3D打印技術概論 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹明元 著

圖書標籤:

• 3D打印
• 增材製造
• 快速原型
• 材料科學
• 工程技術
• 數字化製造
• 工業設計
• 新興技術
• 製造工藝
• 技術概論

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111547877

版次：1

商品編碼：11986945

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 職業教育3D打印技術應用專業“十三五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2016-10-01

用紙：膠版紙

頁數：176

內容簡介

　　本書采用瞭模塊化的編寫方式，加入豐富的案列和圖片，結閤職業院校學生學習特點將每個模塊融入課前討論、知識儲備、擴展閱讀、課堂討論、模塊任務、模塊練習等學習環節。本書共七個模塊，模塊1主要介紹3D打印技術的産生和發展、基礎原理和材質；模塊2介紹3D打印的主要流程；模塊3對目前主流的3D打印技術進行剖析；模塊4對目前主要的3D打印機的類型進行介紹並講述瞭機器的維護和保養的方法；模塊5主要介紹3D打印技術目前在各個行業領域的應用；模塊6分析瞭3D打印技術的優劣勢以及未來的發展方嚮；模塊7介紹瞭3D打印行業存在的主要的崗位及其職業能力和素養，為學生畢業後走上就業崗位做好鋪墊。本書可作為該專業基礎教材也可作為相關專業的3D打印基礎學材，教師和學校應該給與足夠的重視並結閤其他相關專業課程有效地進行教學安排。

目錄

前言
模塊1
瞭解3D打印
1
1.1 3D打印的産生與發展 2
1.2 3D打印的原理 8
1.3 3D打印的材質 11
模塊2
3D打印的流程
23
2.1 構建3D模型 24
2.2 打印3D模型 31
2.3 3D模型的後期處理 40
3.1 光固化成型技術（SLA） 52
3.2 選擇性激光燒結技術（SLS） 57
3.3 熔融沉積快速成型技術（FDM）64
3.4 三維打印成型技術（3DP） 72
3.5 薄材疊層製造成型技術（LOM）76
模塊3
3D打印的技術介紹
51
模塊4
認識3D打印機
85
4.1 認識不同種類的3D打印機 86
4.2 3D打印機的基本構造和工作流程 92
4.3 3D打印機的維護與保養方法 97
目錄
5.1 3D打印與工業製造 106
5.2 3D打印與醫療應用 113
5.3 3D打印與建築應用 119
5.4 3D打印與大眾消費 125
5.5 3D打印與教育應用 133
模塊5
3D打印的廣泛應用
105
模塊6
3D打印的發展方嚮
141
6.1 3D打印的優勢 142
6.2 3D打印麵臨的主要問題 146
6.3 3D打印的發展方嚮 150
模塊7
3D打印的就業崗位
157
7.1 3D打印崗位概述 158
7.2 3D打印從業人員的職業素養 170
參考文獻
177

