本書總結(jié)了編著者近年來有關(guān)三維打印機的研究實踐，匯集了國內(nèi)外大量有關(guān)文獻中的精華，系統(tǒng)地闡述了三維打印機的原理和結(jié)構(gòu)。全書共分12章，包括噴墨粘粉式、熔融擠壓式、壓電驅(qū)動式、氣動式、電動式和普及式三維打印機等，三維打印自由成形工藝流程和應(yīng)用，金屬構(gòu)件、機電器件、生物醫(yī)學(xué)器件三維打印自由成形等。
此次修訂，按照ASTM國際標(biāo)準(zhǔn)組織F42增材制造技術(shù)委員會（ASTM International Technical Committee F42 on Additive Manufacturing Technologies）制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對三維打印的分類、概念、術(shù)語等做了全面的規(guī)范。
3D打印是基于增材制造原理的一種新型快速成形技術(shù)，在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域會有令人難以置信的作為，甚至還可能深入人們生活的方方面面，因此受到特別關(guān)注，第三次工業(yè)革命是“3D打印為標(biāo)志的革命”�！�3D打印技術(shù)》首次系統(tǒng)介紹3D打印機的原理與結(jié)構(gòu)和3D打印自由成形工藝技術(shù)，可以說是目前國內(nèi)內(nèi)容最豐富、最新穎、最系統(tǒng)介紹3D打印技術(shù)的著作之一。這次再版根據(jù)有關(guān)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)，對增材制造和3D打印的定義進行了更明確的說明，并且更新了增材制造工藝和相應(yīng)裝備的名稱，充實了一些實用的數(shù)據(jù)，必將更加受到廣大讀者的歡迎。
王運贛，華中科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，國務(wù)院享受突出貢獻專家，曾任華中科技大學(xué)校長助理。20世紀(jì)90年代初以來致力于快速成形及快速模具的研究，近年來著重研究微滴噴射技術(shù)在電子工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用，特別在噴墨打印技術(shù)應(yīng)用于印制電路板制作、生物組織工程支架和義齒的制作方面取得了可喜的進展；致力于國內(nèi)三維打印技術(shù)開發(fā)和研究，研發(fā)了多種國內(nèi)首創(chuàng)的三維打印機。王宣，上海富奇凡機電科技公司總經(jīng)理、總工程師。
上篇 3D打印機
第1章 概述
1.1 增材制造、快速成形與3D打印
1.2 快速成形機
1.2.1 容器內(nèi)光聚合式(SLA)成形機
1.2.2 粉末床燒結(jié)/熔化式成形機
1.2.3 片層壓式(LOM)成形機
1.3 增材制造裝備的佼佼者——3D打印機
1.4 3D打印與第三次工業(yè)革命
第2章 黏結(jié)劑噴射式3D打印機
2.1 黏結(jié)劑噴射式3D打印機工作原理
2.2 Z Printer打印機
2.3 ExOne打印機
2.4 Voxeljet打印機
2.5 Therics打印機 上篇 3D打印機
第1章 概述
1.1 增材制造、快速成形與3D打印
1.2 快速成形機
1.2.1 容器內(nèi)光聚合式(SLA)成形機
1.2.2 粉末床燒結(jié)/熔化式成形機
1.2.3 片層壓式(LOM)成形機
1.3 增材制造裝備的佼佼者——3D打印機
1.4 3D打印與第三次工業(yè)革命
第2章 黏結(jié)劑噴射式3D打印機
2.1 黏結(jié)劑噴射式3D打印機工作原理
2.2 Z Printer打印機
2.3 ExOne打印機
2.4 Voxeljet打印機
2.5 Therics打印機
2.6 富奇凡LTY型打印機
