3D設計與3D打印 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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楊偉群 著

圖書標籤:

• 3D設計
• 3D打印
• 數字建模
• 快速原型
• 工業設計
• 製造
• CAD
• CAM
• 創客
• DIY

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302392545

版次：1

商品編碼：11682319

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： STEM教育培訓係列

開本：16開

齣版時間：2015-04-01

用紙：膠版紙

頁數：271

編輯推薦

什麼是3D打印技術？3D打印技術如何改變我們明天的工作和生活？如何利用3D打印機實現你的設計創意？我們如何利用互聯網和3D打印機結閤創業？

這就是本書要告訴廣大讀者的。

本教材是和國傢有關部委閤作開展全國性3D打印技術師資培訓活動的主教材，同時也可以作為各類學校的創新設計、職業培訓、勞動技術或通用技術課程的實訓教材以及各類企、事業教育培訓機構的3D打印技術推廣應用培訓教材。

內容簡介

　　近年來隨著消費型桌麵3D打印機及其耗材成本持續下降，桌麵3D打印機開始進入學校和普通傢庭。桌麵3D打印機屬於智力設計創作工具，要求用戶具有一定的技術和設計素養，尤其需要具有3D建模、3D掃描、手工製作方麵的動腦與動手能力。本書全麵介紹桌麵型3D打印技術的原理、方法和應用案例，強調利用3D打印技術解決日常生活和教學中的問題，是一本基於項目案例的培訓教材。《3D設計與3D打印》案例均取材於日常生活，全部項目均經過實際打印驗證。
　　《3D設計與3D打印》是和國傢有關部委閤作開展全國性3D打印技術師資培訓活動的主教材，同時也可以作為各類學校的創新設計、職業培訓、勞動技術或通用技術課程的實訓教材以及各類企、事業教育培訓機構的3D打印技術推廣應用培訓教材。

前言/序言

近年來3D打印技術被媒體持續熱炒並引起社會廣泛關注。其實3D打印並不是全新的技術，它源於20世紀80年代工具、模具製造領域的快速成型技術(Rapid Prototyping)，隨著製造技術的進步，快速成型設備能做到小型化放在辦公桌麵上使用，其操作並不比傳統的紙張打印機復雜多少，所以從通俗易懂及易於嚮社會推廣的角度齣發，美國人率先提齣瞭“3D打印機”這一新商品名稱並在短短幾年間迅速傳遍全球。

我國是製造業大國，3D打印技術有著巨大的市場需求和應用前景，但中國的國情和美國不同，中國還沒有形成桌麵型3D打印機的商業化應用模式，作者看到許多人是憑著熱情和好奇在用3D打印機。應用3D打印的消費環境還沒有建立起來，其中最重要的原因是3D打印機是一種智力型創作工具，需要用戶具有一定的技術和設計素養。從普遍性來講，中國民眾包括眾多沉浸在應試教育的中小學老師設計和技術素養遠遠比不上歐美民眾，所以，要想普及3D打印並讓非專業民眾嘗到技術設計與創作的樂趣，開展3D設計和3D打印的普及性培訓是當務之急。為此筆者利用自身的經驗和能力，在北京、廣州等地嘗試舉辦瞭多期麵嚮非專業公眾的3D打印體驗和培訓班，發現桌麵型3D打印機在教育行業有很好的應用前景，在有關專業廠商支持下，決定編著一本能夠幫助人們理解、操作3D打印的實用培訓教材，其讀者對象主要是中小學教師、職業院校教師和已經購買或將要購買3D打印機的普通市民。本書的寫作目的和特點可以用三個“麵嚮”來歸納。

(1) 麵嚮日常生活，提倡興趣驅動學習

國內的大部分科技競賽和技能大賽陷入功利性怪圈，常常和升學條件和個人名利掛鈎，它剝奪瞭許多孩子個性張揚和自由學習的權利。本書盡量做到把“好玩、有趣、實用”的元素引入生活與學習，並強調利用3D打印機解決身邊的實際生活問題。

(2) 麵嚮基礎和職教領域師資的新技術培訓

我國基礎教育師資大部分來自師範院校，教師工程技術素養和動手能力不足，本書的許多案例可以幫助從事數學、物理、信息、藝術、勞動技術或通用技術等課程教師利用3D打印技術改良教育技術和升級教學內容。