前言/序言

　　前 言　　3D打印技術是一種區彆於傳統製造工藝的先進製造技術，它可以將3D數字模型轉變為真實的實物模型，因此可以幫助人類實現許多設想。因為3D打印個性化服務和數字化製造的技術特點非常契閤我國發展先進製造業的目標和要求，且它可以與物聯網、雲計算、機器人等實現融閤發展，因此迅速成為高端裝備製造行業的關鍵環節。它不僅是“工業4.0”時代的核心技術，也是推進實施“中國製造2025”戰略的重要技術之一。 　　隨著3D打印技術在我國的不斷發展和普及，行業及應用領域對相關人纔的需求也在急劇增長。3D打印技術專業人纔的匱乏也在一定程度上限製瞭3D打印産業的進一步發展。在此背景下華唐集團與國內有代錶性的職業院校閤作進行瞭3D打印增材製造技術係列教材的開發，以滿足全國職業院校培養專業3D打印技術人纔的需求。本書對3D打印技術的基礎原理、行業應用、發展前景、就業崗位進行瞭介紹，為後期深入學習相關核心知識和技能打下基礎，並對未來可以從事的職業領域和崗位進行瞭介紹，以便學生提前為自己的職業發展做齣閤理的規劃。 　　本書采用瞭模塊化的編寫方式，在編寫過程中力求體現趣味性、易學性的特點，加入瞭豐富的案例和圖片，結閤職業院校學生的學習特點，每個模塊都安排有課前討論、知識儲備、擴展閱讀、課堂討論、模塊任務、模塊練習等學習環節，非常適閤職業院校的學生進行探究式學習。本書共分為7個模塊：模塊1主要介紹3D打印技術的産生和發展、基礎原理和主要材質；模塊2通過生動案例展示3D打印的具體操作流程；模塊3剖析瞭目前主流的3D打印技術，包括光固化成型技術（SLA）、選擇性激光燒結技術（SLS）、熔融沉積快速成型技術（FDM）、三維打印成型技術（3DP）和薄材疊層製造成型（LOM）；模塊4介紹瞭目前主要的3D打印機的類型，並講述瞭機器的維護和保養方法；模塊5介紹瞭3D打印技術目前在各個行業領域的應用；模塊6分析瞭3D打印技術的優劣勢以及未來的發展方嚮；模塊7介紹瞭3D打印行業主要崗位及其職業能力要求。 　　本書由國內著名職業教育科研機構華唐教育集團董事長曹明元先生擔任主編，由華唐集團總經理何懷義、上饒職業技術學院院長劉秀峰擔任副主編。參編人員及具體分工如下：中國人民大學王丹博士編寫瞭模塊1，烏審旗職業中學劉鵬編寫瞭模塊2，江西師範高等專科學校鬍玉軍、上饒職業技術學院錢國華編寫瞭模塊3，新餘學院習誌軍編寫瞭模塊4、撫州職業技術學院鬍閻林編寫瞭模塊5、膠州職教中心周慶華編寫瞭6.1節，長沙縣職業中專學校張軍編寫瞭6.2節和6.3節，華堂集團効文穎編寫瞭模塊7。 　　在教學方式上建議學校采用理實一體化教學模式，課程安排在第一學年下學期或者第二學年上學期，學時為70左右。 　　由於編者水平有限，書中難免存在不足之處，懇請讀者批評指正。 　　編 者

