RTDK 3D打印 打印未来 9787504663771 中国科学技术出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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中国机械工程学会 著

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出版社： 中国科学技术出版社

ISBN：9787504663771

商品编码：29601585173

包装：平装

出版时间：2013-06-01

基本信息

书名：3D打印 打印未来

定价：36.00元

作者：中国机械工程学会

出版社：中国科学技术出版社

出版日期：2013-06-01

ISBN：9787504663771

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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该书讲述了3D打印的原理和10种工艺，100个精彩案例，更配以精美图片，让专业人士和大众既了解了这门新技术的科学原理，又让我们充分体验了它在各个领域的广泛应用，可谓知其然更知其所以然。精美的图片，细致的阐述，让大众在学习、欣赏、思考中惊叹！喜欢这种体验吗？请打开《3D打印打印未来》吧！你的未来由你打印！

内容提要

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《3D打印打印未来》是由我国从事增材制造的专家，学者集体编著，这些专家、学者分别来自清华大学、北京航空航天大学、华中科技大学、华南理工大学、西安交通大学、西北工业大学、中航工业北京航空制造工程研究所、西北有色金属研究院等单位。该书旨在科学前瞻、冷静客观并尽量通俗易懂地向社会公众介绍增材制造技术。本书主要说明了3D打印技术的由来、技术特点、工艺原理、发展现状、未来发展趋势等内容，并系统地整理了100个典型应用案例，以期用通俗易懂的语言，直观形象的精美图片，使得该技术能够全面、生动地展现在读者面前，也为推动我国增材制造技术发展和产业应用贡献一份力量。

目录

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引 言

3D打印与新工业革命

章 什么是3D打印

第二章 3D打印的由来

第三章 现在的3D打印

第四章 3D打印100例

第五章 3D打印的未来

后记

作者介绍

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本书作者都是来自青华大学、北京航空航天大学、华中科技大学、华南理工大学、西安交通大学、西北工业大学、中航工业北京航空制造工程研究所、西北有色金属研究院等单位的众多专家学者撰写和统稿。他们都是增材制造技术（3D打印技术）的*专家。