職業教育在中國經濟發展和産業轉型中扮演著重要角色，但整個社會普遍都“崇拜學曆、輕視技能”，在企業和公司，技能型人纔職業上升空間有限，而設計素養和創新能力是提升職業地位的重要砝碼。本書的許多案例可以作為職業院校學生進行産品創意設計訓練的課題，並已在全國性師資培訓中得到驗證。

(3) 麵嚮國際STEM課程項目推廣

許多學校把課程分得過多、過細，導緻學習負擔重、知識綜閤應用能力弱，而以美英為首的西方教育體係正在實施STEM教育計劃——即把科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、數學(Maths)高度融閤形成“一鍋燴”的模塊化課程，從美國總統、大學校長到工業領袖都寄希望於STEM計劃能使本國理工教育和人力資源在21世紀繼續保持全球領先的地位。本教材介紹的F1 in Schools和4×4 Racing是國際STEM課程項目，也是和3D打印密切相關的教育項目。

本教材將用於和國傢有關部委閤作開展全國性3D打印技術師資培訓項目，也適用於各類學校的創新設計、勞動技術或通用技術課程的教學以及各類企事業單位的3D打印技術培訓課程，主要內容安排如下：

第1~5章為3D打印技術綜述，3D建模理論與技能，3D掃描測量原理及打印數據處理技術，打印機使用操作。

第6章為3D設計與打印課題，分中級(6.1~6.4)和高級(6.5~6.10)，主要為3D打印培訓和學校的課程開發提供項目素材。

第7章為STEM課程開發項目，介紹F1 in Schools和4×4 Racing項目的教學內容與實施。

讀者可以選擇性地完成第6章的練習案例，體會一下3D打印的樂趣和魅力。由於本書的版麵有限，有些案例內容寫得不詳細，將來作者會逐步把有關補充內容上傳到微小網(www.vx.com)網站，書中涉及的3D打印數據文件和軟硬件操作的PDF文檔全部嚮購書讀者開放並將持續更新，讀者將能從微小網上下載模型、視頻、照片、工程圖文檔等詳細數據，便於盡快掌握3D打印知識和技能。

最後，作者特彆鳴謝下列單位和人士：

泰西（北京）精密技術有限公司、北京數碼大方軟件有限公司、北京太爾時代科技有限公司、北京天極力達技術開發有限責任公司、廣州中望龍騰軟件股份有限公司，它們提供瞭贊助和技術支持。另外，本書還得到瞭北京航空航天大學、世界技能大賽(Worldskills)中國機械設計CAD項目集訓基地(廣州市工貿技師學院)、北京瑞謙廣源科技有限公司的支持。

上述單位的許彥龍、謝小星、蘆賀平、拾禕春、金鵬、何珊珊、孫宏波、楊冠煜、黃奕、靳永衛、王勵揚、王超等工程師和教師們在3D建模、圖紙編輯、小電路製作、打印驗證等方麵提供瞭技術支持工作。沒有上述單位資助和個人的支持，就不可能在9個月內完成寫作，作者在此深錶感激。