《3D打印技術概論》 內容簡介： 《3D打印技術概論》是一本全麵而深入地探討3D打印（又稱增材製造）技術及其在各個領域應用的書籍。本書旨在為讀者構建一個清晰、係統的3D打印知識體係，從基礎原理到前沿發展，從材料選擇到實際操作，全麵揭示這項顛覆性技術的核心魅力與廣闊前景。 第一部分：3D打印技術的核心原理與發展曆程 本書首先將帶領讀者走進3D打印的起源與演變。我們將追溯這項技術的萌芽，從上世紀80年代的早期概念，到如今蓬勃發展的多元化形態，深入剖析其發展脈絡。 從分層製造到精確成型： 核心章節將詳細闡述3D打印的基本原理——“分層製造”。我們將逐一解析最主流的幾種3D打印技術，包括： 熔融沉積成型（FDM/FFF）： 講解熱塑性材料如何通過加熱熔融，再由噴嘴精確擠齣，逐層堆疊成型。我們會深入探討不同噴嘴設計、擠齣速度、層高設置等關鍵參數對最終模型精度的影響。 光固化成型（SLA/DLP/LCD）： 闡述液態光敏樹脂在特定波長紫外光照射下發生化學反應，逐層固化的過程。我們將區分SLA、DLP和LCD技術在光源、投影方式、精度和打印速度上的差異，並解析其各自的優勢與局限。 選擇性激光燒結（SLS）/選擇性激光熔化（SLM）/電子束熔化（EBM）： 重點介紹粉末床熔融技術。SLS利用激光選擇性地燒結聚閤物粉末，而SLM和EBM則針對金屬粉末，通過激光或電子束使其熔化並結閤。本書將詳細分析不同激光功率、掃描策略、粉末粒徑以及支撐結構的重要性，特彆是對於復雜金屬零件的製造。 材料噴射成型（PolyJet/MultiJet）： 解釋通過噴嘴將液態光敏聚閤物逐點噴射到構建平颱上，並立即通過紫外光固化的技術。本書將重點介紹其在多材料打印、高精度原型製作和逼真色彩呈現方麵的獨特優勢。 粘結劑噴射成型（Binder Jetting）： 講解液態粘結劑如何選擇性地噴射到粉末層上，將粉末顆粒粘閤在一起，隨後進行後處理（如燒結或浸滲）以獲得最終的實體部件。我們將探討其在陶瓷、金屬和砂型鑄造領域的應用潛力。 曆史的足跡與未來的展望： 除瞭技術原理，本書還將迴顧3D打印在不同曆史階段的關鍵突破，例如早期原型製造的應用，到如今復雜功能性零件的生産。我們將分析影響技術發展的關鍵因素，如材料科學的進步、軟件算法的優化以及硬件製造能力的提升。 第二部分：3D打印的材料世界 材料是3D打印的基石，本書將全麵探索3D打印所使用的多樣化材料體係。 聚閤物傢族： 熱塑性塑料： 詳細介紹PLA、ABS、PETG、TPU、Nylon等常見3D打印綫材的特性、適用範圍、打印參數和後處理方法。我們將分析其力學性能、耐熱性、耐化學性以及生物相容性，幫助讀者根據具體應用場景選擇最閤適的材料。 光敏樹脂： 深入解析不同類型光敏樹脂的性能差異，包括標準樹脂、工程樹脂（高強度、高韌性、耐高溫）、柔性樹脂、可鑄樹脂和生物相容性樹脂。本書將重點講解這些材料的化學結構、固化機理以及在原型設計、醫療模型和精密部件製造中的獨特價值。 金屬的變革： 金屬粉末： 詳細介紹3D打印金屬所使用的粉末材料，如不銹鋼、鋁閤金、鈦閤金、鎳基閤金等，並分析其粉末粒徑、形狀、流動性等對打印過程和最終性能的影響。 閤金設計與性能調控： 探討如何通過調整金屬閤金成分，實現打印件的特定力學性能、耐腐蝕性或導電性。 陶瓷與復閤材料的崛起： 陶瓷： 介紹陶瓷粉末、漿料等在3D打印中的應用，包括其在高溫耐磨、生物醫學和電子領域的潛力。 復閤材料： 探討碳縴維增強聚閤物、玻璃縴維增強聚閤物等復閤材料在3D打印中的應用，以及其如何結閤瞭基體材料的易加工性和增強材料的高強度。 生物材料與可降解材料： 關注3D打印在生物醫學領域的進展，介紹生物相容性材料、支架材料以及可降解材料在組織工程、藥物遞送和生物醫學器件製造中的應用。 第三部分：3D打印的設計、軟件與工作流程 從三維模型到實體物件，3D打印需要一係列精密的軟件工具和嚴謹的工作流程。 三維建模基礎： 介紹幾種主流的三維建模軟件，如SolidWorks、Fusion 360、Blender、Rhino等，並講解參數化建模、自由麯麵建模、網格編輯等基本概念。 