3D打印和增材制造的原理及应用蔡志楷国防工业出版社全新9787118111538 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

蔡志楷，梁家辉 著

图书标签:

• 3D打印
• 增材制造
• 原理
• 应用
• 蔡志楷
• 国防工业出版社
• 制造技术
• 工业设计
• 数字化制造
• 工程技术

店铺： 一碧万顷图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118111538

商品编码：29288081468

页数：324

图书基本信息
书名：	3D打印和增材制造的原理及应用（第4版）
作者/主编：	蔡志楷，梁家辉
出版社：	国防工业出版社
ISBN号：	9787118111538
出版年份：	2017年3月

版次：	第4版
总页数：	324页
开本：	16
图书定价：	98元
实际重量：	0.558kg
新旧程度：	正版全新

编辑推荐

《3D打印和增材制造的原理及应用(第4版)》全面介绍了国际上常见的3D打印技术或增材制造技术，详细说明了各种3D打印技术的工艺流程及特点，并阐述了每种技术的基本原理。最后介绍了增材制造技术及其在工业、文化创意以及医学等领域的应用。

作者简介

作者：（新加坡）蔡志楷（Chee Kai Chua） （新加坡）梁家辉（Kah Fai Leong） 译者：陈继民 陈晓佳

目录

第1章概述
1.1增材制造的发展
1.2增材制造的基本原理
1.2.1输入
1.2.2方法
1.2.3材料
1.2.4应用
1.3增材制造系统的分类
1.3.1液态材料
1.3.2固态材料
1.3.3粉末材料
1.4增材制造的优点
1.4.1直接优点
1.4.2间接优点
1.5增材制造的相关标准
1.6常用术语
参考文献
习题
第2章增材制造的过程链
2.1基本制造过程
2.2工艺链
2.33D建模
2.4数据转换及传输
2.5检测及准备
2.6打印
2.7后期处理
参考文献
习题
第3章液态基材的增材制造系统
3.13DSystems公司的立体光刻设备（SLA）
3.1.1公司简介
3.1.2公司产品
3.1.3制造过程
3.1.4制造原理
3.1.5优点与缺点
3.1.6应用
3.1.7举例
3.1.8研究与发展
3.2Stratasys公司的PolyJet系统设备
3.2.1公司简介
3.2.2打印制造过程
3.2.3制造原理
3.2.4优点与缺点
3.2.5应用
3.2.6举例
3.2.7研究与发展
3.33DSystems公司的多点喷射打印（MJP）系统
3.3.1简介
3.3.2公司产品
3.3.3制造过程
3.3.4制造原理
3.3.5优点与缺点
3.3.6应用
3.3.7举例
3.3.8研究与发展
3.4EnvisionTEC公司的Perfactory产品
3.4.1公司简介
3.4.2公司产品
3.4.3制造过程
3.4.4制造原理
3.4.5优点与缺点
3.4.6应用
3.4.7研究与发展
3.5CMET公司的固体紫外激光打印机
3.5.1公司简介
3.5.2公司产品
3.5.3打印制造过程
3.5.4制造原理
3.5.5应用
3.5.6研究与发展
3.6EnvisionTEC公司的生物打印机——Bioplotter
3.6.1公司简介
3.6.2公司产品
3.6.3打印制造过程
3.6.4制造原理
3.6.5优点与缺点
3.6.6应用
3.6.7研究与发展
3.7RegenHU公司的3D生物打印机
3.7.1公司简介
3.7.2公司产品
3.7.3制造过程
3.7.4制造原理
3.7.5材料
3.7.6优点与缺点
3.7.7应用
3.7.8研究与发展
3.8快速冷冻成型技术（RFP）
3.8.1公司简介
3.8.2目标
3.8.3打印制造过程
3.8.4制造原理
3.8.5优点与缺点
3.8.6潜在应用
3.9其他液态基材增材制造系统
3.9.1双光束激光
3.9.2Cubital公司的固态平台固化（SGC）
3.9.3TeijinSeiki公司的Soliform系统
3.9.4MeikoRPS公司的增材制造系统在珠宝行业的应用
3.9.5其他
参考文献
习题
第4章固态基材的增材制造系统
4.1Stratasys公司的熔融沉积成型（FDM）
4.1.1公司简介
4.1.2公司产品
4.1.3制造过程
4.1.4制造原理
4.1.5优点及缺点
4.1.6应用
4.1.7举例
4.1.8研究与发展
4.2Solidscape公司的Benchtop系统
4.2.1公司简介
4.2.2公司产品
4.2.3制造过程
4.2.4制造原理
4.2.5优点与缺点
4.2.6应用
4.2.7举例
4.3Mcor科技公司的选区沉积分层（SDL）系统
4.3.1公司简介
4.3.2公司产品
4.3.3制造过程
4.3.4制造原理
4.3.5优点与缺点
4.3.6应用
4.3.7举例
4.3.8研究与发展
4.4Cubic科技公司的分层实体制造（LOM）系统
4.4.1公司简介
4.4.2公司产品
4.4.3制造过程
4.4.4制造原理
4.4.5优点与缺点
4.4.6应用
4.5超声固化（UC）
4.5.1制造原理
4.5.2过程参数
4.5.3应用
4.6其他固体基材的增材制造系统
4.6.1Solidismension公司的塑料膜叠层（PSL）
4.6.2Kira的纸层压技术（PLT）
4.6.3CAM—LEM公司的CL100
4.6.4Ennex公司的OffsetFabbers
4.6.5约束沉积制造（SDM）
参考文献
习题
……
第5章粉末基材的增材制造系统
第6章增材制造数据格式
第7章应用与实例
第8章医药和生物工程应用
第9章测试标准及增材制造的未来
附录