2.7 NCKU型打印機
2.8 黏結(jié)劑噴射式3D打印機使用的成形材料
第3章 材料擠壓式3D打印機
3.1 材料擠壓式3D打印機工作原理
3.2 Stratasys打印機
3.3 富奇凡HTS系列打印機
3.4 六軸材料擠壓式打印機
3.5 殷華公司的材料擠壓式打印機
3.6 輥輪螺桿式熔擠系統(tǒng)設(shè)計
3.7 材料擠壓式3D打印機使用的成形材料
第4章 壓電驅(qū)動式3D打印機
4.1 容積型壓電噴頭
4.2 OBJET打印機
4.3 3D Systems打印機
4.4 容積型壓電噴頭的供料系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)
4.4.1 供料系統(tǒng)
4.4.2 壓力控制系統(tǒng)
4.5 拍擊型壓電噴頭
4.6 拍擊型壓電驅(qū)動式打印機
4.7 開關(guān)型壓電噴頭與打印機
4.8 壓電驅(qū)動式3D打印機使用的成形材料
第5章 氣動式3D打印機
5.1 活塞開關(guān)型氣動噴頭與打印機
5.2 時間壓力型氣動噴頭與打印機
5.3 容積型氣動噴頭與打印機
5.3.1 壓力助推微注射器型噴頭
5.3.2 3D生物打印機
5.3.3 富奇凡公司生產(chǎn)的PAM型打印機
5.4 氣動膜片型噴頭與打印機
5.5 霧化型氣動噴頭與打印機
5.5.1 霧化型氣動噴頭
5.5.2 Solidscape蠟?zāi)４蛴C
5.5.3 華中科技大學(xué)研制的霧化型氣動噴頭
5.5.4 Optomec霧化型氣動噴頭
5.6 粉粒流型氣動噴頭與打印機
5.6.1 同軸送粉激光熔覆式氣動噴頭
5.6.2 側(cè)向送粉激光熔覆式氣動噴頭
5.6.3 同軸光內(nèi)送粉激光熔覆式氣動噴頭
5.6.4 同步送粉激光熔覆式打印機
5.6.5 同步送粉焊接熔覆式打印機
5.6.6 送粉系統(tǒng)
5.6.7 熔覆過程檢測和控制
5.7 氣動式3D打印機使用的成形材料
第6章 電動式3D打印機
6.1 電磁閥操控型噴頭與打印機
6.2 微注射器型電動噴頭與打印機
6.3 電流體動力噴射噴頭與打印機
6.4 電場偏轉(zhuǎn)型噴頭與打印機
6.5 電動螺桿型噴頭與打印機
6.6 復(fù)合型3D打印機
6.7 電動式3D打印機使用的成形材料
第7章 普及式3D打印機
7.1 工程設(shè)計用普及式3D打印機
7.2 簡易實驗用普及式3D打印機
7.3 學(xué)生學(xué)習(xí)用普及式3D打印機
7.4 家用普及式3D打印機
7.5 普及式3D打印機的特點
7.6 普及式3D打印機的機身結(jié)構(gòu)
7.7 普及式3D打印機的驅(qū)動控制系統(tǒng)
7.8 普及式3D打印機的應(yīng)用前景
參考文獻
下篇 3D打印自由成形工藝
第8章 3D打印自由成形工藝流程
8.1 3D打印自由成形工藝流程概述
8.2 CAD模型的建立
8.3 CAD模型的近似處理
8.4 CAD模型的分層切片
第9章 金屬構(gòu)件3D打印自由成形
9.1 金屬構(gòu)件黏結(jié)劑噴射式成形
9.2 金屬構(gòu)件激光燒結(jié)式成形
9.3 金屬構(gòu)件激光熔化式成形
9.4 金屬構(gòu)件激光熔覆式成形
9.4.1 激光熔覆式成形原理
9.4.2 激光熔覆式成形工藝研究
9.5 金屬構(gòu)件電子束熔化式成形
9.6 金屬構(gòu)件電子束熔覆式成形
9.7 金屬構(gòu)件微束等離子弧熔覆式成形
9.7.1 微束等離子弧熔覆式成形原理
9.7.2 微束等離子弧熔覆式成形工藝研究
9.8 金屬構(gòu)件熔化液滴噴射沉積式成形
9.8.1 熔化液滴噴射沉積式成形原理
9.8.2 熔化液滴噴射沉積式成形工藝研究
9.9 金屬構(gòu)件增材與減材復(fù)合式快速制造
9.9.1 沉積技術(shù)與計算機數(shù)控機加工復(fù)合式快速制造
9.9.2 片層壓制造與計算機數(shù)控機加工復(fù)合式快速制造
