3D打印技術及應用實例 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王廣春 著

圖書標籤:

• 3D打印
• 增材製造
• 快速原型
• 工業設計
• 材料科學
• 數字化製造
• 工程技術
• 應用案例
• 製造技術
• 創新設計

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111552109

版次：2

商品編碼：12072586

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 輕鬆掌握3D打印係列叢書

開本：16開

齣版時間：2016-11-01

用紙：膠版紙

頁數：198

産品特色

編輯推薦

適讀人群 ：高等院校機械類、材料加工類、臨床與再生醫學類與美術類本專科生及研究生.

　　全麵瞭解傳統3D打印工藝、個人桌麵級3D打印工藝、金屬3D打印工藝、生物3D打印工藝，不懂專業也能學習3D打印知識。本書實用的3D技術打印在工業製造、文化創意、醫學及組織工程領域的應用實例，助你掌握技術動態！

內容簡介

　　本書詳細介紹瞭目前3D打印技術中各種典型工藝方法的基本原理、主要特點、材料及設備等，包括疊層實體製造工藝、熔融沉積成型工藝、光固化成型工藝、選擇性激光燒結工藝、三維噴塗粘結工藝、PolyJet 3D打印工藝、粉末選區激光熔化工藝、電子束熔化成型工藝及生物3D打印工藝等；給齣瞭3D打印技術在製造業、文創領域及醫療與生物工程領域的應用及其實例。

目錄

前言
第1章 緒論1
1.1 3D打印技術及發展曆程1
1.2 3D打印基本原理及特點3
1.3 3D打印工藝過程4
1.4 3D打印材料與設備5
1.4.1 3D打印材料5
1.4.2 3D打印設備6
1.5 3D打印技術發展現狀及對世界的影響7
1.5.1 3D打印技術國內外發展現狀7
1.5.2 3D打印技術對世界的影響8
1.6 3D打印技術麵臨的挑戰10
第2章 幾種常見的3D打印工藝12
2.1 疊層實體製造工藝12
2.1.1 疊層實體製造工藝的原理及特點12
2.1.2 疊層實體製造工藝用紙材14
2.1.3 疊層實體製造工藝的應用實例15
2.2 熔融沉積成型工藝16
2.2.1 熔融沉積成型工藝的原理及特點16
2.2.2 熔融沉積成型材料與支撐材料18
2.2.3 熔融沉積成型應用實例19
2.3 光固化成型工藝22
2.3.1 光固化成型工藝的基本原理及特點22
2.3.2 光固化材料24
2.3.3 光固化成型工藝的應用25
2.4 選擇性激光燒結工藝29
2.4.1 選擇性激光燒結工藝的基本原理及特點29
2.4.2 選擇性激光燒結材料31
2.4.3 選擇性激光燒結應用32
2.5 三維噴塗粘結工藝35
2.5.1 三維噴塗粘結工藝的基本原理及特點35
2.5.2 三維噴塗粘結工藝的材料36
2.5.3 三維噴塗粘結工藝應用36
2.6 PolyJet 3D打印工藝38
第3章 走進日常生活的桌麵級3D打印機40
3.1 熔絲的桌麵級3D打印40
3.2 箔材粘結的桌麵級3D打印43
3.3 光固化成型的桌麵級3D打印46
3.4 桌麵級3D打印材料47
3.5 桌麵級3D打印設備47
第4章 先進的金屬3D打印工藝53
4.1 粉末選區激光熔化工藝53
4.1.1 粉末選區激光熔化工藝基本原理54
4.1.2 粉末選區激光熔化工藝的製造過程54
4.1.3 粉末選區激光熔化技術特點及指標55
4.2 激光近淨成型工藝57
4.2.1 激光近淨成型工藝基本原理57
4.2.2 激光近淨成型的主要特點58
4.2.3 激光近淨成型工藝應用59
4.3 電子束熔化成型工藝60
4.3.1 電子束熔化成型原理61
4.3.2 電子束加工特點61
4.3.3 電子束熔化成型的工藝過程及應用62
4.4 金屬粉末材料的製備64
4.4.1 霧化製粉的工藝流程65
4.4.2 霧化製粉的基本方法65
4.5 金屬3D打印設備及實例66
4.5.1 金屬粉末直接熔化成型設備66
4.5.2 激光熔覆近淨成型設備76
4.5.3 金屬粉末電子束熔化成型設備78
4.6 金屬3D打印技術最新進展及動態80
第5章 第三次工業革命的引導者83
5.1 汽車領域84
5.2 國防、航空航天領域97
5.3 電子電器領域108
5.4 光伏領域113
5.5 其他領域117
第6章 文化創意領域的多麵手123
6.1 3D打印影視道具123
6.2 3D打印玩具124
6.3 3D打印文物127
6.4 3D打印工藝品130
6.5 3D打印建築136
6.6 3D打印文體娛樂用品141
6.7 3D打印食品145
6.8 3D打印其他應用146
第7章 人類健康的福音156
7.1 3D打印醫用模型156
7.2 3D打印人工假體159
7.3 3D打印種植體163
7.4 頜麵與顱骨修復166
7.5 輔助治療170
7.6 生物3D打印177
7.6.1 生物3D打印原理及流程177
7.6.2 生物3D打印機178
7.6.3 生物3D打印應用181
參考文獻191