《3D打印和增材制造的原理及应用（第4版）》全面介绍了国际上常见的3D打印技术或增材制造技术，详细说明了各种3D打印技术的工艺流程及特点，并阐述了每种技术的基本原理。最后介绍了增材制造技术及其在工业、文化创意以及医学等领域的应用。

  《3D打印和增材制造的原理及应用（第4版）》共分9章。第1章介绍增材制造的发展及相关基础知识。第2章介绍增材制造的过程链，从三维建模到产品的后续处理等全套过程。第3章～第5章介绍液态基材增材制造系统、固态基材增材制造系统、粉末基材增材制造系统三大类增材制造工艺，以及各系统下主流的增材制造技术。第6章介绍增材制造技术所使用的STL文件格式。第7章对增材制造的应用领域和范围进行了一定的列举。第8章对增材制造在医学与生物工程领域的应用进行了较为系统的介绍。第9章对增材制造的未来发展趋势进行了分析和展望。
　　《3D打印和增材制造的原理及应用（第4版）》适合从事机械、航空航天的工作人员，以及相关专业的高年级的本科生和研究生阅读。

创新浪潮：塑造未来的3D打印技术 在一个日新月异的科技时代，3D打印，或称增材制造，正以前所未有的力量颠覆着传统的生产制造模式，悄然改变着我们所处的物质世界。它不再仅仅是科幻电影中的炫酷概念，而是已经渗透到工业生产、医疗健康、教育科研乃至日常生活等各个领域，成为推动社会进步和产业升级的关键驱动力。这本书将带领您深入探索3D打印技术的核心奥秘，解锁其无限的应用潜力，并展望它将如何塑造我们未来的世界。 一、 3D打印的原理：从数字到实体，化繁为简的工艺革命 3D打印的精髓在于其“增材制造”的理念，与传统的“减材制造”（如数控加工）截然不同。简单来说，3D打印是将三维数字模型逐层叠加，最终“打印”出实体物品的过程。这一过程的核心是精准的控制与材料的巧妙运用，其背后蕴藏着深厚的技术积累和持续的创新。 1. 核心驱动：数字化建模与切片 一切3D打印的起点，都源于一个精确的三维数字模型。这些模型通常通过计算机辅助设计（CAD）软件创建，也可以利用三维扫描仪从现实物体进行逆向工程获取。模型的精度和完整性直接决定了最终打印产品的质量。 一旦模型确定，就需要将其转化为3D打印机能够理解的指令。这一过程称为“切片”（slicing）。切片软件会将三维模型分解成无数个极薄的二维层，并为每一层生成打印路径和工艺参数。这些参数包括材料填充密度、打印速度、温度控制等等，是确保打印成功与否的关键。 2. 逐层构建：多样的成型技术 3D打印技术的种类繁多，不同的技术对应着不同的材料和成型原理。这些技术的核心都是实现“逐层打印”的目标，但实现方式却各有千秋： 熔融沉积成型（FDM/FFF）： 这是目前最普及、成本最低的3D打印技术之一。它通过加热热塑性塑料丝材，使其熔化，然后通过精密的喷嘴按照预设路径挤出，一层一层地堆积在打印平台上，冷却凝固后形成物体。常见的材料包括PLA、ABS、PETG等，广泛应用于原型制作、教育模型、日常用品等领域。其优点是材料选择丰富、操作简单、成本低廉，但也可能存在层纹明显、精度相对较低等缺点。 光固化成型（SLA/DLP）： 这类技术利用紫外光照射液态光敏树脂，使其在特定区域发生光化学反应而固化。SLA（立体光刻）使用激光点逐点扫描，DLP（数字光处理）则通过投影仪一次性固化整个层面。光固化成型能够实现非常高的精度和光滑的表面质量，适合制作精细的零件、珠宝、牙科模型等。