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出版时间 :
增材制造技术原理及应用探究
0.00     定价 ¥ 58.00
浙江图书馆
  • ISBN:
    9787548482390
  • 作      者:
    毛涛
  • 出 版 社 :
    哈尔滨出版社
  • 出版日期:
    2025-01-01
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内容介绍
  《增材制造技术原理及应用探究》一书全面介绍了增材制造技术(又称3D打印技术)的定义、发展历程、基本原理、分类特点、应用领域及未来发展趋势。书中详细阐述了增材制造技术的起源,从1983年查尔斯·赫尔发明的立体光刻技术(SLA)开始,到后续各种技术的不断涌现,如选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积建模(FDM)等,展现了其从实验室走向工业化的历程。增材制造技术基于数字模型文件,通过逐层堆积材料制造三维实体,具有复杂形状制造、个性化定制、材料利用率高等优势。其应用领域广泛,包括航空航天、汽车工业、医疗、建筑等,并推动了这些行业的产品开发和生产方式创新。书中还探讨了增材制造技术未来的发展方向,如高精度、高效率、智能化、自动化和数字化,及其在可持续发展中的作用,为制造业的转型升级提供了重要参考。
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精彩书摘
  第一章 增材制造技术概述
  第一节 增材制造技术的定义与发展历程
  一、增材制造技术的起源与基本概念
  增材制造技术,作为一种革命性的制造方法,自其诞生之日起就受到了广泛的关注。其起源可以追溯到20世纪80年代,随着计算机技术的迅猛发展,人们开始探索将计算机技术与制造技术相结合,以实现更高效、更精准的制造过程。增材制造技术就是在这样的背景下应运而生,并对人们的生活产生了巨大的影响。
  (一)增材制造技术的起源
  增材制造技术的起源可以追溯到美国科学家查尔斯·赫尔在1983年发明的立体光刻技术(SLA)。这项技术利用光敏树脂材料在紫外激光的照射下逐层固化,从而构建出三维实体。立体光刻技术的出现,标志着增材制造技术的诞生,也开启了3D打印技术的新篇章。
  随后,各种增材制造技术不断涌现,如选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积建模(FDM)、电子束熔化(EBM)等。这些技术各有特点,但都遵循着逐层累加的基本原理,通过材料的逐层堆积来制造三维实体。随着技术的不断进步和完善,增材制造技术逐渐从实验室走向了工业化生产,成为现代制造业的重要组成部分。
  (二)增材制造的基本概念
  增材制造技术,又称3D打印技术,是一种基于数字模型文件,使用可黏合材料如金属粉末、塑料、陶瓷等逐层打印出三维实体的技术。其基本原理是将计算机辅助设计(CAD)等设计软件中的三维模型进行切片处理,得到一系列二维层面数据,然后利用增材制造设备将这些二维层面逐层堆积起来,最终形成三维实体。
  与传统减材制造技术相比,增材制造技术具有显著的优势。首先,它能够实现复杂形状和结构的制造,无须复杂的模具和工装,大幅缩短了产品开发和制造周期。其次,增材制造技术可以实现个性化定制和小批量生产,满足了市场对多样化、个性化产品的需求。此外,增材制造技术还具有材料利用率高、能源消耗低等优点,符合可持续发展的要求。
  (三)增材制造技术的应用领域与发展前景
  增材制造技术作为一种前沿的制造技术,已经在多个领域得到了广泛应用。在航空航天领域,增材制造技术可以制造复杂的零部件和结构件,降低重量、提高性能,为航空航天器的设计和制造提供了新的解决方案。在汽车工业中,增材制造技术可以实现汽车零部件的快速原型制作和个性化定制,提高了产品的设计灵活性和市场竞争力。在医疗领域,增材制造技术可以制造定制化的医疗器械和植人物,为患者提供更好的治疗效果和生活质量。此外,增材制造技术还在建筑设计、艺术品制作、教育培训等领域发挥着重要作用。
  随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,增材制造技术的发展前景十分广阔。未来,增材制造技术将进一步实现高精度、高效率、高性能的制造,满足更多领域的需求。同时,随着新型材料的研发和应用,增材制造技术将能够制造出更加复杂、更加精细的三维实体,为各行业的发展提供更多的可能性。
  此外,智能化、自动化和数字化也是增材制造技术发展的重要趋势。通过与人工智能、大数据等技术的结合,增材制造技术将实现更高效的制造过程、更精准的质量控制及更灵活的生产方式。这将进一步推动制造业的转型升级和创新发展,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
  总之,增材制造技术作为一种革命性的制造技术,已经在多个领域展现出了巨大的潜力和价值。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,增材制造技术将在未来发挥更加重要的作用,为人类社会的发展带来更多的创新和机遇。
  二、增材制造技术的发展脉络与重要节点
  增材制造技术,自其诞生之日起,便以其独特的制造理念和技术优势,引领着制造业的深刻变革。经过数十年的发展,增材制造技术已经走过了从实验室探索到工业化应用的漫长道路,其间经历了多个重要的发展节点,形成了清晰的发展脉络。
  (一)技术萌芽与初步探索阶段在增材制造技术的萌芽阶段,科学家们开始探索将计算机技术与制造技术相结合的可能性。1983年,美国科学家查尔斯·赫尔成功发明了立体光刻技术(SLA),这标志着增材制造技术的诞生。随后,其他科学家和工程师们纷纷投入到这一新兴领域的研究中,不断探索新的工艺方法和材料体系。
  在这一阶段,增材制造技术的主要特点是实验性和探索性。由于技术尚未成熟,设备的精度和稳定性有限,制造出的产品主要用于验证技术的可行性和探索新的应用领域。尽管如此,这一阶段的研究为增材制造技术的后续发展奠定了坚实的基础。
  (二)技术成熟与工业化应用阶段
  随着研究的深入和技术的不断完善,增材制造技术逐渐走向成熟。在这一阶段,增材制造设备的精度和稳定性得到了显著提升,制造工艺和材料体系也日趋完善。这使得增材制造技术能够制造出更加复杂、更加精细的产品,满足了更多领域的需求。
  ……
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目录
第一章 增材制造技术概述 1
第一节 增材制造技术的定义与发展历程 1
第二节 增材制造技术的分类与特点 5
第三节 增材制造技术的应用研究 9
第四节 增材制造技术在工业革命中的角色 18