由於本人知識水平和技術能力有限，書中如有錯誤之處敬請讀者不吝指正。

楊偉群

2014年11月

現代建築設計中的可持續性實踐與創新材料應用 圖書簡介 本書深入探討瞭當代建築設計領域中至關重要的兩大核心議題：可持續性實踐的深化與創新材料的引入與應用。在全球氣候變化與資源日益緊張的背景下，建築行業正經曆一場深刻的範式轉變，要求設計師和工程師必須超越傳統的審美與功能考量，將生態責任、能源效率和社會福祉融入設計的每一個環節。 第一部分：可持續性設計的理論基石與前沿策略 本部分係統梳理瞭可持續性建築設計的理論演進，從早期的綠色建築概念到如今強調全生命周期評估（LCA）的綜閤性方法。我們首先界定瞭“淨零能耗建築”（NZEB）和“正能量建築”（PEC）的關鍵技術指標和實現路徑。這不僅僅是關於安裝太陽能電池闆，更涉及對場地微氣候的精細化分析、被動式設計策略（如優化建築朝嚮、自然通風組織、熱質量管理）的深度應用。 氣候響應性設計： 詳細分析瞭不同氣候帶（寒冷、溫帶、炎熱乾燥、炎熱潮濕）下，建築圍護結構的熱工性能優化方案。內容涵蓋瞭高性能隔熱材料的選擇標準、熱橋效應的消除技術，以及智能化遮陽係統與動態外牆的應用，以最大限度地減少供暖和製冷負荷。我們著重探討瞭城市熱島效應（UHI）在建築設計中的應對措施，包括屋頂綠化、透水鋪裝以及高反射率錶麵的策略性使用。 水資源管理與循環經濟： 探討瞭建築用水效率的提升，包括雨水收集與中水迴用係統的集成設計。內容涉及灰水處理技術的最新進展、節水器具的性能評估，以及景觀設計中對本土耐旱植物的選擇與應用，以構建低維護、高節水的場地環境。同時，我們引入瞭建築廢棄物最小化和材料循環利用的“搖籃到搖籃”（C2C）設計理念，分析瞭建築部件的拆解性設計（Design for Disassembly, DfD）在未來城市更新中的重要作用。 室內環境質量（IEQ）的提升： 可持續性不僅關乎外部能耗，更關乎居住者的健康。本章聚焦於保證室內空氣質量（IAQ）、熱舒適度、聲學性能和視覺健康的方法。內容包括低揮發性有機化閤物（Low-VOC）材料的篩選標準、新風係統（特彆是帶有熱迴收功能的新風係統）的設計優化，以及如何通過自然采光最大化地減少人工照明依賴，同時避免眩光。 第二部分：創新材料在高性能建築中的應用 建築材料是實現可持續目標的關鍵載體。本部分摒棄瞭對傳統材料的常規介紹，轉而聚焦於那些在力學性能、環境影響和功能集成方麵具有突破性的新型材料。 高性能結構材料： 重點分析瞭交叉層積木材（CLT）作為替代傳統鋼筋混凝土在多層建築中的應用潛力。內容涵蓋瞭CLT的防火性能、抗震性能測試數據，以及其固有的碳固存優勢。此外，還探討瞭超高性能混凝土（UHPC）在減輕結構自重、實現復雜結構造型方麵的應用，以及再生骨料混凝土（RAC）的性能提升技術。 智能與自適應材料： 深入研究瞭能夠對環境刺激做齣反應的材料係統。例如，相變材料（PCM）在牆體或樓闆中的集成應用，用以平滑室內溫度波動；電緻變色玻璃（Electrochromic Glass）如何實現動態的光熱控製，取代傳統的物理遮陽構件；以及自修復材料（Self-Healing Materials）在延長建築壽命、減少維護需求方麵的最新研究成果。 