開源3D打印技術原理及應用 [Open Source 3D Printing Technology Theory and Applications] epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　《開源3D打印技術原理及應用》從桌麵開源3D打印技術原理及應用這一角度齣發，全麵闡述瞭開源3D打印技術的發展過程，3D打印技術的基本原理，開源3D打印機軟硬件係統的配置及構成，3D模型的建模方法，實際打印過程中可能遇到的問題及解決方案；以開源3D打印機Rep Rap係列中的Prusa Mende 113為例重點討論瞭3D打印機的硬件構成、固件程序配置、切片軟件的參數選擇及上位機使用方法，同時給齣瞭整機安裝調試的過程對3D打印中的切片算法原理、STL文件格式、G-code代碼的構成等給齣瞭較為深入的分析與說明；對目前市場上存在的開源3D打印軟件産品進行瞭詳細介紹，並給齣瞭使用樣例。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 3D打印的概念
1．2 3D打印的技術流程
1．2．1 實物成型方法概述
1．2．2 自然界的3D打印技術
1．2．3 增材製造技術
1．2．4 3D打印技術分類
1．3 3D打印的原材料
1．4 3D打印與人們的生活
1．4．1 令人驚嘆的服裝
1．4．2 不可思議的食物
1．4．3 異想天開的房屋
1．4．4 瘋狂奔馳的汽車
1．5 3D打印與傳統製造業的比較
1．5．1 更高的靈活性
1．5．2 無限可能的材料來源
1．5．3 更強大的構造能力
1．5．4 綜述
1．6 3D打印技術的發展史
1．7 RepRap的發展史
1．8 開源3D打印技術存在的相關爭議問題

第2章 開源3D打印硬件構成及組裝
2．1 開源3D打印中的Arduino
2．1．1 Arduino的介紹
2．1．2 Arduino係列介紹
2．1．3 常見開源打印機的硬件電路
2，2主流3D打印機控製闆對比
2．2．1 RAMPS係列控製闆
2．2．2 Melzi係列控製闆
2．2．3 Sanguinololu係列控製闆
2．2．4 Printrboard係列控製闆
2．3 桌麵開源3D打印機的分類
2．3．1 開源社區RepRap的介紹
2．3．2 笛卡爾式3D打印機
2．3．3 並聯臂式3D打印機
2．3．4 鏇轉平颱3D打印機
2．4 市麵常見桌麵3D打印機介紹
2．4．1 MakerBot係列
2．4．2 Ultimaker係列
2．4．3 PrusaMendel係列
2．5 RepRap開源硬件及組裝
2．5．1 PrusaMende113材料清單
2．5．2 PrusaMende113的組裝過程
2．5．3 固件的組裝和燒錄
2．5．4 電路闆測試

第3章 3D打印中的切片原理與G-code
3．1 STL文件簡介
3．1．1 ASCII碼格式
3．1．2 二進製格式
3．2 STL格式遵循的規則及常見錯誤
3．2．1 STL模型文件遵循的一般規則
3．2．2 STL模型文件常見的錯誤
3．3 切片算法
3．3．1 基於STL模型的切片算法
3．3．2 基於幾何模型拓撲信息的STL切片算法
3．3．3 基於三角形麵片幾何特徵的STL切片算法
3．4 打印過程
3．4．1 打印係統
3．4．2 上位機部分
3．4．3 固件的定義
3．4．4 通信協議
3．4．5 G-code與G-code翻譯器
3．4．6 G-code處理管道
3．4．7 G-code代碼的讀取過程

第4章 常用3D打印軟件
4．1 模型的轉換與修補
4．1．1 將其他格式轉換成STL文件格式
4．1．2 利用NetfabbBasic對模型進行修補
4．2 切片
4．2．1 模型預覽與修改
4．2．2 模型調整
4．2．3 切片設置
4．2．4 高級設置
4．3 上位機軟件的作用及定義
4．4 打印機的配置
4．4．1 單位設置
4．4．2 模型文件的導入
4．4．3 模型的瀏覽
4．4．4 模型放置
4．4．5 選擇和移動模型
4．5 設置切片軟件
4．6 手動控製
4．7 G-code編輯器
4．7．1 編輯器的元素
4．7．2 G-code起始代碼與結束代碼
4．7．3 中止／暫停任務後繼續運行
4．8 使用Repetier過程中常見問題
4．8．1 打印機的連接問題
4．8．2 上位機在啓動開始的時候崩潰
4．8．3 上位機設置

第5章 3D打印模型網站與軟件建模
5．1 3D打印模型網站
5．1．1 Thingiverse
5．1．2 YournagiIle
5．1．3 Myminifactory
5．1．4 打印虎
5．1．5 523DP
5．2 STL文件模型建模
5．2．1 參數化建模軟件
5．2．2 CG建模軟件
5．3 構建模型實例

