- 科学出版社
- 9787030759382
- 1版
- 527494
- 49252532-4
- 2023-09
- 计算机类
- 本科
内容简介
本书系统地阐述了3D打印技术的基本原理、设计建模、工艺和设备、成形技术和创新应用案例等。全书分两篇，共7章。第一篇为基础篇，阐述了3D打印技术基本概念、数字化建模、结构优化设计及各类3D打印设备；第二篇为应用篇，重点介绍了金属3D打印制造和混凝土3D打印建造技术，以及土木、机械、航空航天等领域的创新应用实例。
本书可作为3D打印技术领域的通识课程和专业课程选修教材，也可作为3D打印技术工作者的学习参考书。
本书可作为3D打印技术领域的通识课程和专业课程选修教材，也可作为3D打印技术工作者的学习参考书。
目录
第一篇 基 础 篇
第1章 绪论3
1.1 3D打印技术概述3
1.1.1 3D打印技术基本概念3
1.1.2 3D打印技术发展历程3
1.1.3 3D打印技术的优点6
1.2 3D打印技术的应用8
1.2.1 3D打印技术在航空航天领域的应用8
1.2.2 3D打印技术在生物医学领域的应用10
1.2.3 3D打印技术在机械制造工程领域的应用12
1.2.4 3D打印技术在土木工程领域的应用13
本章小结16
思考题16
参考文献16
第2章 数字化建模与3D打印切片18
2.1 数字化建模技术18
2.1.1 数字化建模概念18
2.1.2 三维建模技术及主要软件介绍18
2.2 数字化建模实例22
2.2.1 组合异形曲面建模22
2.2.2 马鞍形曲面建模26
2.2.3 扭曲筒体建模28
2.2.4 八角亭建筑建模32
2.2.5 拱桥建模37
2.3 3D打印切片处理过程39
2.3.1 模型切片概述39
2.3.2 STL文件格式40
2.3.3 GCode指令40
2.3.4 模型切片软件介绍及操作步骤41
2.4 三维模型切片实例42
2.4.1 拱桥模型切片42
2.4.2 拓扑优化梁模型切片44
本章小结45
思考题45
参考文献45
第3章 轻量化设计47
3.1 结构轻量化设计优化方法47
3.1.1 轻量化设计的基本概念47
3.1.2 结构轻量化分类48
3.1.3 结构轻量化设计原则50
3.2 结构优化设计实例54
3.2.1 结构优化实例54
3.2.2 基于拓扑优化的工程案例65
本章小结67
思考题67
参考文献68
第4章 3D打印设备69
4.1 传统的3D打印设备69
4.1.1 分层实体制造3D打印机69
4.1.2 陶瓷膏体光固化成形3D打印机72
4.1.3 熔丝沉积成形3D打印机74
4.1.4 激光选区烧结3D打印机76
4.1.5 激光选区熔化3D打印机78
4.1.6 3DP打印机81
4.1.7 传统的3D打印设备对比83
4.2 新兴的3D打印设备84
4.2.1 龙门架式混凝土3D打印机84
4.2.2 机械臂式混凝土3D打印机86
4.2.3 电子束熔融3D打印机88
4.2.4 激光近净成形3D打印机90
4.2.5 丝材电弧增材制造3D打印机92
4.2.6 超声波增材制造3D打印机93
4.2.7 新兴的3D打印设备对比96
本章小结97
思考题97
参考文献97
第二篇 应 用 篇
第5章 3D打印制造技术101
5.1 3D打印制造成形材料101
5.1.1 常用3D打印金属材料101
5.1.2 常用3D打印聚合物材料105
5.1.3 其他常用3D打印材料111
5.2 3D打印制造技术的工艺分类113
5.2.1 增材制造工艺分类介绍113
5.2.2 增材制造主要工艺介绍113
5.3 3D打印制造成形件检测项目及质量评价120
5.3.1 3D打印成形件的表面特性120
5.3.2 3D打印成形件的几何特性121
5.3.3 3D打印成形件内部缺陷及其无损检测方法122
5.3.4 3D打印成形件的力学性能检测122
5.3.5 3D打印成形件的其他性能123
本章小结123
思考题124
参考文献124
第6章 3D打印建造技术125
6.1 3D打印建造领域材料特点125
6.1.1 3D打印混凝土125
6.1.2 3D打印石膏128
6.2 3D打印建造成形工艺与发展趋势129
6.2.1 3D打印建造技术的主要成形工艺129
6.2.2 3D打印建造技术的发展趋势131
6.3 3D打印混凝土的主要性能及其影响因素134
6.3.1 3D打印混凝土的配合比设计134
6.3.2 3D打印混凝土的工作性能及其影响参数138
6.3.3 3D打印混凝土强度试验测试141
6.3.4 3D打印混凝土力学性能影响因素149
6.4 3D打印混凝土创新建造技术154
6.4.1 逐层移动起始点的3D打印混凝土圆管建造技术155
6.4.2 基于3D打印混凝土模壳的扭曲面柱节段成形技术157
6.4.3 基于3D打印混凝土弧形梁模壳的建造技术162
本章小结169
思考题170
参考文献170
第7章 3D打印技术与创新应用案例171
7.1 3D打印成形的一般过程171
