聊聊 - 3D打印技術(shù)
Wednesday
2019.03.06
“中國(guó)制造2025”提出通過(guò)三個(gè)十年的“三步走”戰(zhàn)略抒蚜，使中國(guó)制造綜合實(shí)力進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)前列。近三十年來(lái)耘戚，3D打游怂琛（增材制造）技術(shù)是歐美日等高端工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、試制收津、定型的重要支撐技術(shù)饿这，也是中國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新浊伙、重點(diǎn)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重大共性需求技術(shù)。 ?
新的增材原理长捧、新材料的研發(fā)嚣鄙、設(shè)備創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)串结、工程應(yīng)用哑子，必然引起各國(guó)“產(chǎn)學(xué)研投”界的高度關(guān)注。
3D打印是一種采用數(shù)字驅(qū)動(dòng)方式將材料逐層堆積成形的先進(jìn)制造技術(shù)肌割。它將傳統(tǒng)的多維制造降為二維制造卧蜓，突破了傳統(tǒng)制造方法的約束和限制，能將不同材料自由制造成空心結(jié)構(gòu)把敞、多孔結(jié)構(gòu)弥奸、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及功能梯度結(jié)構(gòu)等，從根本上改變了設(shè)計(jì)思路奋早，即將面向工藝制造的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)變?yōu)槊嫦蛐阅茏顑?yōu)的設(shè)計(jì)盛霎。
3D打印突破了傳統(tǒng)制造技術(shù)對(duì)零部件材料、形狀伸蚯、尺度摩渺、功能等的制約，幾乎可制造任意復(fù)雜的結(jié)構(gòu)剂邮，可覆蓋全彩色摇幻、異質(zhì)、功能梯度材料挥萌，可跨越宏觀绰姻、介觀、微觀引瀑、原子等多尺度狂芋，可整體成形甚至取消裝配。
3D打印是一項(xiàng)集機(jī)械憨栽、計(jì)算機(jī)帜矾、數(shù)控、材料等多學(xué)科于一體的屑柔，新的數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)屡萤，應(yīng)用該技術(shù)可以成形任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)掸宛。
其制造材料涵蓋了金屬死陆、非金屬、陶瓷唧瘾、復(fù)合材料和超材料等措译，并正在從3D打印向4D别凤、5D打印方向發(fā)展，尺度上已實(shí)現(xiàn)8 m構(gòu)件制造并向微納制造發(fā)展领虹，制造地點(diǎn)也由地表制造向星際规哪、太空制造發(fā)展。
這些進(jìn)展促進(jìn)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念的變革掠械，而智能技術(shù)的融入又會(huì)促成新的發(fā)展由缆。3D打印應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛注祖，在航空猾蒂、航天、航海是晨、潛海肚菠、交通裝備、生物醫(yī)療罩缴、康復(fù)產(chǎn)業(yè)蚊逢、文化創(chuàng)意、創(chuàng)新教育等領(lǐng)域都有非常誘人的前景箫章。
中國(guó)高度重視3D打印技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展烙荷，通過(guò)國(guó)家基金項(xiàng)目、攻關(guān)項(xiàng)目檬寂、研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目支持3D打印技術(shù)的研發(fā)推廣终抽，經(jīng)過(guò)二十多年培養(yǎng)了一批老中青結(jié)合、具有國(guó)際化視野的科研人才桶至，國(guó)際合作廣泛深入昼伴，國(guó)際交流碩果累累。
作為“中國(guó)制造2025”的發(fā)展重點(diǎn)镣屹，3D打印在近幾年取得了蓬勃發(fā)展圃郊，圍繞重大需求形成了不同行業(yè)的示范應(yīng)用。通過(guò)政策引導(dǎo)女蜈，在社會(huì)各界共同努力下持舆，3D打印關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，裝備性能顯著提升伪窖，應(yīng)用領(lǐng)域日益拓展逸寓，技術(shù)生態(tài)和產(chǎn)業(yè)體系初步形成；涌現(xiàn)出一批具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的骨干企業(yè)惰许，形成了若干產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)席覆，整個(gè)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展局面。
華中科技大學(xué)出版社緊跟時(shí)代潮流汹买，瞄準(zhǔn)3D打印科學(xué)技術(shù)前沿佩伤，組織策劃了本套“3D打印前沿技術(shù)叢書(shū)”聊倔，并且，其中多部將與愛(ài)思唯爾（Elsevier）出版社一起生巡，向全球聯(lián)合出版發(fā)行英文版耙蔑。本套叢書(shū)內(nèi)容聚焦前沿、關(guān)注應(yīng)用孤荣、涉獵廣泛甸陌，不同領(lǐng)域?qū)＜摇W(xué)者從不同視野展示學(xué)術(shù)觀點(diǎn)盐股，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科交叉融合钱豁。
本套叢書(shū)采用開(kāi)放選題模式，聚焦3D打印技術(shù)前沿及其應(yīng)用的多個(gè)領(lǐng)域疯汁，如航空航天牲尺、工藝裝備、生物醫(yī)療幌蚊、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等領(lǐng)域谤碳。本套叢書(shū)不僅可以成為我國(guó)有關(guān)領(lǐng)域?qū)＜摇W(xué)者學(xué)術(shù)交流與合作的平臺(tái)溢豆，也是我國(guó)科技人員展示研究成果的國(guó)際平臺(tái)蜒简。
3D打印正在各行業(yè)中發(fā)揮作用，極大地拓展了產(chǎn)品的創(chuàng)意與創(chuàng)新空間漩仙，優(yōu)化了產(chǎn)品的性能搓茬；大幅降低了產(chǎn)品的研發(fā)成本，縮短了研發(fā)周期讯赏，極大地增強(qiáng)了工藝實(shí)現(xiàn)能力垮兑。因此，3D打印未來(lái)將對(duì)各行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響漱挎。為此系枪，“中國(guó)制造2025”、德國(guó)“工業(yè)4.0”磕谅、美國(guó)“增材制造路線(xiàn)圖”私爷，以及“歐洲增材制造戰(zhàn)略”等都視3D打印為未來(lái)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的核心。
