本書系統地闡述了目前3D打印技術的發展情況及其具體應用，主要涵蓋了聚合物、復合材料、金屬、陶瓷、生物材料等方面的新技術，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了解、學習到一些有助于自己學習、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啟發。
來自美國、德國等國家10余家科研機構和公司24位3D打印行業專家的傾力之作囊括了聚合物、復合材料、金屬、陶瓷、生物材料等多種先進材料的3D打印技術介紹了3D打印技術在工業、航天、電子、材料、醫學和教育等領域的實際應用
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. 2 3D 打印的歷史 2 1. 2. 1 3D 打印的開始 2 1. 2. 2 其他3D 打印技術的發展 2 1. 2. 3 從原型制作到3D 打印零件 3 1. 2. 4 3D 打印的影響 5 1. 3 當前制造業面臨的難題 5 1. 3. 1 集中式和基于預測的制造中存在的問題 5 1. 3. 2 通用化設計: 消費者僅對符合其要求的產品滿意 6 1. 4 3D 打印: 無法比擬的工藝典范 7 1. 4. 1 3D 打印技術的現狀及其概念 7 1. 4. 2 3D 打印技術的優點: 隨心所欲地設計 7 1. 4. 3 3D 打印技術的優點: 在制造業中的多功能性 8 1. 4. 4 3D 打印技術的優點: 可增強材料的性能 8 1. 4. 5 3D 打印技術已經成為現代制造業的一部分 9 1. 4. 6 從計算機輔助設計到3D 打印技術的演變及其對制造業的影響 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 太空制造不再是一個夢想 12 1. 6 發展趨勢 12 1. 6. 1 定制產品的按需生產 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: 一種標配的家庭設備 14 1. 6. 4 3D 打印推進醫療技術并救助生命 15 1. 7 結語 16 參考文獻 17第2 章 聚合物和復合材料的3D 打印 20 2. 1 引言 20 2. 2 高強度熱塑性塑料和纖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纖維增強復合材料的3D 打印技術 28 2. 4 可用于納米復合材料的3D 打印工藝 32 2. 5 連續纖維增強復合材料的3D 打印過程 36 2. 6 3D 打印過程中粘結劑的作用及其選擇 46 2. 7 特例: 3D 打印過程中的原位纖維強化 56 2. 8 當前面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 基于電沉積的3D 打印技術 82 3. 3 新興的3D 打印技術 85 3. 3. 1 摩擦自由成型制造技術 85 3. 3. 2 混合技術 86 3. 4 機遇和挑戰 87 3. 4. 1 材料方面 87 3. 4. 2 工藝方面 88 3. 4. 3 設備方面 88 3. 5 未來的發展方向 89 參考文獻 90第4 章 基于粉末技術的金屬3D 打印技術 102 4. 1 從快速原型到快速制造 102 4. 2 基于粉床的3D 打印系統的功能描述 106 4. 3 一般過程 111 4. 3. 1 CAD 文件 111 4. 3. 2 STL 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 后處理 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. 6 Ti6Al4V 122 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. 1 Netfabb 軟件設計格子結構 126 4. 9. 2 Within Enhance 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ChessRotLx 136 4. 10. 5 基本曝光類型Contours 136 4. 10. 6 基本曝光類型SkinCore 137 4. 10. 7 基本曝光類型SLI-HatchLx 138 4. 10. 8 基本曝光類型UpDownStripesAdaptiveLx 138 4. 10. 9 基本曝光類型UpDownStripesAdaptiveRotLx 138 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 立體光刻技術的歷史及方法 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 選擇性激光燒結的歷史與方法 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 打印技術的歷史及方法 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歷史及方法 162 5. 5. 2 陶瓷熔融沉積加工陶瓷 164 5. 6 陶瓷的分層實體制造技術 166 5. 6. 1 分層實體制造技術的歷史與方法 166 5. 6. 2 分層實體制造加工陶瓷 168 5. 7 激光近凈成型技術TM 169 5. 7. 1 激光近凈成型技術的歷史與方法 169 5. 7. 2 激光近凈成型技術加工陶瓷 171 5. 8 自動注漿成型技術 175
