數(shù)據(jù)時(shí)代下新興的革命性技術(shù),助推3D打印技術(shù)的快速發(fā)展以及商業(yè)應(yīng)用。經(jīng)過近幾年的沉淀與發(fā)展,在順應(yīng)消費(fèi)升級趨勢和個(gè)性化定制需求下,3D打印越來越受到各方關(guān)注,特別是新的突破性技術(shù)和商業(yè)化應(yīng)用案例。本書的修訂基于3D打印將作為第三種工業(yè)力量,具有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景,帶來一種新型的數(shù)字化制造模式和生態(tài)。
本書共有11章,系統(tǒng)介紹了技術(shù)大爆炸的前夜、3D打印帶來的新制造、3D打印的各大流派、常用打印材料及應(yīng)用、打印模型的準(zhǔn)備、化體為面——化面為線——切片引擎、控制中心——ReplicatorG、硬件架構(gòu)——REPRAP、熔融擠壓3D打印機(jī)DIY、光固化3D打印機(jī)DIY、激光燒結(jié)3D打印機(jī)DIY。本書結(jié)合3D打印新技術(shù)、新成果編寫而成,內(nèi)容翔實(shí),同時(shí)配有大量3D打印全彩高清實(shí)體圖,具有較強(qiáng)的科學(xué)性、實(shí)用性和可操作性。
考慮到讀者的一些實(shí)際需求,作者團(tuán)隊(duì)特意搜集了一些3D打印高清視頻,贈(zèng)送給大家(請發(fā)郵件至qiyanp@126.com索取),幫助大家更加直觀和生動(dòng)地了解3D打印技術(shù)。
楊振賢:
先后就讀于同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院、北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院和清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院。擔(dān)任南開大學(xué)重點(diǎn)融合實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)特聘專家、北京二外文化和旅游人工智能實(shí)驗(yàn)室技術(shù)委員會(huì)特聘專家。在多家大型企業(yè)機(jī)構(gòu)任職,負(fù)責(zé)過多個(gè)大型軟硬件項(xiàng)目的研發(fā)工作。曾組織研發(fā)了中國第1代3D打印機(jī),并將技術(shù)開源編寫了第1版《3D打。簭娜媪私獾接H手制作》,獲得《羅輯思維》推薦,并榮獲第四屆中國科普獎(jiǎng)銀獎(jiǎng)、化學(xué)工業(yè)出版社一等獎(jiǎng)等榮譽(yù)。現(xiàn)作為侶程科技創(chuàng)始人和CEO,專注于人工智能和智能硬件相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和商業(yè)化工作,2019年獲得江蘇省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才榮譽(yù)稱號(hào)。
第1章 技術(shù)大爆炸的前夜
1.1 3D打印技術(shù)發(fā)展歷史 / 2
1.2 日常生活中的3D打印 / 6
1.3 3D打印的優(yōu)勢與劣勢 / 8
1.3.1 3D打印技術(shù)的六大優(yōu)勢 / 9
1.3.2 3D打印技術(shù)的三大劣勢 / 12
1.4 從虛擬到現(xiàn)實(shí)的閉環(huán) / 13
1.4.1 燦爛的未來將激勵(lì)人們前行 / 14
1.4.2 革新的商業(yè)模式將是關(guān)鍵 / 14
1.4.3 長尾理論 / 16
1.4.4 從現(xiàn)實(shí)到虛擬,再從虛擬到現(xiàn)實(shí)——一個(gè)閉環(huán) / 16
第2章 3D打印帶來的新制造
