本书系统地阐述了目前3D打印技术的发展情况及其具体应用，主要涵盖了聚合物、复合材料、金属、陶瓷、生物材料等方面的新技术，以及其在工业、航空、电子技术、材料、医学和教育等领域的应用，结构层次分明，内容详实丰富。希望读者能够通过本书了解、学习到一些有助于自己学习、研究和工作的3D打印知识，同时希望通过本书提供的一些实例给读者带来思路的启发。
来自美国、德国等国家10余家科研机构和公司24位3D打印行业专家的倾力之作囊括了聚合物、复合材料、金属、陶瓷、生物材料等多种先进材料的3D打印技术介绍了3D打印技术在工业、航天、电子、材料、医学和教育等领域的实际应用
编著者主编简介译者序前言第1 章 3D 打印与工程全球化 1 1. 1 引言 1 1. 2 3D 打印的历史 2 1. 2. 1 3D 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. 4 3D 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. 4 3D 打印: 无法比拟的工艺典范 7 1. 4. 1 3D 打印技术的现状及其概念 7 1. 4. 2 3D 打印技术的优点: 随心所欲地设计 7 1. 4. 3 3D 打印技术的优点: 在制造业中的多功能性 8 1. 4. 4 3D 打印技术的优点: 可增强材料的性能 8 1. 4. 5 3D 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. 4 3D 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. 6 3D 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. 1 CAD 文件 111 4. 3. 2 STL 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. 6 Ti6Al4V 122 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. 1 Netfabb 软件设计格子结构 126 4. 9. 2 Within Enhance 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ChessRotLx 136 4. 10. 5 基本曝光类型Contours 136 4. 10. 6 基本曝光类型SkinCore 137 4. 10. 7 基本曝光类型SLI-HatchLx 138 4. 10. 8 基本曝光类型UpDownStripesAdaptiveLx 138 4. 10. 9 基本曝光类型UpDownStripesAdaptiveRotLx 138 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TM 169 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