第二章 增材制造技术基本原理 23
第一节 增材制造技术的基本原理 23
第二节 材料选择与性能要求 28
第三节 设计软件与建模技术 34
第四节 材料沉积过程与参数控制 41
第五节 增材制造工艺流程与步骤 47

第三章 光固化增材制造技术 53
第一节 光固化原理与设备介绍 53
第二节 光固化材料与特性 58
第三节 光固化增材制造工艺的优势与挑战 63
第四节 光固化增材制造在医疗领域的应用 68
第五节 光固化增材制造的未来发展方向 71

第四章 粉末床熔化增材制造技术 74
第一节 粉末床熔化原理与设备介绍 74
第二节 金属粉末与塑料粉末的选择与特性 76
第三节 粉末床熔化增材制造工艺的优势与挑战 79
第四节 粉末床熔化增材制造在航空航天领域的应用 80
第五节 粉末床熔化增材制造的未来发展方向 82

第五章 激光烧结增材制造技术 85
第一节 激光烧结原理与设备介绍 85
第二节 烧结材料与特性 86
第三节 激光烧结增材制造在汽车工业领域的应用 88
第四节 激光烧结增材制造的未来发展方向 89

第六章 喷墨增材制造技术 92
第一节 喷墨原理与设备介绍 92
第二节 喷墨材料与特性 96
第三节 喷墨增材制造工艺的优势与挑战 101
第四节 喷墨增材制造在艺术领域的应用 105
第五节 喷墨增材制造的未来发展方向 109

第七章 电子束熔化增材制造技术 114
第一节 电子束熔化原理与设备介绍 114
第二节 电子束熔化材料与特性 118
第三节 电子束熔化增材制造工艺的优势与挑战 122
第四节 电子束熔化增材制造在航空领域的应用 126
第五节 电子束熔化增材制造的未来发展方向 130

第八章 原型制作与快速成型技术 134
第一节 原型制作的概念与历史发展 134
第二节 快速成型技术的基本原理 136
第三节 快速成型技术在产品设计与开发中的应用 140
第四节 快速成型技术与工业制造的融合 144
第五节 快速成型技术的未来展望与趋势 149

第九章 增材制造材料与性能探究 154
第一节 金属增材制造材料的选择与特性 154
第二节 塑料增材制造材料的选择与特性 157
第三节 陶瓷增材制造材料的选择与特性 160
第四节 复合材料在增材制造中的应用 163
第五节 新型增材制造材料的研究与展望 165

参考文献 173
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