缺点是材料成本较高，且固化后的模型需要后处理，如清洗和二次固化。 选择性激光烧结（SLS）/选择性激光熔化（SLM）： SLS技术使用激光选择性地烧结粉末材料（如尼龙、TPU等），使其颗粒相互熔结，逐层形成实体。SLM技术则更进一步，直接熔化金属粉末（如不锈钢、钛合金等），实现金属零件的高精度打印。这两种技术在航空航天、汽车制造、医疗植入物等高端领域有着重要的应用，能够制造出复杂结构、轻质高强的金属部件。其优点是材料力学性能优异，但设备和材料成本高昂，工艺复杂。 材料喷射成型（Material Jetting）： 类似于喷墨打印机，材料喷射技术将液态光敏聚合物或蜡材料通过喷头喷射到打印平台上，并立即通过紫外光固化。它可以实现多材料、多颜色的打印，制造出高度逼真的模型和功能性原型。 粘结剂喷射成型（Binder Jetting）： 该技术将液态粘结剂选择性地喷射到粉末床（金属、陶瓷、砂等）上，将粉末颗粒粘结在一起。打印完成后，需要对模型进行脱脂、烧结等后处理，以获得最终的实体零件。粘结剂喷射技术适用于大批量生产，特别是金属和陶瓷零件。 3. 材料的革新：从塑料到金属、陶瓷甚至生物材料 3D打印技术的蓬勃发展，离不开各种新型材料的不断涌现和优化。从最初的PLA、ABS等通用塑料，到高强度工程塑料、弹性体，再到金属、陶瓷、复合材料，以及更具前瞻性的生物材料，材料的多样性极大地拓展了3D打印的应用边界。 高分子材料： 除了常见的PLA、ABS，还有耐高温的PEEK、坚韧的尼龙、柔韧的TPU等，为满足不同应用场景的需求提供了可能。 金属材料： 不锈钢、铝合金、钛合金、钴铬合金等金属粉末的应用，使得3D打印能够制造出传统工艺难以实现的复杂金属结构件，尤其在航空航天和医疗领域潜力巨大。 陶瓷材料： 氧化铝、氧化锆等陶瓷材料的3D打印，为制造耐高温、耐腐蚀、生物相容性好的陶瓷部件开辟了新途径。 生物材料： 细胞、生物墨水、生物可降解聚合物等在组织工程和再生医学领域的应用，更是将3D打印推向了生命的边界。 二、 3D打印的应用：驱动各行各业的创新引擎 3D打印技术的变革性力量，正以前所未有的方式重塑着各行各业的生产和创新模式。其“按需制造”、“个性化定制”、“复杂结构制造”的特点，使其在众多领域展现出强大的生命力。 1. 工业制造：实现柔性化、定制化生产 在传统工业领域，3D打印扮演着越来越重要的角色，从原型制作、工装夹具的快速开发，到最终零件的直接制造，都大大缩短了产品研发周期，降低了生产成本。 原型制造： 在产品设计阶段，3D打印能够快速、低成本地制造出功能性原型，供设计师和工程师进行评估和迭代，大大加速了产品开发流程。 工装夹具： 复杂的、定制化的工装夹具往往是生产效率的关键。3D打印能够按需快速生产出满足特定需求的轻质、高效工装，提升了生产线的工作效率和灵活性。 小批量、定制化生产： 对于一些特殊、小批量或高度定制化的产品，如高性能汽车零部件、航空发动机关键部件、定制化机器人组件等，3D打印能够直接生产，避免了传统模具开发的高昂成本和漫长周期。 复杂结构件制造： 3D打印能够轻松制造出传统工艺难以实现的复杂内部结构，如晶格结构、仿生结构等，在保证强度和刚性的同时，实现轻量化，这在航空航天、汽车等对轻量化要求极高的行业中尤为重要。 2. 医疗健康：引领个性化、精准化治疗新时代 3D打印在医疗领域的应用，可以说是其最激动人心、最具人文关怀的体现之一。