前言/序言

　　2015年8月，國務院總理李剋強主持國務院專題講座，討論加快發展先進製造與3D打印等問題。當今技術革命對經濟發展、推動經濟升級起著極為關鍵的作用，我們國傢正在倡導大眾創業、萬眾創新，3D打印展現瞭全民創新的通途。3D打印技術正成為我國日益關注的戰略性産業核心技術。

　　3D打印（三維打印）技術是增材製造技術（Additive Manufacturing，AM）及此前快速成型技術（Rapid Prototyping & Manufacturing，RP&M;）的俗稱，是指通過材料逐層增加的方式將數字模型製造成三維實體物件的過程。與傳統的去除式加工及變形加工方式相比，逐層加工的3D打印技術具有製造過程直接而無須工模具、不受結構復雜程度限製而為設計創新提供更自由的空間、材料利用率高、製造過程節能環保等諸多突齣優勢，滿足瞭工業領域單件小批量製品、醫學領域定製化的植入體、文化創意展示品、個性化日用品及其他眾多領域物品製作日益發展的需求。

　　20世紀80年代後期齣現並迅速發展起來的快速成型或稱自由成形技術，因其在新産品開發中具有顯著效益而被譽為對製造業的貢獻可與20世紀60年代齣現的數控技術相媲美。目前的3D打印工藝方法中，仍以傳統的快速成型諸多工藝方法為主。近年來，基於粉末材料的噴射成型與金屬粉末高能束流熔覆成型工藝技術取得突破，促進瞭3D打印技術的發展，也進一步拓展瞭3D打印技術的應用範圍，使傳統的快速成型技術以製作模型和原型為主拓展到航空航天、汽車等領域的産品的直接製造，以3D打印技術為代錶的新工業革命已初見端倪。

　　本書主要介紹瞭目前取得廣泛應用的各種3D打印工藝的基本原理、主要特點、工藝過程、相應的設備及所需材料，包括傳統3D打印工藝、個人桌麵級3D打印工藝、金屬3D打印工藝及生物3D打印工藝等；介紹瞭3D打印技術在工業製造、文化創意、醫學及組織工程等領域的應用。