為3D打印而設計（DfAM）： 重點講解3D打印的設計原則，包括如何利用其自由度實現輕量化設計、一體化成型、復雜內部結構設計（如點陣結構、仿生結構），以及避免打印失敗的設計考量（如懸垂結構、支撐結構）。 切片軟件與打印參數： 詳細介紹切片軟件（如Cura、PrusaSlicer、Simplify3D）的功能，包括模型修復、層高、填充密度、打印速度、溫度、支撐生成等關鍵參數的設置。本書將提供針對不同技術和材料的參數優化建議。 後處理工藝： 闡述3D打印完成後所需的各種後處理步驟，如去除支撐、打磨、拋光、熱處理、錶麵塗層、浸滲、組裝等，並探討這些工藝對最終産品性能和外觀的影響。 第四部分：3D打印的應用領域與未來趨勢 3D打印技術正在以前所未有的速度滲透到各個行業，本書將深入探討其廣泛的應用場景，並展望未來的發展方嚮。 製造業的革新： 原型製造： 闡述3D打印如何加速産品迭代，降低原型製作成本，提高設計驗證效率。 工具與模具製造： 介紹3D打印在製造快速模具、夾具、工裝方麵的優勢。 最終零件生産： 重點講解3D打印如何實現小批量、定製化生産，以及在航空航天、汽車、能源等高端製造業中的應用。 醫療健康領域的突破： 定製化植入物與假肢： 詳細介紹如何根據患者個體解剖結構定製骨骼植入物、關節假體、齒科修復體等。 手術規劃模型： 講解3D打印真實比例的解剖模型如何幫助醫生進行術前規劃，提高手術成功率。 藥物遞送與組織工程： 探索3D打印在製造藥物緩釋裝置、生物支架以及再生醫學領域的潛力。 消費品與個性化定製： 探討3D打印在服裝、鞋履、傢居、玩具等領域的個性化定製應用，以及其如何賦能“按需生産”模式。 建築與工程： 介紹3D打印在建築材料、構件製造，甚至整個房屋建造中的應用。 教育與科研： 強調3D打印在STEM教育中的重要作用，以及其在科研領域作為實驗工具和新型材料開發的支持。 未來展望： 材料創新： 預測更先進、功能性更強的3D打印材料的齣現，如形狀記憶閤金、智能材料等。 設備升級： 探討打印速度、精度、尺寸的提升，以及多材料、多工藝集成打印的趨勢。 智能化與自動化： 展望AI在設計優化、參數調控、質量控製等方麵的深度融閤。 工業化規模： 分析3D打印如何從“小作坊”走嚮大規模工業化生産，成為未來製造體係的重要組成部分。 可持續性： 探討3D打印在減少浪費、實現循環經濟方麵的潛力。 《3D打印技術概論》不僅是一本技術手冊，更是一扇開啓未來製造大門的鑰匙。無論您是行業初學者、工程師、設計師、研究人員，還是對前沿科技充滿好奇的讀者，本書都將為您提供寶貴的知識與啓迪，幫助您深入理解這項變革性技術，並預見其無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最深刻感受，是3D打印技術所蘊含的無限可能性和顛覆性力量。它徹底改變瞭我對“製造”的傳統認知，原來一件物品的誕生，可以不再依賴於龐大的生産綫和固定的模具，而是可以通過數字模型和材料的逐層疊加來實現。作者在書中對3D打印的“解構與重構”能力進行瞭淋灕盡緻的展現，從最基礎的材料選擇、打印過程的參數優化，到最終産品的後處理和質量檢測，每一個環節都進行瞭細緻的講解。讓我印象深刻的是，書中關於“個性化製造”和“分布式製造”的討論，這預示著未來生産模式的巨大轉變。想象一下，我們可以根據自己的需求，在傢中或就近的生産點，就能獲得定製化的産品，這無疑會極大地提高生産效率，降低成本，並且減少資源的浪費。書中對3D打印在教育領域的應用，比如讓學生親手設計和製作模型，從而激發他們的創造力和工程思維，更是讓我看到瞭這項技術對下一代教育的深遠影響。這本書讓我意識到，3D打印不僅僅是一種技術，更是一種能夠重塑我們生活、工作乃至思考方式的強大力量。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對科學技術發展史充滿好奇心的業餘愛好者，我一直在尋找能夠係統性梳理新興技術發展脈絡的書籍，而這本關於3D打印技術的著作，恰好滿足瞭我的需求。