它正在深刻地改变着疾病的诊断、治疗以及康复过程。 定制化植入物： 根据患者的个体解剖结构，3D打印能够制造出高度匹配的骨科植入物（如髋关节、膝关节、颅骨修复板）、齿科植入物等，提高手术成功率和患者的舒适度。 手术规划模型： 医生可以利用3D打印技术，根据患者的CT/MRI数据，制作出逼真的器官或病灶模型，用于术前模拟和规划，提高手术的精准性和安全性。 个性化假肢与矫形器： 3D打印能够根据患者的身体尺寸和需求，快速、经济地制造出轻便、舒适、外观精美的个性化假肢、矫形支具等，显著改善患者的生活质量。 生物打印与组织工程： 这是3D打印在医学领域最前沿的探索。通过打印细胞、生物墨水和生物材料，科学家们正在尝试构建活体组织甚至器官，为未来的再生医学带来无限可能，有望解决器官捐献短缺的难题。 药物制剂： 3D打印技术也开始用于制造定制化的药物剂量和释放模式的药物，实现更精准的个性化用药。 3. 教育与科研：激发学习兴趣，加速科学探索 3D打印技术正在为教育和科研领域注入新的活力。 教学工具： 教师可以利用3D打印机为学生制作直观、生动的教学模型，如解剖模型、化学分子模型、历史建筑模型等，使抽象的知识变得具象化，极大地提升了学习的趣味性和效率。 学生项目： 学生可以通过3D打印技术将自己的创意设计变为现实，培养创新思维、解决问题的能力和动手实践能力。 科学研究： 科研人员可以利用3D打印制造定制化的实验设备、仪器部件，或者在材料科学、生物工程等领域进行新材料、新结构的探索和验证，加速科学研究的进程。 4. 其他新兴应用领域 除了上述主要领域，3D打印的应用还在不断拓展： 建筑领域： 3D打印的建筑技术正逐渐成熟，能够快速、低成本地建造房屋、桥梁等结构。 食品领域： 3D打印食品技术正在探索利用食材打印出造型独特、营养均衡的食物。 时尚与设计： 3D打印在服装、鞋履、饰品等方面的应用，为设计师提供了前所未有的创作自由度，催生出更多个性化、艺术化的产品。 航空航天： 制造轻量化、高强度、一体化设计的航空航天零部件，以及太空中的就地制造，都是3D打印在该领域的重要价值体现。 三、 3D打印的未来展望：无限可能，触手可及 3D打印技术正处于快速发展和演进之中，其未来的潜力几乎是无限的。 1. 性能提升与成本降低： 随着技术的成熟和规模化生产，3D打印设备的性能将持续提升，打印速度更快、精度更高、支持的材料更广泛。同时，材料成本和设备成本的下降，将使得3D打印更加普及。 2. 智能化与自动化： 未来的3D打印系统将更加智能化，能够实现从设计到打印的自动化流程，甚至具备自我诊断和修复能力。与人工智能、大数据等技术的深度融合，将进一步释放其潜力。 3. 材料的突破： 新型高性能材料的研发，特别是智能材料、功能性材料的应用，将使3D打印能够制造出具备特殊性能（如自修复、导电、变色等）的产品。 4. 大规模生产与分布式制造： 3D打印有望从原型制作和高端定制，走向大规模生产，并结合互联网技术，实现分布式制造，即“近乎消费者”的生产模式，从而改变全球供应链的格局。 5. 生物3D打印的飞跃： 生物3D打印技术将迎来突破性进展，有望实现复杂人造器官的打印和应用，为人类健康带来革命性的改变。 3D打印技术，以其独特的“增材制造”理念和层出不穷的创新应用，正以前所未有的力量，推动着人类社会向着更智能、更高效、更个性化的未来迈进。