由成型制造技术 85　　3. 3. 2　混合技术 86　3. 4　机遇和挑战 87　　3. 4. 1　材料方面 87　　3. 4. 2　工艺方面 88　　3. 4. 3　设备方面 88　3. 5　未来的发展方向 89　参考文献 90第4 章　基于粉末技术的金属3D 打印技术 102　4. 1　从快速原型到快速制造 102　4. 2　基于粉床的3D 打印系统的功能描述 106　4. 3　一般过程 111　　4. 3. 1　CAD 文件 111　　4. 3. 2　STL 转化为分层文件 112　　4. 3. 3　文件导入到机器 114　　4. 3. 4　构建过程 114　　4. 3. 5　后处理 115　4. 4　激光参数 115　4. 5　植入物或生物医疗器械的特殊要求 120　4. 6　Ti6Al4V 122　4. 7　多孔结构的标准 124　4. 8　多孔结构的设计 125　4. 9　格子结构的设计 126　　4. 9. 1　Netfabb 软件设计格子结构 126　　4. 9. 2　Within Enhance 软件设计格子结构 128　4. 10　工艺过程的影响因素 133　　4. 10. 1　曝光 134　　4. 10. 2　固化区 134　　4. 10. 3　束偏移 134　　4. 10. 4　基本曝光类型ChessRotLx 136　　4. 10. 5　基本曝光类型Contours 136　　4. 10. 6　基本曝光类型SkinCore 137　　4. 10. 7　基本曝光类型SLI-HatchLx 138　　4. 10. 8　基本曝光类型UpDownStripesAdaptiveLx 138　　4. 10. 9　基本曝光类型UpDownStripesAdaptiveRotLx 138　4. 11　结语 140　参考文献 140第5 章　陶瓷的3D 打印技术 145　5. 1　引言 145　5. 2　陶瓷的立体光刻技术 146　　5. 2. 1　立体光刻技术的历史及方法 146　　5. 2. 2　陶瓷悬浮液的稳定性及其流变特性 147　　5. 2. 3　陶瓷悬浮液的立体光刻技术 148　　5. 2. 4　应用及未来的发展 149　5. 3　陶瓷的选择性激光烧结技术 151　　5. 3. 1　选择性激光烧结的历史与方法 151　　5. 3. 2　陶瓷的直接选择性激光烧结技术 152　　5. 3. 3　陶瓷的间接选择性激光烧结技术 154　　5. 3. 4　应用和未来的发展 156　5. 4　陶瓷的喷墨3D 打印技术 157　　5. 4. 1　喷墨3D 打印技术的历史及方法 157　　5. 4. 2　喷墨3D 打印加工陶瓷 159　5. 5　陶瓷的熔融沉积成型技术 162　　5. 5. 1　陶瓷熔融沉积技术的历史及方法 162　　5. 5. 2　陶瓷熔融沉积加工陶瓷 164　5. 6　陶瓷的分层实体制造技术 166　　5. 6. 1　分层实体制造技术的历史与方法 166　　5. 6. 2　分层实体制造加工陶瓷 168　5. 7　激光近净成型技术TM 169　　5. 7. 1　激光近净成型技术的历史与方法 169　　5. 7. 2　激光近净成型技术加工陶瓷 171　5. 8　自动注浆成型技术 175