文摘

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序言

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《工业级3D打印：金属与复合材料的应用与创新》 概述 本书聚焦于当前3D打印技术中最具潜力和挑战性的领域——工业级金属打印与高性能复合材料打印。随着增材制造技术的飞速发展，其在航空航天、汽车制造、医疗器械、能源等高端工业领域的应用日益广泛，对材料的性能、打印的精度、制造的效率提出了前所未有的要求。本书旨在深入剖析工业级3D打印在金属和复合材料方面的核心技术、前沿进展、关键应用以及未来发展趋势，为相关领域的科研人员、工程师、技术管理者以及对3D打印技术感兴趣的读者提供一本详实、权威的参考指南。 第一部分：工业级金属3D打印技术深度解析 金属3D打印，特别是选区激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）、定向能沉积（DED）等主流技术，已不再是概念验证的阶段，而是正在深刻改变传统制造业的格局。本部分将从以下几个维度展开： 1. 核心打印工艺原理与技术特点 选区激光熔化 (SLM)： 详细阐述激光与金属粉末相互作用的物理过程，包括粉末床预热、逐层扫描、熔池形成与凝固动力学。分析不同激光器（如光纤激光、CO2激光）的特点及其对打印质量的影响。深入探讨影响打印成功率和零件性能的关键参数，如能量密度、扫描策略（栅格扫描、轮廓扫描）、层厚、扫描速度等。 电子束熔化 (EBM)： 介绍电子束作为能量源的独特优势，如高功率密度、无氧环境下的打印能力。对比EBM与SLM在设备结构、工艺环境、材料适用性、打印速度、表面粗糙度等方面的差异。重点分析EBM在打印钛合金、镍基高温合金等特殊材料时的性能表现。 定向能沉积 (DED)： 详细阐述DED技术（包括激光沉积、电子束沉积、电弧沉积）的工艺流程，即在基材表面或已有零件上，通过激光、电子束或电弧将金属材料（粉末或丝材）熔化并堆积成型。分析DED在修复、增材制造大型结构件、多材料复合方面的独特优势，以及其与粉末床熔化技术的区别。 其他金属3D打印技术： 简要介绍金属粘结打印 (MPP)、冷喷涂等技术，分析其适用范围和发展潜力。 2. 金属材料的挑战与创新 常用工业金属材料： 钛合金： 详细分析TC4、TC11、Ti6Al2Sn4Zr6Mo等航空航天领域常用钛合金的3D打印性能、微观组织演变、力学性能变化（强度、韧性、疲劳寿命），以及热处理对性能的影响。 镍基高温合金： 重点介绍GH3030、GH4169等在航空发动机、燃气轮机等高温环境下使用的镍基合金的3D打印工艺优化，包括热裂纹、孔隙的控制，以及高温性能、蠕变性能的提升。 铝合金： 分析AlSi10Mg、Al7075等铝合金在3D打印中的变形、热应力问题，以及如何通过优化工艺参数和后处理来获得高质量的铝合金零件。 不锈钢： 探讨316L、17-4PH等不锈钢在通用工业、医疗器械领域的3D打印应用，以及其耐腐蚀性、机械性能的评估。 难熔金属与特种合金： 简要介绍钨、钼、钽、锆等难熔金属以及钴基合金、铜合金等的3D打印技术进展和潜在应用。 材料设计的创新： 新型合金开发： 讨论如何基于3D打印的成形特点，设计具有更高比强度、更好耐高温性能、特殊磁性或导电性等功能的新型金属合金。 粉末工程： 深入分析金属粉末的球形度、粒度分布、流动性、氧含量等对打印质量的关键影响。探讨粉末制备技术（如等离子旋转电极法、气雾化法）的最新进展。 多材料打印： 介绍在同一零件上实现不同金属材料（如高强度钢与耐磨合金）的梯度分布或功能集成，以满足复杂的使用需求。 3. 工艺优化与质量控制 打印过程模拟与仿真： 介绍热仿真、应力仿真等在预测打印过程中变形、残余应力、微观组织形成方面的重要作用。阐述如何利用仿真结果指导工艺参数的优化。 在线监测与反馈控制： 探讨基于机器视觉、红外探测、声学传感等技术的在线监测手段，用于实时检测熔池状态、层间粘结情况、表面缺陷等，并实现闭环反馈控制，提高打印的稳定性和可靠性。 后处理技术： 详细介绍热处理（退火、固溶、时效）、表面处理（精加工、抛光）、机械加工等对提升3D打印金属零件性能、精度和表面质量的关键作用。 无损检测 (NDT)： 讨论X射线成像、超声波检测、CT扫描等在金属3D打印件内部缺陷检测方面的应用，以及标准规范的建立。 4. 关键工业应用领域 航空航天： 重点分析3D打印在制造轻质高强度的发动机零部件（如涡轮叶片、燃烧室）、结构件（如支架、舱门）、管路等方面的案例，以及其带来的减重、性能提升、缩短研发周期等效益。 汽车工业： 介绍3D打印在制造高性能发动机部件、底盘结构件、定制化内饰件、模具等方面的应用，以及其在小批量生产、快速原型验证中的优势。 医疗器械： 重点阐述3D打印在定制化植入物（如骨科、齿科）、手术导板、医疗器械精密零部件的制造，以及其生物相容性、力学性能的评估。 能源与动力： 分析3D打印在制造燃气轮机叶片、核电站关键部件、石油天然气设备的耐磨损、耐腐蚀零件等方面的应用。 模具制造： 探讨3D打印在制造复杂冷却通道模具、快速换热模具、定制化模具镶件等方面的应用，以及其如何提高模具的效率和使用寿命。 第二部分：高性能复合材料3D打印的探索与实践 复合材料以其轻质、高强、可设计性强的特点，在高端制造领域有着不可替代的地位。3D打印技术的引入，为复合材料的成形带来了革命性的变化，能够制造出传统工艺难以实现的复杂结构。本部分将聚焦于纤维增强复合材料（FRP）和陶瓷基复合材料（CMC）的3D打印。 1. 纤维增强复合材料 (FRP) 3D打印 碳纤维增强聚合物 (CFRP) 3D打印： 技术路径： 详细介绍切片碳纤维增强聚合物打印（如Fused Filament Fabrication, FFF）、连续碳纤维增强聚合物打印（如Markforged、Continuous Fiber Fabrication, CFF）等主流技术。