2.1 從虛擬到現(xiàn)實(shí),一個(gè)新紀(jì)元的曙光 / 20
2.1.1 一臺(tái)全能制造的機(jī)器 / 20
2.1.2 瓶頸中的未來 / 21
2.2 3D打印面臨的挑戰(zhàn) / 22
2.2.1 技術(shù)層面 / 22
2.2.2 市場層面 / 25
2.3 應(yīng)用前景 / 28
2.3.1 模型設(shè)計(jì) / 28
2.3.2 教育醫(yī)療 / 32
2.3.3 文化藝術(shù) / 36
2.3.4 服裝食品 / 40
2.3.5 建筑橋梁 / 44
第3章 3D打印的各大流派
3.1 熔融擠壓式(FDM) / 49
3.1.1 技術(shù)原理 / 49
3.1.2 工藝過程 / 50
3.1.3 技術(shù)特點(diǎn) / 52
3.1.4 典型設(shè)備 / 53
3.2 噴墨黏粉式(3DP) / 53
3.2.1 技術(shù)原理 / 54
3.2.2 工藝過程 / 55
3.2.3 技術(shù)特點(diǎn) / 55
3.2.4 典型設(shè)備 / 56
3.3 激光燒結(jié)式(SLS) / 56
3.3.1 技術(shù)原理 / 57
3.3.2 工藝過程 / 58
3.3.3 技術(shù)特點(diǎn) / 59
3.3.4 典型設(shè)備 / 59
3.4 光固化成型(SLA) / 60
3.4.1 技術(shù)原理 / 60
3.4.2 工藝過程 / 62
3.4.3 技術(shù)特點(diǎn) / 62
3.4.4 典型設(shè)備 / 63
3.5 激光熔融式(SLM) / 64
3.5.1 技術(shù)原理 / 64
3.5.2 工藝過程 / 65
3.5.3 技術(shù)特點(diǎn) / 66
3.5.4 典型設(shè)備 / 66
3.6 其他前沿3D打印技術(shù) / 67
3.6.1 CLIP技術(shù)和LEAP技術(shù) / 67
3.6.2 Desktop Metal技術(shù) / 69
3.6.3 惠普的MJF技術(shù) / 70
3.6.4 電子束熔化(EBM) / 71
3.6.5 SLM+CNC / 72
3.6.6 輪廓工藝 / 74
3.6.7 生物3D打印技術(shù) / 74
第4章 常用打印材料及應(yīng)用
4.1 金屬材料 / 78
4.1.1 鈦合金 / 78
4.1.2 鋼鐵 / 79
4.1.3 鋁合金 / 80
4.1.4 金銀 / 81
4.1.5 高溫合金 / 82
4.2 生物材料 / 84
4.2.1 活細(xì)胞 / 84
4.2.2 醫(yī)用高分子 / 85
4.2.3 水凝膠 / 86
4.2.4 PEEK(聚醚醚酮) / 88
4.3 非金屬和非生物材料 / 89
4.3.1 塑料 / 89
4.3.2 光敏樹脂 / 90
4.3.3 紙 / 91
4.3.4 蠟 / 92
4.3.5 石膏 / 93
4.3.6 尼龍 / 94
4.3.7 陶瓷 / 95
4.3.8 金屬高分子復(fù)合材料 / 96
4.3.9 碳纖維復(fù)合材料 / 97
4.3.10 砂模材料 / 98
第5章 打印模型的準(zhǔn)備
5.1 常用設(shè)計(jì)軟件及導(dǎo)出模型方法 / 102
5.1.1 Autodesk系列 / 102
5.1.2 I-DEAS / 104
5.1.3 Unigraphics / 104
5.1.4 SketchUp / 105
5.1.5 Rhino/Grasshopper / 106
5.1.6 ANSYS/ABAQUS / 107
5.1.7 其他 / 108
5.2 STL格式規(guī)范 / 110
5.2.1 STL文件的ASCII碼格式 / 111
5.2.2 STL文件的二進(jìn)制格式 / 111
5.2.3 二進(jìn)制STL文件中的色彩描述 / 112
5.3 SketchUp的使用 / 113
5.3.1 軟件初始設(shè)置 / 113