7.2 3D打印技术在各领域创新应用的案例173
7.2.1 3D打印技术在土木工程领域的创新应用173
7.2.2 3D打印技术在机械工程领域的创新应用178
7.2.3 3D打印技术在太空基地等航空航天工程领域的创新应用179
7.2.4 3D打印技术在其他领域的创新应用182
本章小结185
思考题186
参考文献186
附录187
第1章 绪论3
1.1 3D打印技术概述3
1.1.1 3D打印技术基本概念3
1.1.2 3D打印技术发展历程3
1.1.3 3D打印技术的优点6
1.2 3D打印技术的应用8
1.2.1 3D打印技术在航空航天领域的应用8
1.2.2 3D打印技术在生物医学领域的应用10
1.2.3 3D打印技术在机械制造工程领域的应用12
1.2.4 3D打印技术在土木工程领域的应用13
本章小结16
思考题16
参考文献16
第2章 数字化建模与3D打印切片18
2.1 数字化建模技术18
2.1.1 数字化建模概念18
2.1.2 三维建模技术及主要软件介绍18
2.2 数字化建模实例22
2.2.1 组合异形曲面建模22
2.2.2 马鞍形曲面建模26
2.2.3 扭曲筒体建模28
2.2.4 八角亭建筑建模32
2.2.5 拱桥建模37
2.3 3D打印切片处理过程39
2.3.1 模型切片概述39
2.3.2 STL文件格式40
2.3.3 GCode指令40
2.3.4 模型切片软件介绍及操作步骤41
2.4 三维模型切片实例42
2.4.1 拱桥模型切片42
2.4.2 拓扑优化梁模型切片44
本章小结45
思考题45
参考文献45
第3章 轻量化设计47
3.1 结构轻量化设计优化方法47
3.1.1 轻量化设计的基本概念47
3.1.2 结构轻量化分类48
3.1.3 结构轻量化设计原则50
3.2 结构优化设计实例54
3.2.1 结构优化实例54
3.2.2 基于拓扑优化的工程案例65
本章小结67
思考题67
参考文献68
第4章 3D打印设备69
4.1 传统的3D打印设备69
4.1.1 分层实体制造3D打印机69
4.1.2 陶瓷膏体光固化成形3D打印机72
4.1.3 熔丝沉积成形3D打印机74
4.1.4 激光选区烧结3D打印机76
4.1.5 激光选区熔化3D打印机78
4.1.6 3DP打印机81
4.1.7 传统的3D打印设备对比83
4.2 新兴的3D打印设备84
4.2.1 龙门架式混凝土3D打印机84
4.2.2 机械臂式混凝土3D打印机86
4.2.3 电子束熔融3D打印机88
4.2.4 激光近净成形3D打印机90
4.2.5 丝材电弧增材制造3D打印机92
4.2.6 超声波增材制造3D打印机93
4.2.7 新兴的3D打印设备对比96
本章小结97
思考题97
参考文献97
第二篇 应 用 篇
第5章 3D打印制造技术101
5.1 3D打印制造成形材料101
5.1.1 常用3D打印金属材料101
5.1.2 常用3D打印聚合物材料105
5.1.3 其他常用3D打印材料111
5.2 3D打印制造技术的工艺分类113
5.2.1 增材制造工艺分类介绍113
5.2.2 增材制造主要工艺介绍113
5.3 3D打印制造成形件检测项目及质量评价120
5.3.1 3D打印成形件的表面特性120
5.3.2 3D打印成形件的几何特性121
5.3.3 3D打印成形件内部缺陷及其无损检测方法122
5.3.4 3D打印成形件的力学性能检测122
5.3.5 3D打印成形件的其他性能123
本章小结123
思考题124
参考文献124
第6章 3D打印建造技术125
6.1 3D打印建造领域材料特点125
6.1.1 3D打印混凝土125
6.1.2 3D打印石膏128
6.2 3D打印建造成形工艺与发展趋势129
6.2.1 3D打印建造技术的主要成形工艺129
6.2.2 3D打印建造技术的发展趋势131
6.3 3D打印混凝土的主要性能及其影响因素134
6.3.1 3D打印混凝土的配合比设计134
6.3.2 3D打印混凝土的工作性能及其影响参数138
6.3.3 3D打印混凝土强度试验测试141
6.3.4 3D打印混凝土力学性能影响因素149
6.4 3D打印混凝土创新建造技术154
6.4.1 逐层移动起始点的3D打印混凝土圆管建造技术155
6.4.2 基于3D打印混凝土模壳的扭曲面柱节段成形技术157
6.4.3 基于3D打印混凝土弧形梁模壳的建造技术162
本章小结169
思考题170
参考文献170
第7章 3D打印技术与创新应用案例171
7.1 3D打印成形的一般过程171
7.2 3D打印技术在各领域创新应用的案例173
7.2.1 3D打印技术在土木工程领域的创新应用173
7.2.2 3D打印技术在机械工程领域的创新应用178
7.2.3 3D打印技术在太空基地等航空航天工程领域的创新应用179
7.2.4 3D打印技术在其他领域的创新应用182
本章小结185
思考题186
参考文献186
附录187
