增材制造与3D打印技术及应用(第2版)(高等职业教育机械类新形态一体化教材)

目录

第1章概述1

1.1增材制造技术2

1.1.1增材制造技术的原理2

1.1.2增材制造与传统制造方法的区别3

1.1.3增材制造与传统制造方法的关系3

1.2增材制造主要技术方法与使用材料4

1.2.1增材制造主要技术方法4

1.2.2增材制造技术使用的材料4

1.3增材制造过程6

1.4增材制造技术的作用7

思考与练习9

第2章增材制造的前处理10

2.1三维模型构建的方法10

2.1.1用计算机辅助设计软件构建三维模型11

2.1.2利用反求工程构建三维模型12

2.2三维模型的STL格式化18

2.2.1STL格式文件的规则20

2.2.2STL格式文件的错误和纠错软件21

2.3三维模型的切片处理24

2.3.1成形方向的选择24

2.3.2增材制造中的主要切片方式25

思考与练习27

第3章光敏材料选择性固化增材制造28

3.1SLA增材制造的原理和分类28

3.1.1SLA增材制造原理29

3.1.2SLA增材制造的分类30

3.2SLA增材制造的基本过程及支撑结构30

3.2.1SLA增材制造的基本过程30

3.2.2SLA增材制造的支撑结构32

3.3SLA增材制造的材料及选择33

3.3.1对SLA增材制造材料的要求34

3.3.2SLA增材制造材料的分类34

3.3.3SLA增材制造材料的选择35

3.4SLA增材制造的优点与缺点36

3.4.1SLA增材制造的优点36

3.4.2SLA增材制造的缺点36

3.5典型SLA增材制造设备简介37

思考与练习38

第4章粉末材料选择性烧结增材制造40

4.1SLS增材制造的原理与影响因素40

4.1.1SLS增材制造成形原理40

4.1.2SLS增材制造烧结机理41

4.1.3SLS增材制造的激光扫描系统42

4.1.4SLS增材制造工艺参数的影响42

4.2SLS增材制造的成形过程43

4.2.1SLS增材制造的烧结43

4.2.2烧结件的后处理44

4.3SLS增材制造的材料及其选择45

4.3.1SLS增材制造对材料性能的要求45

4.3.2SLS增材制造材料的种类46

4.4SLS增材制造的优缺点46

思考与练习47

第5章丝状材料选择性熔覆增材制造48

5.1FDM增材制造的工作原理和成形过程48

5.1.1FDM增材制造的工作原理48

5.1.2FDM增材制造的成形过程49

5.1.3FDM增材制造装备构成49

5.2FDM增材制造的材料及选择50

5.2.1FDM增材制造对成形材料的要求51

5.2.2FDM增材制造对支撑材料的要求51

5.3FDM增材制造的优点与缺点52

5.4FDM增材制造常用控制软件52

5.5典型FDM增材制造装备简介53

思考与练习55

第6章薄型材料分层切割增材制造56

6.1LOM增材制造的工作原理56

6.2LOM增材制造的工艺参数和后处理58

6.2.1LOM增材制造的工艺参数58

6.2.2LOM增材制造的后处理59

6.2.3易于去除废料的LOM增材制造工艺59

6.3LOM增材制造的材料及选择60

6.3.1纸的性能60

6.3.2热熔胶60

6.3.3涂布工艺61

6.3.4KINERGY公司的纸基卷材61

6.4LOM增材制造的优点与缺点62

思考与练习62

第7章其他增材制造技术及技术选用63

7.1其他增材制造技术63

7.1.1DLP光固化技术63

7.1.23DP打印技术66

7.1.3掩膜光刻成形技术68

7.1.4弹道微粒制造技术68

7.1.5三维焊接成形技术68

7.1.6数码累积成形技术69

7.2主要增材制造技术的比较与选用69

7.2.1主要增材制造技术的比较69

7.2.2主要增材制造技术的选用原则73

思考与练习75

第8章金属材料的增材制造76

8.1金属材料增材制造的发展历程77

8.2选区激光熔化制造技术78

8.2.1SLM的成形原理78

8.2.2SLM的成形工艺79

8.2.3SLM的成形特点81

8.2.4SLM技术的应用及发展趋势82

8.3激光立体成形制造技术82

8.3.1LSF的成形原理82

8.3.2LSF技术的成形工艺82

8.3.3LSF的主要特点83

8.3.4LSF技术的应用及发展趋势84

8.4电子束选区熔化制造技术84

8.4.1EBSM成形的原理85

8.4.2EBSM成形工艺85

8.4.3EBSM成形特点86

8.4.4EBSM技术的应用及发展趋势86

8.5电子束熔丝沉积制造技术87

8.5.1EBF的成形原理87

8.5.2EBF的成形特点88

8.5.3EBF技术的应用及发展趋势88

8.6复合增材制造技术89

思考与练习90

第9章增材制造的后处理及精度检测91

9.1增材制造的后处理91

9.1.1非金属聚合物类材料的后处理92

9.1.2金属合金类材料的后处理95

9.2增材制造制件的精度检测98

9.2.1增材制造制件的精度98

9.2.2增材制造制件的检测技术105

思考与练习107

第10章增材制造技术的应用108

10.1在模具领域的应用110

10.1.1硅橡胶快速制模111

10.1.2金属电弧喷涂快速制模119

10.1.3金属树脂快速制模124

10.1.4等离子喷涂快速制模128

10.1.5铸造模的快速铸造技术130

10.2在生物医学领域的应用132

10.3在航空航天领域的应用134

10.4在艺术设计领域的应用137

10.4.1在产品设计中的应用138

10.4.2在雕刻创作中的应用139

10.4.3在建筑行业中的应用139

10.4.4在影视产业中的应用141

10.5在教育行业中的应用141

10.6在其他领域的应用142

思考与练习145

第11章增材制造技术的发展历史与发展趋势146

11.1增材制造技术发展历史146

11.1.1国外增材制造技术的发展历史146

11.1.2国内增材制造技术的发展历史149

11.2增材制造技术的发展现状150

11.2.13D打印论文信息分析150

11.2.23D打印产业专利信息分析152

11.3增材制造技术的发展瓶颈154

11.3.1生产成本过高154

11.3.2可选用的材料有限155

11.3.3工艺及装备尚不成熟156

11.3.4数据库、标准/认证体系缺乏157

11.3.5商业推广障碍157

11.4增材制造技术的发展原则与发展目标158

11.4.1发展原则158

11.4.2发展目标159

11.5增材制造技术的发展方向159

11.5.1着力突破增材制造专用材料159

11.5.2加快提升增材制造工艺技术水平160

11.5.3加速发展增材制造装备及核心器件160

11.5.4建立和完善产业标准体系160

11.5.5大力推进应用示范161

11.6增材制造技术的发展趋势161

思考与练习162

附录教材中英文缩写对照及注释163

参考文献165