9.9.3 粉末床熔化技術(shù)與計算機數(shù)控機加工復(fù)合式快速制造
第10章 機電器件3D打印自由成形
10.1 電子元器件打印成形
10.2 太陽能電池打印成形
10.3 曲面天線打印成形
10.4 電氣互連金屬焊料打印成形
10.5 鑄造蠟?zāi)４蛴〕尚?br /> 10.6 復(fù)雜器件3D打印折疊成形
10.7 梯度材料構(gòu)件打印成形
第11章 生物醫(yī)學(xué)器件3D打印自由成形
11.1 組織工程支架打印成形
11.1.1 支架黏結(jié)劑噴射式打印成形
11.1.2 支架MAM/PAM式打印成形
11.1.3 支架Ejet式打印成形
11.2 細(xì)胞打印成形
11.2.1 細(xì)胞壓電噴射式打印成形
11.2.2 細(xì)胞MAM/PAM式打印成形
11.2.3 細(xì)胞氣動霧化式打印成形
11.2.4 細(xì)胞Ejet式打印成形
11.3 口腔修復(fù)體打印成形
11.3.1 口腔金屬修復(fù)體蠟?zāi)４蛴〕尚?br /> 11.3.2 口腔陶瓷修復(fù)體MAM式打印成形
11.3.3 口腔陶瓷修復(fù)體復(fù)合式打印成形
11.3.4 口腔金屬修復(fù)體DMD式打印成形
11.4 控釋給藥系統(tǒng)打印成形
第12章 3D打印自由成形的廣泛應(yīng)用
12.1 陶瓷構(gòu)件打印成形
12.2 珠寶與首飾蠟?zāi)４蛴〕尚?br /> 12.3 建筑模型與構(gòu)件打印成形
12.4 食品打印成形
12.5 時尚品打印成形
12.5.1 時裝打印成形
12.5.2 時尚家庭用品打印成形
12.5.3 時尚工藝品打印成形
12.6 科教模型打印成形
參考文獻
附錄A 常用材料英中文名稱對照
附錄B 本書英中文術(shù)語對照
序言
3D打印技術(shù)是基于增材制造法原理的一種高新技術(shù)，是快速成形技術(shù)的延續(xù)與發(fā)展，實現(xiàn)3D打印技術(shù)的關(guān)鍵是3D打印機和3D打印自由成形工藝。3D打印機用微噴射式噴頭來配送和操控成形材料，按照預(yù)定的工件CAD模型，將材料一層層地逐步噴射于工作臺上，最終堆積為3D工件。按照3D打印機出現(xiàn)的年代，可將其分為傳統(tǒng)3D打印機、先進3D打印機和普及式3D打印機等三大類。3D打印自由成形工藝將3D工件轉(zhuǎn)化為2D截面薄片層的疊加，使復(fù)雜形體的成形大為簡化。這種工藝及3D打印機特別適合于光電子材料、生物醫(yī)學(xué)材料、航空航天材料等構(gòu)成的功能件的成形，以便制作切實符合用戶要求的真實功能構(gòu)件，而不僅僅是只能用于形體觀測的樣品。3D打印技術(shù)是數(shù)字制造技術(shù)發(fā)展的典型產(chǎn)物，3D打印技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，又將為數(shù)字制造技術(shù)開辟更廣闊的新天地。可以相信，3D打印技術(shù)不僅在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域會有令人難以置信的作為，而且還會普及家庭，深入人們生活的方方面面。根據(jù)近年來在3D打印技術(shù)方面研究與實踐的體會，以及收集的國內(nèi)外有關(guān)的先進經(jīng)驗，我們編著了這本書，著重介紹3D打印機的原理和結(jié)構(gòu)、3D打印自由成形工藝及其最新應(yīng)用進展。本書第一版得到了讀者充分的肯定，編著者倍感欣慰。這次再版時根據(jù)有關(guān)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)，對增材制造和3D打印的定義進行了更明確的說明，并且更新了增材制造工藝和相應(yīng)裝備的名稱，充實了一些實用的數(shù)據(jù)，希望能更好地滿足讀者的需求。
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