生物基與低碳足跡材料： 評估瞭新興的生物基建築材料的性能與可持續性潛力。這包括但不限於竹材的工程化應用、菌絲體材料（Mycelium Composites）在非承重隔斷和保溫領域的試驗性應用，以及稻殼、麻縴維等農業廢棄物作為輕質或復閤材料填料的工藝流程。對於每種材料，我們都提供瞭其從原材料采集到最終廢棄的完整生命周期碳排放數據對比分析。 先進圍護係統與集成技術： 探討瞭建築外立麵作為能源轉換界麵的角色。內容詳述瞭光伏一體化建築（BIPV）的最新美學設計與發電效率的提升，特彆是柔性光伏材料在麯麵建築上的應用。此外，還介紹瞭氣凝膠（Aerogel）在超薄高效保溫層中的應用，以及真空隔熱門闆（VIP）在空間極其受限情況下的熱工解決方案。 第三部分：數字化工具與設計流程的集成 實現復雜的可持續性目標需要高度精確的模擬和集成化的工作流程。本部分強調瞭數字化工具在評估和優化設計決策中的核心作用。 建築信息模型（BIM）在可持續性分析中的深化應用： 闡述瞭如何利用BIM模型進行多維度的性能模擬。重點介紹瞭能源模擬插件（如Ladybug Tools for Grasshopper/Rhino、IES-VE）在早期設計階段對日照分析、陰影計算、能耗預測和CFD（計算流體力學）模擬的集成操作。討論瞭如何將材料的LCA數據直接嵌入到BIM對象屬性中，實現設計過程中的碳預算管理。 性能導嚮的設計（Performance-Driven Design）： 介紹瞭參數化設計方法如何幫助設計師探索龐大的設計空間，以找到在多目標優化下（如最小化能耗、最大化采光、最小化材料成本）的最優解。通過實例展示瞭復雜幾何形態如何通過算法優化來同時滿足氣動效率和采光需求。 項目實施與後評估： 討論瞭從設計藍圖到實際建造過程中，如何通過施工階段的質量控製確保可持續性目標得以實現。此外，強調瞭“建築性能驗證”的重要性，即利用傳感器網絡和實時監測係統，對比實際運行數據與設計模擬數據，為未來項目的迭代優化提供真實反饋。 本書麵嚮建築學、土木工程、環境科學及城市規劃等領域的專業人士、研究人員及高年級學生，旨在提供一套前瞻性、技術性強且具有高度可操作性的現代建築設計方法論。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖文搭配策略簡直是一場災難。理論性的文字段落占據瞭幾乎全部篇幅，而那些原本應該用來輔助理解復雜結構或操作步驟的插圖，要麼數量稀少，要麼質量極差。很多關鍵的流程圖，比如“支撐結構的最佳生成邏輯”或者“復雜零件的內部填充模式比較”，都隻是用極其簡化的綫條勾勒齣來，根本無法看清細節。更令人抓狂的是，許多地方的文字描述與圖片標注係統完全脫節。比如，當作者提到“請參考圖3.5中所示的溫度梯度麯綫”時，我翻遍瞭整個章節，發現根本沒有一個標注為3.5的圖錶，或者隻有一個模糊不清的黑白灰度圖，上麵密密麻麻的麯綫根本無法分辨。這種設計上的粗心，極大地降低瞭閱讀效率。對於技術類書籍而言，清晰直觀的視覺輔助是至關重要的，這本書卻似乎完全忽視瞭這一點，使得那些原本可以輕鬆理解的概念，也需要反復閱讀和猜測纔能勉強領會。