5.3.2 繪制簡單形狀 / 114
5.3.3 繪制復(fù)雜形狀 / 115
5.3.4 視圖操作工具 / 115
5.4 設(shè)計(jì)模型的后處理 / 116
第6章 化體為面,化面為線——切片引擎
6.1 切片引擎概述 / 122
6.1.1 Skeinforge / 122
6.1.2 Slic3r / 122
6.2 Skeinforge的安裝及使用 / 124
6.3 詳解Skeinforge常用的配置項(xiàng) / 127
6.3.1 變更、底面、切片及打印倉模塊 / 128
6.3.2 夾縫、散熱、尺寸及收縮模塊 / 130
6.3.3 輸出、填充、圓角及主頁模塊 / 133
6.3.4 抬升、內(nèi)凹、抖動(dòng)及限制模塊 / 136
6.3.5 底座、打印速度及溫度模塊 / 137
6.4 GCode規(guī)范概述 / 142
6.4.1 GCode應(yīng)用 / 142
6.4.2 3D打印設(shè)備常用GCode編碼解析 / 144
第7章 控制中心——ReplicatorG
7.1 獲取與安裝 / 148
7.2 設(shè)置及校正機(jī)器 / 149
7.2.1 設(shè)置打印機(jī) / 149
7.2.2 校正打印頭 / 151
7.3 通過STL文件進(jìn)行打印 / 151
7.4 操作3D模型 / 152
7.5 生成打印路徑 / 154
7.6 編輯配置項(xiàng) / 155
7.6.1 Skeinforge配置介紹 / 155
7.6.2 Print-O-Matic配置介紹 / 156
7.6.3 配置文件路徑 / 159
第8章 硬件架構(gòu)——REPRAP
8.1 REPRAP項(xiàng)目概述 / 162
8.2 REPRAP典型架構(gòu)設(shè)計(jì) / 164
8.2.1 機(jī)械框架 / 164
8.2.2 電子部件 / 165
8.2.3 配套軟件 / 167
8.3 MCode規(guī)范概述 / 168
第9章 熔融擠壓3D打印機(jī)DIY
9.1 清單準(zhǔn)備及獲取 / 172
9.2 組裝三角支架 / 174
9.3 組裝前側(cè)螺紋桿 / 175
9.4 組裝后側(cè)螺紋桿 / 176
9.5 組裝頂部螺紋桿 / 177
9.6 緊固支架 / 179
9.7 組裝Y軸框架 / 180
9.8 組裝X軸框架 / 182
9.9 組裝Z軸框架 / 184
9.10 安裝打印噴頭及打印臺(tái) / 187
9.11 安裝電路控制 / 190
9.12 安裝驅(qū)動(dòng)并打印測試 / 192
第10章 光固化3D打印機(jī)DIY
10.1 材料準(zhǔn)備及注意事項(xiàng) / 197
10.2 組裝Y軸框架 / 198
10.3 組裝X軸框架 / 199
10.4 組裝Z軸框架 / 201
10.5 拼裝打印機(jī)箱體 / 202
10.6 安裝步進(jìn)驅(qū)動(dòng)板 / 204
10.7 安裝激光驅(qū)動(dòng)板 / 205
10.8 安裝限位開關(guān) / 206
10.9 線路安裝及調(diào)試 / 207
10.10 控制中心連接測試 / 209
10.11 安裝激光發(fā)射器 / 210
10.12 打印測試及后期制作 / 211
第11章 激光燒結(jié)3D打印機(jī)DIY
11.1 材料準(zhǔn)備及注意事項(xiàng) / 214
11.2 組裝打印箱體 / 216
11.3 安裝電動(dòng)馬達(dá) / 218
11.4 組裝Z軸框架 / 219
11.5 組裝Y軸和X軸框架 / 219
11.6 組裝容器平臺(tái) / 222
11.7 安裝激光發(fā)射器 / 223
11.8 線路和驅(qū)動(dòng)的安裝 / 223
11.9 控制中心連接測試 / 224
11.10 材料準(zhǔn)備及打印測試 / 226
參考文獻(xiàn) / 228