作者從3D打印的萌芽時期，那些大膽的設想和初步的嘗試開始講起，細緻地勾勒齣瞭這項技術是如何一步步從實驗室走嚮工業化，再到如今的廣泛應用。書中不僅迴顧瞭關鍵的技術突破和代錶性的發明，還深入探討瞭不同技術流派之間的競爭與融閤，例如早期的立體光刻技術如何為後來的其他打印方式奠定瞭基礎，以及粉末床熔融技術如何剋服瞭材料限製等。我特彆欣賞的是書中對3D打印技術發展背後驅動力的分析，包括市場需求、材料科學的進步、以及計算能力的提升等等。這種宏觀視角讓我能夠更好地理解3D打印技術演進的邏輯，以及它與整個科技發展大潮的關係。這本書不僅僅是關於3D打印本身，更像是一部關於創新和技術迭代的生動教材，對於任何想瞭解科技如何塑造未來的讀者來說，都具有極高的啓發意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗可謂是驚喜連連！我原以為會是一本枯燥的技術理論書籍，但作者的寫作風格卻異常生動有趣，仿佛在娓娓道來一個關於“點石成金”的奇妙故事。開篇就用一些引人入勝的案例，比如用3D打印技術“打印”食物，或者“打印”一套完整的房屋，瞬間就抓住瞭我的好奇心。隨著閱讀的深入，作者並沒有迴避技術細節，但他的解釋方式卻非常巧妙，常常會用一些生動的比喻和形象的插圖，將復雜的原理變得通俗易懂。我尤其欣賞的是書中對3D打印技術發展過程中遇到的挑戰以及解決方案的討論，這讓我意識到技術進步並非一蹴而就，而是充滿瞭探索和創新的艱辛。書中對未來3D打印在教育、藝術、甚至是太空探索等領域的應用暢想，更是讓我大開眼界，原來這項技術早已超越瞭工業生産的範疇，正在深刻地影響著我們生活的方方麵麵。這本書讀起來一點都不費力，反而充滿瞭發現的樂趣，讓我對3D打印技術這個曾經有些遙不可及的領域，産生瞭濃厚的興趣和嚮往。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在製造業領域工作瞭多年的技術人員，我一直關注著新興技術的動嚮，而3D打印無疑是近年來最熱門的領域之一。這本書在我看來，更像是一份深入的行業分析報告，它並沒有停留在基礎概念的普及上，而是對3D打印技術在不同行業的實際應用和商業化落地進行瞭深入剖析。作者不僅詳細介紹瞭打印機的種類和工作原理，更重要的是，他通過大量的案例研究，展示瞭3D打印如何解決傳統製造方式難以逾越的難題。例如，在模具製造領域，3D打印如何實現快速原型製作和按需生産，從而大幅縮短産品開發周期；在汽車工業，它如何製造輕質高強的復雜零件，提高燃油經濟性和安全性；在消費品領域，它如何實現高度個性化定製，滿足消費者的獨特需求。書中對供應鏈管理、質量控製以及後處理技術等方麵的探討也十分到位，這對於想要將3D打印技術引入實際生産環節的企業來說，具有極高的參考價值。這本書的價值在於它提供瞭具體的解決方案和可行的路徑，對於希望將3D打印技術轉化為實際生産力的專業人士來說，絕對是不可多得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是打開瞭我對未來製造方式的一扇窗！一直以來，3D打印在我眼中隻是一種神奇但遙不可及的技術，像是科幻電影裏的道具。但讀完這本書，我纔發現它已經如此貼近我們的生活，並且擁有巨大的潛力。作者用一種非常易懂的方式，從3D打印的起源、發展曆程，到各種核心技術原理，比如FDM、SLA、SLS等等，都做瞭詳盡的介紹。我尤其喜歡其中關於不同材料如何被打印成復雜結構的解釋，例如樹脂、金屬粉末、甚至生物材料，這讓我對材料科學和工程製造有瞭全新的認識。書中不僅有理論知識，還穿插瞭大量實際應用的案例，從醫療領域的定製化植入物，到航空航天的輕量化零件，再到日常生活的個性化産品，這些例子讓我真切地感受到瞭3D打印帶來的變革。而且，書中對未來發展趨勢的展望也讓我充滿期待，特彆是關於多材料打印、智能化控製以及可持續性方麵的討論，這絕對是一本能激發你思考和創新的好書，即使你之前對3D打印一無所知，也能從中受益匪淺。