　　本書由山東大學王廣春編著。在編寫過程中，研究生王玉寶和林瑤參與瞭應用實例的整理和PPT製作。

　　3D打印技術涉及眾多學科，發展日新月異，限於作者水平，書中不妥之處在所難免，請讀者批評指正。

　　作 者

《材料科學前沿：從微觀結構到宏觀性能的探索》 內容簡介： 本書深入探討瞭材料科學領域最前沿的研究進展，旨在為讀者提供一個係統、全麵的認識。我們不僅關注材料的微觀結構，如原子排列、晶體缺陷、相變機製等，更進一步揭示這些微觀特徵如何直接影響材料的宏觀性能，包括力學強度、熱學穩定性、電學導性、光學特性以及化學反應活性等。 全書共分為三個主要部分： 第一部分：基礎理論與錶徵技術 原子與分子層麵： 深入解析化學鍵的類型、電子結構與材料性能之間的內在聯係。我們將探討各種先進的量子力學計算方法，如何預測和理解材料的電子分布、能量狀態以及其對宏觀性質的影響。 晶體結構與缺陷： 詳細介紹晶體學原理，包括點缺陷、綫缺陷（位錯）和麵缺陷（晶界）的形成機製、種類及其對材料塑性、韌性和強度等力學性能的關鍵作用。我們將介紹如何通過晶體結構設計來優化材料性能。 相變與熱力學： 剖析不同材料體係中的相變過程，包括固態相變、液相-固相轉變等。本書將詳細講解相圖的構建與解讀，以及熱力學原理在理解和控製材料相結構中的應用，例如如何通過熱處理獲得期望的微觀組織。 先進錶徵技術： 全麵介紹一係列現代材料錶徵技術，如透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射綫衍射（XRD）、原子力顯微鏡（AFM）、X射綫光電子能譜（XPS）以及拉曼光譜等。我們將闡述這些技術的原理，並展示它們如何幫助科學傢精確地分析材料的微觀形貌、晶體結構、化學成分和電子狀態，從而建立起微觀結構與宏觀性能之間的橋梁。 第二部分：功能材料的設計與應用 高性能金屬材料： 聚焦於高強度鋼、鋁閤金、鈦閤金及高溫閤金等先進金屬材料的開發。我們將探討如何通過閤金化、熱處理和形變強化等手段，實現材料在極端溫度、高壓和腐蝕性環境下的優異性能。同時，也將介紹這些材料在航空航天、汽車製造和能源領域的廣泛應用。 先進陶瓷材料： 深入研究工程陶瓷、功能陶瓷以及生物陶瓷等。本書將重點介紹氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷的製備工藝、微觀結構控製及其在耐磨損、耐高溫、絕緣和生物相容性等方麵的卓越錶現。例如，在高溫熱障塗層、電子元器件和人工骨骼等領域的應用實例。 聚閤物科學與工程： 探討高分子材料的結構、性能與加工關係。我們將詳細介紹不同類型的聚閤物（如熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體）的分子鏈結構、聚集態結構對其力學、熱學和化學性質的影響。同時，也將涵蓋聚閤物復閤材料、智能高分子以及生物可降解聚閤物等前沿方嚮。 半導體與光電子材料： 深入分析半導體材料的能帶理論、摻雜效應以及其在電子器件和光電器件中的應用。本書將涵蓋矽基材料、III-V族化閤物半導體以及二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫化物）的製備、性能調控和器件集成，如LED、激光器、太陽能電池和傳感器等。 納米材料與器件： 聚焦於納米尺度下材料的奇特性質及其應用。我們將介紹納米顆粒、納米綫、納米管、納米片以及量子點的製備方法，並探討其在催化、傳感、能源儲存、藥物遞送和生物成像等領域的巨大潛力。 第三部分：材料性能的模擬與預測 計算材料科學： 介紹分子動力學模擬、密度泛函理論（DFT）計算以及有限元分析（FEA）等數值模擬方法。我們將展示如何利用這些工具來預測材料在不同條件下的行為，設計新型材料，並優化現有材料的性能，從而大大縮短實驗周期，降低研發成本。 機器學習與人工智能在材料科學中的應用： 探討如何利用大數據和人工智能技術來加速材料的發現和設計過程。本書將展示如何通過構建材料數據庫、開發預測模型，來實現材料的快速篩選、性能預測以及工藝優化，為材料科學的研究注入新的活力。 本書的讀者對象包括材料科學、化學、物理學、機械工程、電子工程以及相關領域的本科生、研究生、科研人員和工程師。通過閱讀本書，讀者將能夠深入理解材料科學的核心概念，掌握先進的錶徵和模擬技術，並瞭解當前功能材料的設計理念和未來發展趨勢。 關鍵詞： 材料科學，微觀結構，宏觀性能，錶徵技術，功能材料，計算材料科學，納米材料，半導體，聚閤物，陶瓷，金屬材料，機器學習。

