3D打印成型工艺及材料

第1章 绪论 1

1.1 3D打印的发展历程 2

1.1.1 国外发展历程 2

1.1.2 国内发展历程 3

1.2 3D打印基本原理与流程 4

1.2.1 基本原理 4

1.2.2 基本流程 5

1.3 3D打印技术的分类 7

1.3.1 按成型工艺分类 7

1.3.2 按加工材料分类 9

1.4 3D打印材料 10

1.5 3D打印的数据建模与处理 11

1.5.1 三维建模方法 11

1.5.2 STL数据和文件输出 12

1.6 3D打印的优势与局限 13

1.6.1 3D打印的优势 13

1.6.2 3D打印的局限 14

思考与练习 15

第2章 光固化成型工艺及材料 16

2.1 概述 16

2.2 成型原理及工艺 17

2.2.1 成型原理 17

2.2.2 成型工艺 19

2.2.3 工艺特点 24

2.3 成型系统 24

2.3.1 SLA成型系统 24

2.3.2 DLP成型系统 32

2.3.3 PolyJet成型系统 33

2.4 成型材料 34

2.4.1 光敏树脂的性能要求 34

2.4.2 光敏树脂的组成 35

2.4.3 光敏树脂的分类 36

2.5 成型影响因素 38

2.5.1 原理性误差 39

2.5.2 工艺性误差 41

2.5.3 后处理误差 44

2.6 典型应用 44

思考与练习 47

第3章 选区激光烧结工艺及材料 48

3.1 概述 48

3.2 成型原理及工艺 49

3.2.1 成型原理 49

3.2.2 成型工艺 51

3.2.3 工艺特点 52

3.3 成型系统 53

3.3.1 光学扫描系统 53

3.3.2 供粉及铺粉系统 55

3.4 成型材料 56

3.4.1 粉末特性 56

3.4.2 成型材料分类 58

3.5 成型影响因素 61

3.5.1 原理性误差 61

3.5.2 工艺性误差 63

3.5.3 制件缺陷及改进措施 66

3.6 典型应用 67

思考与练习 68

第4章 选区激光熔化工艺及材料 69

4.1 概述 69

4.2 成型原理及工艺 70

4.2.1 成型原理 70

4.2.2 成型工艺 71

4.2.3 工艺特点 72

4.3 成型系统 73

4.3.1 主机 73

4.3.2 激光器 73

4.3.3 光路传输系统 74

4.4 成型材料 76

4.4.1 粉末材料分类 76

4.4.2 金属粉末材料特性 76

4.4.3 常用的金属粉末材料 79

4.5 成型影响因素 80

4.5.1 原理性误差 80

4.5.2 工艺性误差 81

4.6 典型应用 83

思考与练习 85

第5章 熔融沉积成型工艺及材料 86

5.1 概述 86

5.2 成型原理及工艺 87

5.2.1 成型原理 87

5.2.2 成型工艺 91

5.2.3 工艺特点 93

5.3 成型系统 94

5.3.1 机械系统 95

5.3.2 控制系统 101

5.4 成型材料 103

5.4.1 成型材料 104

5.4.2 支撑材料 111

5.5 成型影响因素 112

5.5.1 原理性误差 113

5.5.2 工艺性误差 116

5.5.3 后处理误差 121

5.6 典型应用 121

思考与练习 124

第6章 三维印刷成型工艺及材料 125

6.1 概述 125

6.2 成型原理及工艺 126

6.2.1 成型原理 126

6.2.2 成型工艺 127

6.2.3 工艺特点 128

6.3 成型系统 128

6.3.1 喷墨系统 129

6.3.2 X-Y-Z运动系统 131

6.3.3 其他部件 132

6.4 成型材料 132

6.4.1 粉末材料 132

6.4.2 粘结剂 136

6.5 成型影响因素 136

6.6 典型应用 138

思考与练习 141

第7章 分层实体制造工艺及材料 142

7.1 概述 142

7.2 成型原理及工艺 143

7.2.1 成型原理 143

7.2.2 成型工艺 144

7.2.3 工艺特点 147

7.3 成型系统 148

7.3.1 切割系统 148

7.3.2 升降系统 153

7.3.3 加热系统 153

7.3.4 原料供应与回收系统 157

7.4 成型材料 159

7.4.1 薄层材料 159

7.4.2 热熔胶 161

7.4.3 涂布工艺 161

7.5 成型影响因素 162

7.5.1 原理性误差 162

7.5.2 工艺性误差 164

7.6 典型应用 169

思考与练习 171

第8章 生物打印工艺及材料 172

8.1 概述 172

8.2 成型原理及工艺 174

8.2.1 激光生物打印 175

8.2.2 喷墨生物打印 175

8.2.3 挤出沉积生物打印 177

8.3 成型材料 178

8.3.1 生物打印材料性能要求 178

8.3.2 常用的生物打印材料 180

8.3.3 生物打印中水凝胶的重要特性 183

8.4 典型应用 185

思考与练习 195

第9章 其他成型工艺及材料 196

9.1 形状沉积制造工艺及材料 196

9.1.1 概述 196

9.1.2 成型原理及工艺 196

9.1.3 成型系统 199

9.1.4 成型材料 201

9.1.5 成型影响因素 202

9.1.6 典型应用 203

9.2 电子束熔化成型工艺及材料 204

9.2.1 概述 204

9.2.2 成型原理及工艺 205

9.2.3 成型系统 207

9.2.4 成型材料 209

9.2.5 成型影响因素 210

9.2.6 典型应用 210

9.3 激光近净成型工艺及材料 212

9.3.1 概述 212

9.3.2 成型原理及工艺 213

9.3.3 成型系统 218

9.3.4 成型材料 219

9.3.5 成型影响因素 220

9.3.6 典型应用 222

思考与练习 223

第10章 3D打印综合实例 224

10.1 光固化成型综合实例 224

10.1.1 案例分析 224

10.1.2 成型设备 225

10.1.3 3D打印 227

10.2 选区激光烧结综合实例 232

10.2.1 案例分析 232

10.2.2 成型设备 233

10.2.3 3D打印 234

10.3 选区激光熔化综合实例 239

10.3.1 案例分析 239

10.3.2 成型设备 239

10.3.3 3D打印 240

10.4 熔融沉积成型综合实例 247

10.4.1 案例分析 247

10.4.2 成型设备 248

10.4.3 3D打印 248

10.5 三维印刷成型综合实例 253

10.5.1 案例分析 253

10.5.2 成型设备 253

10.5.3 3D打印 254

思考与练习 260

参考文献 262