这本书将为您揭开这一革命性技术的神秘面纱，带您领略其魅力，并激发您对未来无限可能的想象。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初创科技公司的技术负责人，我的团队正在积极探索将3D打印技术整合到我们的产品开发和生产流程中。因此，一本权威、系统且前沿的3D打印技术书籍，对我们来说至关重要。当我在网络上了解到《3D打印和增材制造的原理及应用》这本书，尤其是注意到它的作者是蔡志楷，并且由国防工业出版社发行，我立刻将其列入了采购清单。我最看重的是这本书在“原理”部分的深度和广度。我们不仅需要了解主流的3D打印技术（如SLA, SLS, FDM, DMLS等）的工作机制，更希望深入探讨其背后的材料科学、热力学、流体力学等支撑原理。例如，针对金属增材制造，我期望书中能详细阐述粉末床熔融（PBF）过程中，激光或电子束与金属粉末的相互作用机理，以及在此过程中可能出现的微观组织演变、应力产生与释放等关键问题。在“应用”方面，我特别关注书中在高端制造领域的实际案例，尤其是在航空航天、能源、汽车等对材料性能和结构完整性要求极高的行业。我希望书中能提供关于如何利用3D打印实现轻量化设计、复杂内部结构制造（如冷却通道）、以及异种材料一体化成型的详细技术路线和成功经验。同时，关于3D打印在产品生命周期管理，包括设计优化、快速原型验证、小批量定制化生产，以及后处理工艺（如热处理、表面处理）等方面的系统性介绍，也将极大地帮助我们优化技术方案，提升竞争力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，简直就是给像我这样的3D打印爱好者打了一剂强心针！我一直对这项技术充满好奇，也零零散散地看过一些网上的资料，但总觉得不够系统，很多深层次的原理和实际应用都只是一知半解。当我看到这本《3D打印和增材制造的原理及应用》时，就感觉找到了“救星”。特别是作者是蔡志楷，并且由国防工业出版社出版，这本身就意味着内容的专业性和权威性。我非常期待这本书能够详细地讲解3D打印的各种主流技术，比如FDM、SLA、SLS等等，不仅仅是介绍它们是什么，更重要的是要深入剖析其工作原理，比如材料如何被逐层堆积，激光是如何精确控制成型的，不同工艺在精度、速度、材料选择上的优劣势分析等等。我希望这本书能用清晰易懂的语言，辅以高质量的图示和案例，让我能真正理解“增材制造”这个概念的精髓。此外，对于应用部分，我也特别关注。3D打印在航空航航天、医疗、汽车、教育等领域的实际案例，能够极大地激发我的想象力和学习动力。我希望书中能有丰富的实际应用案例分析，能够让我看到3D打印是如何解决实际问题的，如何改变传统制造模式的。如果能再结合一些未来发展趋势的探讨，那就更完美了。总之，我非常看好这本书的潜力，希望能它能成为我深入了解3D打印技术的最佳入门和进阶读物。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对科技创新和未来发展充满热情的高中生，平日里就对各种新兴技术特别着迷。3D打印绝对是我关注的焦点之一，我认为它是改变我们生活和生产方式的革命性技术。当我了解到《3D打印和增材制造的原理及应用》这本书，特别是得知它由国防工业出版社出版，并且作者是蔡志楷，我就知道这绝对不是一本简单的课外读物。我特别希望这本书能够用一种既严谨又有趣的方式，向我这样非专业读者解释3D打印到底是怎么一回事。