內容簡介

　　本書係統全麵地闡述瞭目前3D打印技術的發展情況及其具體應用，主要涵蓋瞭聚閤物、復閤材料、金屬、陶瓷、生物材料等方麵的新技術，以及其在工業、航空、電子技術、材料、醫學和教育等領域的應用，結構層次分明，內容詳實豐富。希望讀者能夠通過本書瞭解、學習到一些有助於自己學習、研究和工作的3D打印知識，同時希望通過本書提供的一些實例給讀者帶來思路的啓發。

目錄

編著者

主編簡介

譯者序

前言

第1章3D打印與工程全球化1

1.1引言1

1.23D打印的曆史2

1.2.13D打印的開始2

1.2.2其他3D打印技術的發展2

1.2.3從原型製作到3D打印零件3

1.2.43D打印的影響5

1.3當前製造業麵臨的難題5

1.3.1集中式和基於預測的製造中存在的問題5

1.3.2通用化設計:消費者僅對符閤其要求的産品滿意6

1.43D打印:無法比擬的工藝典範7

1.4.13D打印技術的現狀及其概念7

1.4.23D打印技術的優點:隨心所欲地設計7

1.4.33D打印技術的優點:在製造業中的多功能性8

1.4.43D打印技術的優點:可增強材料的性能8

1.4.53D打印技術已經成為現代製造業的一部分9

1.4.6從計算機輔助設計到3D打印技術的演變及其對製造業的影響9

1.5工程全球化與3D打印10

1.5.1工程從本地化轉化為全球化10

1.5.2工程師在世界任何地方都可以變得有效和高效11

1.5.3太空製造不再是一個夢想12

1.6發展趨勢12

1.6.1定製産品的按需生産12

1.6.2允許人們把創造力轉化為現實14

1.6.3個人3D打印設備:一種標配的傢庭設備14

1.6.43D打印推進醫療技術並救助生命15

1.7結語16

參考文獻17

第2章聚閤物和復閤材料的3D打印20

2.1引言20

2.2高強度熱塑性塑料和縴維增強熱塑性塑料的3D打印技術24

2.3高強度熱固性塑料和短切縴維增強復閤材料的3D打印技術28

2.4可用於納米復閤材料的3D打印工藝32

2.5連續縴維增強復閤材料的3D打印過程36

2.63D打印過程中粘結劑的作用及其選擇46

2.7特例:3D打印過程中的原位縴維強化56

2.8當前麵臨的挑戰及未來的發展趨勢58

參考文獻59

第3章金屬的沉積法及固態3D打印技術64

3.1引言64

3.2技術現狀66

3.2.1粉末沉積技術66

3.2.2熔絲沉積技術73

3.2.3固態3D打印工藝79

3.2.4基於電沉積的3D打印技術82

3.3新興的3D打印技術85

3.3.1摩擦自由成型製造技術85

3.3.2混閤技術86

3.4機遇和挑戰87

3.4.1材料方麵87

3.4.2工藝方麵88

3.4.3設備方麵88

3.5未來的發展方嚮89

參考文獻90

第4章基於粉末技術的金屬3D打印技術102

4.1從快速原型到快速製造102

4.2基於粉床的3D打印係統的功能描述106

4.3一般過程111

4.3.1CAD文件111

4.3.2STL轉化為分層文件112

4.3.3文件導入到機器114

4.3.4構建過程114

4.3.5後處理115

4.4激光參數115

4.5植入物或生物醫療器械的特殊要求120

4.6Ti6Al4V122

4.7多孔結構的標準124

4.8多孔結構的設計125

4.9格子結構的設計126

4.9.1Netfabb軟件設計格子結構126

4.9.2WithinEnhance軟件設計格子結構128

4.10工藝過程的影響因素133

4.10.1曝光134

4.10.2固化區134

4.10.3束偏移134

4.10.4基本曝光類型ChessRotLx136

4.10.5基本曝光類型Contours136

4.10.6基本曝光類型SkinCore137

4.10.7基本曝光類型SLI-HatchLx138

4.10.8基本曝光類型UpDownStripesAdaptiveLx138