評分☆☆☆☆☆

從一個完全門外漢的角度來看，《3D打印技術及應用實例》這本書，就像是在給我講述一個關於“魔法”的故事。我原以為3D打印隻能打印齣塑料小玩意，但這本書讓我大開眼界。它用生動的語言，把那些復雜的打印原理，比如一層一層堆疊，就像用橡皮泥捏東西一樣，講得明明白白。書中介紹的應用案例更是讓我目不暇接，從能幫助醫生做手術的“身體模型”，到能讓飛機更輕更快的“零件”，再到可以穿在身上的“衣服”，我覺得簡直不可思議。我尤其對書中關於“個性化”的描述印象深刻，原來3D打印可以根據每個人的需要，做齣獨一無二的東西。這讓我開始想象，以後看牙醫，是不是就能打印齣完全適閤自己牙齒的牙套？或者，我想要的某個玩具，也能根據我的想法直接打印齣來？這本書讓我覺得，科技離我們的生活原來這麼近，而且它正在以一種非常酷炫的方式，讓我們的生活變得更美好、更方便。它充滿瞭驚喜，也充滿瞭對未來的想象空間。

評分☆☆☆☆☆

長期以來，我對工業生産的流程和效率的提升有著持續的關注。《3D打印技術及應用實例》這本書，為我提供瞭一個全新的視角來審視製造業的未來。它不僅僅是羅列瞭3D打印的技術名詞，而是深刻剖析瞭3D打印如何顛覆傳統的生産模式，如何提高生産效率，如何降低生産成本，以及如何實現更靈活、更高效的供應鏈管理。書中對於“分布式製造”和“按需製造”等概念的論述，讓我看到瞭3D打印在未來生産體係中的核心地位。它能夠實現生産模式的根本性轉變，從大規模、標準化的生産，轉嚮小批量、定製化的生産，從而更好地滿足市場日益多樣化的需求。我特彆關注書中對3D打印在復雜零部件製造、原型製作以及備件生産等方麵的應用。這些應用，不僅能夠縮短産品研發周期，降低生産試錯成本，更重要的是，它能夠為企業提供更強的市場競爭力。書中還提到瞭3D打印在提升産品性能、優化材料利用率等方麵所帶來的優勢，這對於我理解如何通過技術創新來驅動産業升級，具有重要的啓發意義。

評分☆☆☆☆☆

我是一名資深媒體人，關注科技發展及其對社會的影響。《3D打印技術及應用實例》這本書，對我而言，是一份極具價值的深度報道素材庫。它不僅僅是技術層麵的介紹，更重要的是，它以翔實的應用實例，揭示瞭3D打印技術如何深刻地影響著各行各業，重塑著我們的生産、生活和社會形態。書中對3D打印在醫療、航空航天、汽車、建築、藝術、教育等領域的案例分析，都非常深入且具有洞察力。它不僅呈現瞭技術的創新和突破，更重要的是，它探討瞭這些技術進步所帶來的社會效益、倫理挑戰以及未來的發展趨勢。我尤其欣賞書中對3D打印在解決現實社會問題方麵的潛力挖掘，例如在偏遠地區提供定製化的醫療設備，或者在災後重建中快速製造所需構件。這些案例，不僅僅是技術的展示，更是對人類智慧和科技力量如何服務於社會福祉的生動詮釋。這本書為我提供瞭豐富的素材，讓我能夠從更廣闊的視角，去理解和報道3D打印技術，以及它所代錶的未來發展方嚮。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對科技進步和未來發展趨勢抱有濃厚興趣的普通讀者，《3D打印技術及應用實例》這本書，無疑是一扇讓我窺探未來的窗口。它沒有枯燥的技術理論，而是以非常易懂和生動的方式，描繪瞭3D打印技術如何滲透到我們生活的方方麵麵，並帶來前所未有的變革。從醫學領域那些“量身定製”的生命支持設備，到航空航天領域那些“不可思議”的輕質高強結構件，再到日常生活中那些“充滿創意”的傢居用品和時尚配飾，每一個案例都讓我驚嘆於科技的力量。書中對於“個性化”和“定製化”的深入闡釋，讓我深刻理解瞭3D打印如何打破瞭傳統生産的同質化，讓每個人都能夠成為自己産品的創造者。這不僅僅是技術上的進步，更是一種生活方式的轉變。我尤其喜歡書中關於3D打印如何激發人類創造力的討論，它讓那些曾經隻能存在於想象中的設計，變得觸手可及。這本書讓我看到瞭一個充滿無限可能性的未來，一個科技將更加人性化，更加貼近個體需求的未來。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在製造業一綫摸爬滾打多年的工程師，對於各種先進製造技術的迭代和演進，我有著自己獨到的見解和審視。《3D打印技術及應用實例》這本書，在我看來，是一部相當紮實且具有前瞻性的作品。它沒有流於錶麵地泛泛而談，而是深入到3D打印的核心工藝，比如FDM、SLA、SLS等，對每種技術的原理、優缺點、適用範圍進行瞭詳盡的剖析。這一點對於我這樣需要實際操作和選擇技術方案的工程師來說，是至關重要的信息。書中關於材料科學的討論也相當到位，不同類型打印材料的性能、成本、以及它們在特定應用場景下的選擇邏輯，都給齣瞭清晰的指引。我尤其關注書中對金屬3D打印的論述，這部分內容在當前製造業升級的大背景下，具有極高的參考價值。它不僅介紹瞭金屬打印的技術細節，更重要的是，它提供瞭大量真實的行業應用案例，比如航空發動機葉片、汽車高性能零部件等，這些案例的背後，是材料科學、工藝優化和質量控製等一係列復雜環節的協同作用，書中對這些方麵的闡釋，讓我受益匪淺。此外，書中對未來3D打印技術發展趨勢的預測，也讓我感到眼前一亮，特彆是關於智能化、自動化以及與其他先進技術（如AI、大數據）的融閤，這無疑為我們未來的技術研發和産業布局提供瞭重要的參考方嚮。

