3D打印技术与应用

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译者序
前言
第1章3D打印与工程全球化1
1.1引言1
1.23D打印的历史2
1.2.13D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
1.2.43D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
1.43D打印:无法比拟的工艺典范7
1.4.13D打印技术的现状及其概念7
1.4.23D打印技术的优点:随心所欲地设计7
1.4.33D打印技术的优点:在制造业中的多功能性8
1.4.43D打印技术的优点:可增强材料的性能8
1.4.53D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
1.6.43D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
2.63D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
4.3.1CAD文件111
4.3.2STL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
4.6Ti6Al4V122
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
4.9.1Netfabb软件设计格子结构126
4.9.2WithinEnhance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ChessRotLx136
4.10.5基本曝光类型Contours136
4.10.6基本曝光类型SkinCore137
4.10.7基本曝光类型SLI-HatchLx138
4.10.8基本曝光类型UpDownStripesAdaptiveLx138
4.10.9基本曝光类型UpDownStripesAdaptiveRotLx138
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TM169
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