分析不同技术的原理、优势与局限性。 材料体系： 探讨不同基体材料（如PLA、ABS、尼龙、PEEK、PEI）与碳纤维的结合方式，以及纤维的类型（短切、连续）、铺层密度、角度对打印件力学性能的影响。 性能挑战与解决方案： 分析纤维与基体间的界面结合强度、打印件的各向异性、内部缺陷（如孔隙、纤维结块）等问题，以及通过优化打印参数、后处理（如热压罐固化）等手段提升性能。 应用前景： 探讨CFRP在航空航天结构件、汽车轻量化部件、无人机、高性能运动器材等领域的应用潜力。 玻璃纤维、凯夫拉纤维增强聚合物打印： 简要介绍这些纤维增强聚合物在特定应用场景下的3D打印技术和性能特点。 2. 陶瓷基复合材料 (CMC) 3D打印 陶瓷墨水与浆料打印： 技术原理： 详细介绍陶瓷材料通过粘结剂（如聚合物）形成墨水或浆料，再通过喷墨打印、立体光固化（SLA）、数字光处理（DLP）等技术进行逐层成形。 烧结工艺： 重点分析后处理烧结过程对陶瓷打印件致密化、晶粒生长、微观结构形成以及最终性能的关键影响。介绍不同烧结技术（如高温烧结、放电等离子烧结 (SPS)）的特点。 材料体系： 探讨氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅等陶瓷材料在3D打印中的应用，以及其复合材料（如纤维增强陶瓷）的制备。 粘结剂喷射成型 (Binder Jetting)： 介绍将陶瓷粉末与粘结剂混合，通过喷嘴选择性地喷射粘结剂，将粉末粘合在一起，形成“绿坯”后进行烧结的过程。 应用挑战与机遇： 分析CMC 3D打印在高温结构件（如航空发动机热端部件）、耐磨损零件、生物陶瓷等领域的挑战，以及其在复杂结构制造方面的独特优势。 3. 复合材料3D打印的共性挑战与发展趋势 多材料打印与功能集成： 探讨如何实现不同类型复合材料（如硬质纤维与柔性基体）或复合材料与金属的集成打印，以实现结构与功能的协同优化。 高性能化与可靠性： 强调提升复合材料3D打印件的力学性能、耐久性、抗疲劳性，以及建立可靠的质量评估体系。 自动化与智能化： 展望未来复合材料3D打印在生产线上的自动化集成，以及基于AI和大数据进行工艺优化和质量预测。 可持续性： 探讨绿色环保的复合材料打印技术和可回收性。 第三部分：工业级3D打印的未来展望 智能化与数字化工厂： 3D打印技术如何与物联网、大数据、人工智能融合，构建高度智能化的数字化制造体系。 增材制造与减材制造的协同： 探讨增材制造与传统减材制造（如CNC加工）的优势互补，实现混合制造模式。 标准化与认证体系： 建立完善的工业级3D打印材料、工艺、产品标准和认证体系，推动技术的规模化应用。 人才培养与生态建设： 强调培养复合型人才，构建完整的产业生态，推动3D打印技术持续创新与发展。 结论 本书不仅对工业级金属3D打印与复合材料3D打印的核心技术进行了系统性的梳理和深入的分析，更着眼于这些技术在实际工业应用中的挑战与机遇。通过对材料、工艺、应用及未来趋势的全面探讨，本书旨在为读者提供一个清晰、深入的视角，理解3D打印技术如何赋能现代工业，并共同塑造“打印未来”的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对科技发展趋势略有关心的人，我一直在关注3D打印的动向。这本书的出现，让我觉得这是一个非常值得深入了解的机会。我期待它能够为我提供一个清晰的行业发展脉络，从3D打印技术的起源、发展到现在的成熟阶段，以及未来可能的发展方向。我尤其想知道，在中国，3D打印技术目前发展到了什么程度，有哪些领先的研究机构和企业，以及它们在哪些领域取得了突破性的进展。《RTDK 3D打印 打印未来》这个书名，让我觉得它很可能涵盖了中国在3D打印领域的研究成果和发展愿景。我希望它能展现出中国在这一新兴技术领域的实力和潜力，以及它为国家科技进步和社会发展所做出的贡献。如果书里还能包含一些具体的案例分析，那就更好了，这样我就可以更直观地理解3D打印技术是如何解决实际问题的，以及它对各行各业带来的影响。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我首先想到的是它能否帮助我理解3D打印的“底层逻辑”。我可能不是一个技术专家，但我对事物的工作原理总是有着强烈的好奇心。我想知道，3D打印的各种技术，比如FDM、SLA、SLS等等，它们各自的原理是什么？为什么它们能够将数字模型转化为实体？书里是否会详细地讲解这些不同打印技术的优缺点，以及它们适用的场景？而且，我还会关注它对于材料科学的影响，3D打印技术的发展，很大程度上取决于新材料的开发。这本书能否介绍一些目前主流的3D打印材料，以及未来可能出现的创新材料？我希望它能让我对3D打印有一个更加系统、更加深入的认知，不仅仅停留在“它能做什么”的层面，更能理解“它为什么能这样做”。这种对技术原理的探究，往往能带来更持久的思考和更深刻的感悟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，让我感觉3D打印这个曾经高冷的专业技术，终于有了走进大众视野的机会。我个人对这种“无中生有”的制造技术一直非常着迷，总觉得它蕴含着巨大的潜力。读这本书，我最想看到的是它能给我带来哪些具体的启发。比如，如果我想尝试自己设计一些小玩意儿，这本书能不能提供一些基础的建模思路和打印参数的建议？或者，它能否介绍一些适合初学者入门的3D打印机类型和材料选择？我并不一定需要非常深入的工程学原理，但能够理解整个流程，知道如何将自己的想法变成实物，这就非常棒了。而且，我很关心3D打印在个性化定制方面的应用。想象一下，未来我们可以根据自己的需求，打印出独一无二的家具、服装，甚至是个性化的医疗器械，这简直太酷了！这本书能否描绘出这样一幅生动的未来图景，让我觉得3D打印不再是冰冷的技术，而是服务于我们生活、满足我们需求的有力工具。