第6章 3D打印技巧雜項說明
6．1 打印機平颱的校準
6．1．1 校準前準備工作
6．1．2 校準步進電機
6．1．3 擠齣頭和熱床的相對位置粗調
6．1．4 擠齣頭的水平調節
6．1．5 擠齣頭和熱床的相對位置細調與熱床的調平
6．1．6 打印測試3D模型
6．2 3D打印機的保養與維護
6．2．1 開機前的檢查
6．2．2 打印過程中的檢查
6．2．3 打印完成後的維護
6．3 絲料無法附著在熱床上
6．4 模型錯位及産生的原因
6．5 3D打印作品拋光
6．5．1 ABS材料作品的拋光
6．5．2 PLA材料作品的拋光
6．6 3D打印材料的選擇
6．6．1 ABS材料
6．6．2 PLA材料
6．7 3D模型的分解

附錄 G-code代碼含義注解
參考文獻

前言/序言

　　作為一門新興的生産技術，3D打印正在逐漸進入公眾的視野，並改變著人類的生活。3D打印是一種以數字模型為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。與傳統的製造業相比，3D打印技術能夠更加高效地構建齣具有復雜結構的物體，並且更加節約原材料。
　　隨著RepRap等開源項目的快速發展，桌麵開源3D打印機的價格也越來越低，相應的開源軟件及配套服務也日趨完善，3D打印的技術市場正在以極快的速度增長，越來越多的3D打印機開始進入普通傢庭。對3D打印技術發展具有重大促進作用的開源3D打印項目RepRap最早源於英國，它是世界上第1颱多功能、能自我復製的機器，也是一種能夠打印塑料實物的3D打印機，目前該技術發展主要集中在國外的幾個發達國傢，相應的中文介紹開源3D打印技術的書籍還比較少。另外，開源3D打印技術的中文書籍側重點主要集中在已有的應用上，而對於開源3D打印軟件的使用和開源3D打印硬件的組裝及實際打印過程的介紹則更少。
　　針對上述問題，本書以開源3D打印技術為切入點，深入淺齣地介紹瞭3D打印的基本原理，開源軟硬件係統的配置及構成，3D模型的構建方法以及實際打印過程中可能遇到的問題，幫助讀者快速梳理齣一個關於3D打印技術的清晰概念。
　　和其他同類書籍相比，本書更加側重於介紹桌麵開源3D打印技術的發展，並從實際應用齣發介紹3D打印技術中包含的成型原理。第1章為3D打印技術的緒論，為讀者深入瞭解3D打印技術作鋪墊，這些技術包括3D打印技術的概念，3D打印技術的技術分類，3D打印材料範疇，以及3D打印技術與傳統製造業相比的優勢與不足，最後以3D打印技術的發展曆史為結尾迴顧其發展過程。第2章介紹瞭桌麵開源3D打印技術，以Arduino為切入點，介紹其對開源3D打印技術發展的貢獻，隨後引入其他常用的打印機控製闆。在控製闆介紹之後，本書還穿插進瞭現在市場上流行的幾種3D打印機類型及3D打印機品牌，最後以PrusaMende113的組裝實例為結尾幫助讀者從硬件上瞭解3D打印機的相關知識。第3章著重介紹瞭3D打印技術中常用的文件格式-STL文件格式，詳細講述瞭文件規則，以及生成過程中的常見錯誤，引入瞭比較流行的幾種STL文件分層（切片）處理的算法，為後麵章節理解切片軟件及上位機軟件提供基礎支撐。在這之後，本書還簡單介紹瞭在工作時3D打印機開源軟件的應用以及開源軟件和開源硬件通信的過程，以及打印機固件翻譯G-code代碼的管道式處理過程，同時在附錄裏給齣瞭常用的G-code代碼及含義，方便讀者查閱。第4章為開源3D打印技術的應用，從開源桌麵3D打印技術軟件的實際應用齣發，介紹瞭模型的修補與轉換的實際操作，切片軟件的實際操作及切片軟件的實際配置參數。隨後詳細介紹瞭功能強大的Repetier-Host的使用以及其中許多功能，包括內嵌的切片軟件使用、Repetier手動的參數控製功能、G-code代碼的編輯與插入功能等。第5章介紹瞭目前比較流行的3D模型網站，以及常見的建模軟件，最後以SketchUp和3dsMax為例講解瞭字牌的製作過程。第6章匯總瞭開源桌麵3D打印機在使用過程經常齣現的問題以及解決辦法，最後簡單講解瞭打印材料的選擇以及後續模型的拋光問題，最後討論瞭3D打印技術還沒有很好解決的大型模型快速有效分割的問題，並以普林斯頓大學與中國科技大學提齣的兩種模型分解算法進行瞭說明。
　　本書適用於想要理解或學習3D打印技術的朋友，同時也可作為相關領域研究人員和參考資料。參與本書編寫與校稿的有餘迪、寜力、熊丹丘、李迪、彭曼、李欣羽、黃業輝等同學，在編寫過程中還得到瞭國防工業齣版社責任編輯的大力幫助，在此對這些編著者錶示深深的謝意。同時感謝傢人的大力支持和理解！

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