我想知道，为什么我们可以把“数字文件”变成“实物”？它的背后有哪些神奇的科学原理？比如，不同种类的3D打印技术，像喷墨式的、激光烧结的，它们到底有什么区别？打印出来的东西为什么有的是塑料的，有的是金属的，有的是陶瓷的？我希望书中能够提供很多精彩的插图和动画（如果能是电子版的话），让我能够直观地理解这些过程。更重要的是，我迫切想知道3D打印究竟能用来做什么！不只是打印一些小玩意儿，而是真正改变世界的应用。比如，在医疗领域，它能不能打印出救命的器官？在建筑领域，它能不能建造出更环保、更快速的房屋？在航天领域，它又扮演着怎样的角色？我渴望了解这些令人惊叹的应用案例，它们会激发我更多的学习动力，甚至可能是我未来选择专业方向的重要参考。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在精密机械制造领域工作多年的工程师，我一直密切关注着3D打印（增材制造）技术的进展。尤其是在我所处的国防工业领域，这项技术的重要性不言而喻，它能够加速原型设计、实现复杂结构制造、甚至在战场上实现按需生产。因此，当得知《3D打印和增材制造的原理及应用》这本书即将面世，并且由国防工业出版社出版，我的兴趣立刻被点燃了。我期望这本书能够超越市面上一些泛泛而谈的科普读物，深入到3D打印技术的“骨髓”里。我尤其关注书中所阐述的“原理”部分，希望它能够详细解释各种增材制造技术的物理化学基础，例如材料在高温或光照下的相变、固化机理，以及不同工艺对材料性能的影响。对于“应用”部分，我更看重其在高端制造领域的具体实践，例如在精密零部件制造、特种合金打印、以及功能性材料打印方面的最新进展。我希望能看到书中详细介绍相关的标准、质量控制方法，以及在复杂环境下的可靠性验证。此外，如果能涉及一些关于材料科学与增材制造的结合，比如新型打印材料的开发和应用，以及如何通过增材制造实现传统工艺难以达到的材料性能，那将是我最为期待的内容。这本书的出现，无疑为我提供了进一步提升专业技能和拓宽技术视野的绝佳机会。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在材料科学领域深耕多年的研究者，我一直对增材制造技术所带来的材料创新和设计自由度充满浓厚兴趣。3D打印技术不仅仅是一种制造手段，它更是一种能够突破传统材料加工瓶颈、实现前所未有的材料结构和功能的强大工具。因此，我非常关注《3D打印和增材制造的原理及应用》这本书的出版，特别是考虑到其作者蔡志楷以及由国防工业出版社发行，这预示着其内容的专业性和前瞻性。我期待这本书能够深入探讨增材制造过程中涉及的先进材料科学，例如新型高分子材料、金属合金、陶瓷材料以及复合材料在3D打印中的应用。我希望能看到书中详细阐述不同打印工艺（如光固化、粉末床熔融、材料喷射等）与特定材料体系的匹配性，以及材料在打印过程中的相变、微观结构形成和性能演化机制。此外，我更希望这本书能够聚焦于增材制造如何赋能材料创新，例如通过打印设计实现梯度材料、多孔结构、微纳结构等，从而赋予材料独特的力学、热学、电学或生物学性能。在应用层面，我希望书中能够涵盖增材制造在高性能功能材料制备、复杂器件制造（如传感器、催化剂载体）、生物医学工程（如仿生材料、组织工程支架）等前沿领域的最新研究进展和成功案例。这本书的出现，无疑将为我进行相关材料研究提供宝贵的理论指导和技术参考。