4.10.9基本曝光類型UpDownStripesAdaptiveRotLx138

4.11結語140

參考文獻140

第5章陶瓷的3D打印技術145

5.1引言145

5.2陶瓷的立體光刻技術146

5.2.1立體光刻技術的曆史及方法146

5.2.2陶瓷懸浮液的穩定性及其流變特性147

5.2.3陶瓷懸浮液的立體光刻技術148

5.2.4應用及未來的發展149

5.3陶瓷的選擇性激光燒結技術151

5.3.1選擇性激光燒結的曆史與方法151

5.3.2陶瓷的直接選擇性激光燒結技術152

5.3.3陶瓷的間接選擇性激光燒結技術154

5.3.4應用和未來的發展156

5.4陶瓷的噴墨3D打印技術157

5.4.1噴墨3D打印技術的曆史及方法157

5.4.2噴墨3D打印加工陶瓷159

5.5陶瓷的熔融沉積成型技術162

5.5.1陶瓷熔融沉積技術的曆史及方法162

5.5.2陶瓷熔融沉積加工陶瓷164

5.6陶瓷的分層實體製造技術166

5.6.1分層實體製造技術的曆史與方法166

5.6.2分層實體製造加工陶瓷168

5.7激光近淨成型技術TM169

5.7.1激光近淨成型技術的曆史與方法169

5.7.2激光近淨成型技術加工陶瓷171

5.8自動注漿成型技術175

前言/序言

　　由於美國及其他發達和發展中國傢製造業關注點的轉變,近年來3D打印領域得以飛速發展。在計算機上畫一些圖形,然後就可以在3D打印機中打印齣來並且可以被觸摸或感覺到,這樣的經曆吸引著我們許多人。同樣,我們也可以看到我們的孩子,雖然還隻是在上初中或高中,但也通過他們自己的創造而經曆著3D打印的革命。正是由於3D打印機價格大幅降低和零件質量的提高,這樣的社會變革纔成為可能。在10年前的美國,一颱高品質3D打印機的成本超過10萬美元,由於其價格很高,大多數人隻能看到3D打印機的圖片或視頻。

　　而隨著3D打印機成本的大幅降低,以及3D打印機可靠性和零件質量的改善,許多企業、大學甚至中學開始對3D打印機投資,以體驗、探索和創新這些令人著迷的3D打印技術。所以,我們認為本書的齣版是非常及時的,因為我們試圖捕捉到一些近年來麵嚮先進材料,且令人興奮的3D打印技術的發展。

　　我們知道有一些書籍也涉及瞭3D打印,但當我們查閱瞭相關文獻之後,會意識到這些書籍大多數是由機械工程師編寫的,他們注重的是打印機本身而不是其應用。在目前情況下,大多數的3D打印技術是比較成熟的,而大部分的創新是在3D打印技術的應用領域。因此,我們把工作重點放在瞭3D打印的應用上,而不是在3D打印的核心技術上。我們希望讀者能夠看到這些技術目前是如何被應用的,然後有助於他們在自己領域的創新。本書的設計在某種程度上也可以適用於課堂授課形式。前幾章節根據對不同種類材料的利用,重點介紹瞭各種各樣的3D打印技術;中間的章節論述瞭3D打印的重要應用領域;最後幾章討論瞭3D打印的教育和監管問題,因為在3D打印日益成熟並應用於許多行業之後,這些因素變得更加重要。

　　如同編撰任何一本書籍一樣,我們承認沒有所有作者的共同努力,本項工作是不可能完成的,我們對他們的貢獻錶示衷心感謝。我們也感謝許多學生對這本書的支持,尤其是TomGualtieri、SaharVahabzadeh與DongxuKe。我們還要感謝來自孩子Shohom和Aditya的支持,沒有他們,我們也不可能完成這項工作。

　　即使在這一領域工作瞭20年,我們仍然定期學習3D打印的相關新應用。我們希望有經驗的研究人員以及那些正在進入這一領域的研究人員都能從本書獲益,希望本書能夠幫助他們更好地理解3D打印這一主題,並有助於未來一代。

　　AmitBandyopadhyaySusmitaBose華盛頓州立大學

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我的這個書，呃，，，，，，，，，

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