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第1章 概述1

1.1增材制造技术2

1.1.1增材制造技术的含义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增材制造过程4

1.3增材制造技术发展历史6

1.3.1国外增材制造技术的发展历史6

1.3.2国内增材制造技术的发展历史8

1.4增材制造技术的作用9

1.4.1使设计原型样品化9

1.4.2用于产品的性能测试10

1.4.3用作投标的手段10

1.4.4快速模具制造11

1.4.5增材制造为创新设计释放了巨大的空间11

1.4.6 3D打印是创新产品开发的利器11

思考与练习12

第2章 增材制造的前处理13

2.1三维模型构造的方法13

2.1.1用计算机辅助设计软件构造三维模型14

2.1.2利用反求工程构建三维模型15

2.2三维模型的STL格式化21

2.2.1 STL格式文件的规则23

2.2.2 STL格式文件的错误和纠错软件24

2.3三维模型的切片处理27

2.3.1成形方向的选择27

2.3.2增材制造中的主要切片方式28

思考与练习30

第3章 光敏材料选择性固化增材制造31

3.1 SLA增材制造的原理和分类31

3.1.1 SLA增材制造原理32

3.1.2 SLA增材制造分类32

3.2 SLA增材制造的基本过程及支撑结构33

3.2.1 SLA增材制造的基本过程33

3.2.2 SLA增材制造的支撑结构35

3.3 SLA增材制造的材料及选择36

3.3.1对SLA增材制造材料的要求36

3.3.2 SLA增材制造材料的分类36

3.3.3 SLA增材制造材料的选择38

3.4 SLA增材制造的优点与缺点38

3.4.1 SLA增材制造的优点39

3.4.2 SLA增材制造的缺点39

3.5 SPS-600型增材制造机简介40

思考与练习41

第4章 粉末材料选择性烧结增材制造42

4.1 SLS增材制造的原理42

4.1.1 SLS增材制造成形原理43

4.1.2 SLS增材制造烧结机理43

4.1.3激光扫描系统44

4.2 SLS增材制造的成形过程44

4.2.1 SLS增材制造的烧结44

4.2.2烧结件的后处理46

4.2.3 SLS增材制造工艺参数的影响46

4.3 SLS增材制造的材料及其选择47

4.3.1 SLS增材制造对材料性能的要求47

4.3.2 SLS增材制造材料的种类48

4.4 SLS增材制造的优缺点49

4.5 3DP打印技术49

4.5.1 3DP打印原理49

4.5.2 3DP打印头50

4.5.3国内常见的3DP打印机50

思考与练习51

第5章 丝状材料选择性熔覆增材制造52

5.1 FDM增材制造的工作原理和成形过程52

5.1.1 FDM增材制造的工作原理52

5.1.2 FDM增材制造的成形过程53

5.1.3 FDM增材制造装备构成53

5.2 FDM增材制造的材料及选择54

5.2.1 FDM增材制造对成形材料的要求55

5.2.2 FDM增材制造对支撑材料的要求55

5.3 FDM增材制造的优点与缺点56

5.4 FDM增材制造常用控制软件56

5.5典型FDM增材制造装备简介57

思考与练习59

第6章 薄型材料分层切割增材制造60

6.1 LOM增材制造的工作原理60

6.2 LOM增材制造的工艺参数和后处理62

6.2.1 LOM增材制造的工艺参数62

6.2.2 LOM增材制造的后处理63

6.2.3易于去除废料的LOM增材制造工艺63

6.3 LOM增材制造的材料及选择64

6.3.1纸的性能64

6.3.2热熔胶64

6.3.3涂布工艺65

6.3.4 KINERGY公司的纸基卷材65

6.4 LOM增材制造的优点与缺点66

6.5其他增材制造技术66

6.5.1掩膜光刻成形技术67

6.5.2弹道微粒制造技术67

6.5.3三维焊接成形技术67

6.5.4数码累积成形技术67

思考与练习68

第7章 金属材料的增材制造69

7.1选区激光熔化制造技术70

7.1.1 SLM的成形原理70

7.1.2 SLM的成形工艺过程71

7.1.3 SLM的成形特点73

7.1.4 SLM技术的应用及发展趋势74

7.2激光立体成形制造技术74

7.2.1 LSF的成形原理74

7.2.2 LSF技术的成形工艺过程74

7.2.3 LSF的主要特点75

7.2.4 LSF技术的应用及发展趋势76

7.3电子束选区溶化制造技术77

7.3.1 EBSM成形的原理77

7.3.2 EBSM成形工艺77

7.3.3 EBSM成形特点78

7.3.4 EBSM技术的应用及发展趋势78

7.4电子束熔丝沉积制造技术79

7.4.1 EBF3的成形原理79

7.4.2 EBF3的成形特点80

7.4.3 EBF3技术的应用及发展趋势80

思考与练习81

第8章 增材制造的后处理及技术选择82

8.1增材制造的后处理82

8.1.1剥离83

8.1.2修补、打磨和抛光83

8.1.3表面涂覆85

8.2增材制造的精度分析86

8.2.1增材制造精度的概念86

8.2.2零件误差形成机理及影响因素分析88

8.2.3增材制造制件的表面粗糙度92

8.3主要增材制造技术的比较与选用94

8.3.1主要增材制造技术的比较94

8.3.2主要增材制造技术的选用原则97

思考与练习99

第9章 增材制造技术的应用100

9.1在模具领域的应用102

9.1.1硅橡胶快速制模103

9.1.2金属电弧喷涂快速制模111

9.1.3金属树脂快速制模116

9.1.4等离子喷涂快速制模120

9.1.5铸造模的快速铸造技术122

9.2在生物医学领域的应用124

9.2.1医学模型快速建造125

9.2.2组织器官代替品制作125

9.2.3脸部修饰与美容126

9.3在航空航天领域的应用126

9.4在艺术设计领域的应用130

9.4.1在产品设计中的应用130

9.4.2在雕刻创作中的应用131

9.4.3在建筑行业中的应用132

9.4.4在影视产业中的应用133

9.5在其他领域的应用133

9.5.1汽车制造领域133

9.5.2考古文物135

9.5.3配件饰品135

9.5.4食品产业136

思考与练习137

第10章 增材制造技术发展趋势138

10.1增材制造技术创新需求分析139

10.1.1生产成本过高139

10.1.2可选用的材料十分有限140

10.1.3工艺及装备尚不成熟141

10.1.4数据库、标准/认证体系缺乏141

10.1.5商业推广障碍142

10.2发展原则与发展目标143

10.2.1发展原则143

10.2.2发展目标143

10.3增材制造技术的发展方向144

10.3.1着力突破增材制造专用材料144

10.3.2加快提升增材技术水平制造工艺144

10.3.3加速发展增材制造装备及核心器件145

10.3.4建立和完善产业标准体系146

10.3.5大力推进应用示范146

10.4增材制造技术的发展趋势146

思考与练习147

附录A增材制造技术职业技能大赛148

附录B教材中英文缩写对照及注释156

参考文献158