評分☆☆☆☆☆

我被這本書中那股濃厚的曆史懷舊氣息所吸引。作者似乎對現代的快速成型技術興趣不大，反而對早期快速原型製造（RPM）的曆史非常著迷。書中花費瞭大量的篇幅來追溯SLA技術誕生初期，那些先驅者們如何在簡陋的實驗室條件下進行艱苦卓絕的探索。讀到那些關於早期設備笨重、樹脂不穩定、打印速度極其緩慢的描述時，我仿佛置身於上世紀八十年代的研發現場。這種敘事手法極具文學色彩，充滿瞭對技術先驅的敬意。然而，這種對“過去”的執著，使得對“現在”的介紹顯得蒼白無力。比如，對於當前市場上主流的MJF或Binder Jetting技術，書中提及的篇幅加起來可能還不如介紹某位十九世紀機械學傢的生平時長。作為一名希望瞭解最新行業動態的讀者，我更關心的是這些新技術如何解決瞭老技術在精度、速度和材料多樣性上的瓶頸，以及它們在哪些垂直領域正在引發顛覆。這本書更像是一本獻給技術史愛好者的紀念冊，而不是一本麵嚮未來趨勢的指南手冊。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的總體感覺是“廣而不深，空泛且遙遠”。作者試圖涵蓋“3D設計”和“3D打印”的每一個角落，從CAD建模的基礎知識講到全球供應鏈對增材製造的影響，從人體植入物的設計標準談到太空探索中的零件製造需求。這種“大而全”的企圖心，最終導緻瞭每一項具體技能的講解都蜻蜓點水，缺乏實操性。比如，在設計部分，它泛泛而談瞭參數化設計的好處，卻沒有給齣一個具體的軟件操作案例（比如如何用Grasshopper或Fusion 360實現一個特定功能）；在打印部分，它描述瞭不同材料的力學性能差異，但對於如何根據這些性能差異來調整層厚和填充率卻沒有給齣任何量化的建議或經驗法則。讀完後，我感覺自己腦子裏塞滿瞭各種名詞和概念的碎片，但卻找不到一條將它們串聯起來形成有效行動路徑的綫索。它更像是一份行業白皮書的初稿，列舉瞭許多值得關注的方嚮，卻遲遲沒有深入到任何一個方嚮進行建設性的指導。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常吸引人，那種金屬質感和幾何圖形的碰撞，立刻讓人聯想到精密製造和無限創意的可能性。我帶著對未來製造技術的好奇心翻開瞭第一頁，期待能有一場關於如何將數字藍圖轉化為實體物件的奇妙旅程。然而，這本書更多地將筆墨聚焦在瞭理論性的探討上，比如材料科學的宏觀發展史，以及不同製造工藝在工業革命中的角色演變。對於一個渴望快速上手操作，想知道如何使用軟件建模、如何調整切片參數的實踐者來說，這種過於學術化的敘述方式顯得有些晦澀難懂。我花瞭很多時間試圖在那些長篇纍牘的關於高分子聚閤物穩定性的章節中，尋找哪怕一絲關於FDM打印機噴嘴維護的實用技巧，但收獲甚微。它更像是一本麵嚮工程學研究生的教科書，而非麵嚮創客或中小企業技術人員的指南。那些關於“增材製造的哲學意義”的討論，雖然深刻，卻無法解決我手上那颱打印機偶爾齣現的層錯位問題。我需要的不僅僅是“為什麼”要3D打印，更迫切地需要“怎樣”纔能打印齣一個完美的作品。總體而言，它更像是一部關於“製造的可能性”的史詩，而非“如何實現製造”的說明書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排給我帶來瞭一種強烈的割裂感。章節之間的過渡非常突兀，仿佛是把幾篇獨立的學術論文強行拼湊在瞭一起。前半部分花瞭大量的篇幅去闡述光學原理在光固化成型中的應用，探討瞭不同波長激光對樹脂固化深度的影響麯綫，這部分內容詳實到幾乎可以作為大學物理選修課的講義。讀起來需要高度集中精神，生怕漏掉某個關鍵的數學公式。然而，當我翻到講述後處理工藝的章節時，內容卻突然變得非常概括和粗略。比如，關於清洗和二次固化，作者僅僅用瞭寥寥數語提及瞭溶劑的選擇和時間控製，完全沒有深入到實際操作中常見的陷阱——比如如何判斷零件是否清洗徹底，或者不同材料對UV光照射強度的敏感性差異。這種厚此薄彼的處理方式讓我感到睏惑，似乎作者更熱衷於討論那些高深的物理基礎，而對實際操作層麵那些決定最終成品質量的“髒活纍活”不屑一顧。我原本指望這本書能提供一個從建模到成品的全流程可視化指南，結果卻得到瞭一半是理論的海洋，一半是實踐的沙漠。

評分☆☆☆☆☆

不錯不錯

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好評！！！！！！！！

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寫的還不錯，簡單明瞭

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好

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還沒看

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好評

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很好看懂

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好評

評分☆☆☆☆☆

近年來隨著消費型桌麵3D打印機及其耗材成本持續下降，桌麵3D打印機開始進入學校和普通傢庭。桌麵3D打印機屬於智力設計創作工具，要求用戶具有一定的技術和設計素養，尤其需要具有3D建模、3D掃描、手工製作方麵的動腦與動手能力。本書全麵介紹桌麵型3D打印技術的原理、方法和應用案例，強調利用3D打印技術解決日常生活和教學中的問題，是一本基於項目案例的培訓教材。《3D設計與3D打印》案例均取材於日常生活，全部項目均經過實際打印驗證。從專業技術的角度對 3D打印的原理、結構和工藝方法做瞭詳細介紹，包括 10多種典型成型工藝的優劣分析和比較，手把手、從無到有地組裝一颱 3D打印機等。 3D智能數字化是 3D打印的基礎和關鍵，涉及 3D計算機圖形學、計算機視覺、模式識彆、機器學習等領域。本書以通俗易懂、娓娓道來的方式對它們進行瞭詳細講解。