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到这本《RTDK 3D打印 打印未来》的瞬间，就被它厚重的质感和封面上那种科技感十足的线条吸引了。一直以来，3D打印对我来说就像科幻电影里的东西，感觉遥不可及，但这本书的封面设计却给了我一种“它就在那里，触手可及”的暗示。翻开第一页，那种油墨的清香混合着纸张特有的味道，就让我瞬间进入了一种学习的状态。我特别期待书里能够深入浅出地讲解3D打印的原理，比如那些神奇的打印材料是怎么被一层一层堆叠起来的，还有它在不同领域的应用，像医疗、航空航天、甚至是艺术创作，这些都让我充满了好奇。这本书的副标题“打印未来”，更是点燃了我对未来世界无限的遐想。我希望它不仅仅是一本技术手册，更能成为一本激发灵感的指南，让我看到3D打印如何改变我们的生活，创造出我们现在还无法想象的可能。这本书的书名本身就带着一种前瞻性和颠覆性，所以我对它寄予了厚望，希望它能为我打开一扇通往新世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，技术的进步最终是要服务于人的。对于3D打印，我最关心的是它如何真正地改善人们的生活。这本书的“打印未来”这个副标题，让我对接下来的内容充满了期待。我希望它能带我领略3D打印在解决社会痛点方面的能力，比如如何通过3D打印技术加速新药的研发，或者制造出更轻便、更高效的医疗假肢，甚至是如何通过3D打印技术实现可持续发展，减少资源浪费。我更希望看到一些关于3D打印在教育领域的应用，它能否成为激发孩子们想象力和创造力的新型教学工具？通过3D打印，孩子们是不是可以亲手制作出自己的科学模型、艺术作品，从而更深刻地理解知识？如果这本书能够展现出3D打印技术温暖、人文的一面，并且描绘出它如何构建一个更美好、更公平的未来，那我一定会非常喜欢。