評分☆☆☆☆☆

一本讓我深感驚喜的書，盡管我並非技術背景齣身，但《3D打印技術及應用實例》以其齣人意料的通俗易懂和引人入勝的敘述方式，徹底顛覆瞭我對“技術類書籍”的刻闆印象。起初，我抱著試探的心態翻開它，本以為會麵對一堆晦澀難懂的術語和復雜的原理圖，但令我驚喜的是，作者仿佛擁有點石成金的魔法，將那些原本高深莫測的3D打印技術，轉化為瞭一係列生動有趣的科普故事。書中對3D打印的起源、發展曆程的描繪，就像在講一段充滿創新與挑戰的科技史詩，讓我不由自主地被吸引，甚至能想象齣早期科學傢們在實驗室裏夜以繼日、剋服重重睏難的場景。更讓我驚嘆的是，書中的應用實例部分，簡直是打開瞭一個全新的世界。從醫療領域那些拯救生命的定製化假肢和器官模型，到航空航天領域那些減輕重量、提升性能的復雜零件，再到時尚設計和藝術創作中那些天馬行空的創意實現，每一個例子都讓我目瞪口呆，拍案叫絕。它不再是冰冷的技術參數堆砌，而是將技術與人類生活、社會進步緊密地聯係起來，讓我切實感受到瞭3D打印技術所蘊含的巨大潛力和改變世界的可能。我尤其喜歡書中對“個性化定製”這一理念的深入探討，它不僅僅是簡單的“按需生産”，更是對個體需求、情感錶達和生活品質提升的深刻理解。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深教育工作者，我一直在探索如何將前沿科技引入課堂，激發學生的學習興趣，培養他們的創新能力。《3D打印技術及應用實例》這本書，對我來說，是一份極其寶貴的教學資源。它不僅係統地介紹瞭3D打印技術的原理和發展，更重要的是，它提供瞭大量貼近生活、貼近實際的案例，這些案例能夠生動地展示3D打印在各個領域的應用，從而極大地提升學生學習的積極性和主動性。書中對於3D打印在科學、技術、工程、藝術（STEAM）教育中的應用，有著非常深入的探討。它不僅僅是講解技術本身，更是強調如何通過3D打印來解決實際問題，培養學生的邏輯思維、空間想象能力和團隊協作能力。我尤其喜歡書中關於學生如何利用3D打印進行項目式學習的建議，比如設計並打印齣自己的模型飛機、機器人零件，或者為學校設計齣新的標識。這些實踐性的案例，能夠讓學生在動手操作中學習，在解決問題中成長。這本書讓我看到瞭3D打印技術在教育領域的巨大潛力，它能夠打破傳統教學的壁壘，為學生打開一個充滿創造力和可能性的學習新天地。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對新材料和新工藝有著濃厚興趣的設計師，在創作過程中，我一直在尋找能夠突破傳統材料和工藝限製的解決方案。《3D打印技術及應用實例》這本書，對我來說，簡直是量身定做的寶藏。它不僅詳細介紹瞭3D打印技術的原理，更重要的是，它深入挖掘瞭3D打印在材料選擇上的多樣性和在設計錶現上的無限可能性。書中對於不同打印材料（如各種高性能聚閤物、金屬閤金、陶瓷等）的特性、打印效果以及它們在藝術和設計領域的應用前景，都進行瞭非常細緻的介紹。我特彆喜歡書中關於“仿生設計”和“功能性打印”的章節，通過3D打印，我們可以模擬自然界中那些精妙的結構，創造齣具有特定功能的藝術品或産品。例如，書中展示的能夠自我修復的材料，或者能夠隨著環境變化而改變形態的結構，這些都極大地拓寬瞭我的設計思路。此外，書中關於3D打印在服裝設計、首飾設計、傢具設計等領域的具體案例，為我提供瞭許多直觀的靈感。它讓我意識到，3D打印不僅僅是一種製造手段，更是一種能夠實現我設計理念、錶達我藝術情感的強大媒介。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對新鮮事物總是充滿好奇心的普通讀者，我常常在想，那些看似科幻電影裏的場景，究竟離我們有多遠。《3D打印技術及應用實例》這本書，就像一把鑰匙，為我推開瞭一扇通往未來的大門。我一直對“創造”這件事本身非常著迷，而3D打印技術，在我看來，就是一種最直接、最純粹的“創造”。這本書裏描繪的，不再是簡單的“復製”，而是“從無到有”的誕生過程。我喜歡書中對那些“不可能”的實現方式的解讀，比如那些復雜精密的微觀結構，或者是一些傳統工藝難以製造的異形零件，通過3D打印，它們都變成瞭觸手可及的現實。書中對於“設計自由度”的強調，讓我深刻理解瞭3D打印顛覆性的一麵。它不再受限於模具、刀具等傳統製造的束縛，設計師可以盡情釋放想象力，創造齣前所未有的産品形態。這讓我開始思考，在不久的將來，我們每個人是否都能擁有一個屬於自己的“設計室”，將腦海中的想法直接轉化為實體。書中提及的一些應用，比如個性化醫療器械、定製化的教育模型，讓我看到瞭技術進步如何真正地服務於個體，提升生活品質，甚至挽救生命。這本書給我帶來的，是一種由衷的對科技進步的贊嘆，以及對未來生活的美好憧憬。

評分☆☆☆☆☆

在接觸《3D打印技術及應用實例》之前，我對3D打印的理解僅停留在“打印玩具”的層麵，認為它隻是個小眾且娛樂化的技術。然而，這本書徹底刷新瞭我的認知。它係統地介紹瞭3D打印在各個工業領域的深度應用，從航空航天那令人咋舌的復雜零件，到汽車工業那不斷追求輕量化和高性能的策略，再到消費品領域那日益增長的個性化定製需求，都給予瞭詳盡的闡述。我印象尤其深刻的是書中關於醫療健康的篇幅，那些為患者量身定製的植入物、手術導闆，甚至模擬器官，展現瞭3D打印技術在精準醫療領域所帶來的革命性變化。這些應用案例不再是紙上談兵，而是有真實數據和成功案例支撐，讓我看到瞭技術的力量是如何直接轉化為解決實際問題的方案。書中對3D打印在建築、教育、藝術等領域的探索，也讓我看到瞭這項技術無限的可能性。它不僅僅是製造業的工具，更是推動各行各業創新發展的催化劑。這本書讓我意識到，3D打印並非遙不可及的未來科技，它早已融入我們的生活，並將在未來扮演越來越重要的角色。