《光固化3D打印技術(shù)》
王永信膊夹，宗學(xué)文 編著
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
本書(shū)介紹了光固化3D打印基本原理和前沿技術(shù)衬浑，在常見(jiàn)工藝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析其成功應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)放刨；以點(diǎn)掃描累加設(shè)備為例工秩，詳細(xì)介紹了3D打印設(shè)備的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)，分析了激光掃描系統(tǒng)、增材裝置助币、涂鋪系統(tǒng)浪听、液位控制系統(tǒng)（發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)）、樹(shù)脂加熱系統(tǒng)等功能模塊的設(shè)計(jì)要求眉菱，以及聯(lián)合調(diào)試迹栓、工藝測(cè)試方法；
以數(shù)據(jù)處理流程為主線(xiàn)俭缓，介紹了三維數(shù)模的建立克伊、缺陷修復(fù)方法、設(shè)備坐標(biāo)系定向华坦、支撐種類(lèi)選擇愿吹、自動(dòng)生成方法、分層處理季春、激光掃描算法洗搂、軟件功能規(guī)劃等內(nèi)容。
作者介紹：
王永信高級(jí)工程師载弄，研究生導(dǎo)師，現(xiàn)任中國(guó)機(jī)械制造工藝協(xié)會(huì)快速原型制造技術(shù)分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)撵颊、快速制造國(guó)家工程研究中心副主任宇攻、快速成形制造技術(shù)教育部工程研究中心副主任。
研究方向?yàn)樵霾闹圃旒夹g(shù)倡勇、逆向工程與檢測(cè)技術(shù)逞刷、快速模具技術(shù)、智能制造技術(shù)妻熊。承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目夸浅、國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目等多個(gè)科研項(xiàng)目扔役。積極開(kāi)拓與企業(yè)的橫向協(xié)作帆喇，推廣高新技術(shù)成果的示范應(yīng)用。出版著作3部亿胸，發(fā)表論文10余篇坯钦，獲5項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)，獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)侈玄、陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)婉刀。
《3D反求技術(shù)》
梁晉，史寶全 編著
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
反求技術(shù)用于獲得實(shí)物的三維數(shù)據(jù)模型序仙，其與3D打印技術(shù)緊密配合突颊，可有效縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力律秃。
本書(shū)從數(shù)據(jù)采集呈昔、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)建模三個(gè)方面對(duì)3D反求技術(shù)所涉及的各種理論與方法進(jìn)行了系統(tǒng)性的闡述，尤其是詳細(xì)介紹了各種先進(jìn)的光學(xué)三維測(cè)量理論與方法友绝，并介紹了一些典型案例堤尾，以使讀者了解3D反求技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景迁客。
作者介紹：
梁晉西安交通大學(xué)教授郭宝，博士生導(dǎo)師。主要從事跨學(xué)科的機(jī)械電子和信息技術(shù)研究掷漱，將近景工業(yè)攝影測(cè)量粘室、三維光學(xué)測(cè)量、計(jì)算機(jī)視覺(jué)卜范、圖像處理等技術(shù)與機(jī)械學(xué)科的模具技術(shù)衔统、CAD技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)海雪、變形應(yīng)變分析技術(shù)等相結(jié)合锦爵，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)與材料的三維變形與應(yīng)變檢測(cè)與分析。
先后主持863計(jì)劃項(xiàng)目奥裸、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目险掀、國(guó)家機(jī)床重大科技專(zhuān)項(xiàng)子項(xiàng)目、江蘇省攻關(guān)項(xiàng)目等20個(gè)項(xiàng)科研項(xiàng)目湾宙；發(fā)表論文60多篇（其中SCI/EI收錄40多篇）樟氢，出版著作10多本，獲中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)7項(xiàng)侠鳄，參與制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)埠啃；獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)（技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)）二等獎(jiǎng)1項(xiàng)（第一完成人），獲得陜西省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)（均為第一完成人）伟恶。
《生物3D打硬昕：
從醫(yī)療輔具制造到細(xì)胞打印》
賀永，傅建中知押，高慶 編著
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
生物3D打印是將3D打印技術(shù)與生物醫(yī)療相結(jié)合所發(fā)展出的一個(gè)新興研究領(lǐng)域叹螟。生物3D打印研究屬于典型的醫(yī)學(xué)、生物台盯、機(jī)械罢绽、材料等領(lǐng)域的多學(xué)科深度交叉研究，需要相關(guān)學(xué)科研究人員介入并深度合作静盅。
目前國(guó)內(nèi)從事生物3D打印研究的學(xué)者不是很多良价，也無(wú)這方面的專(zhuān)題著作寝殴，而這也制約了相關(guān)研究的快速發(fā)展，限制了這項(xiàng)技術(shù)的普及和更大規(guī)模的應(yīng)用明垢。本書(shū)在總結(jié)作者所在課題組近幾年研究工作的基礎(chǔ)上闡述了生物3D打印的相關(guān)方法及應(yīng)用蚣常，圍繞生物3D打印的四個(gè)層次，從醫(yī)療輔具痊银、醫(yī)療植入物的打印抵蚊，到可降解人工骨的制造，再到操縱細(xì)胞構(gòu)造仿生三維組織來(lái)展開(kāi)溯革。以期為生物3D打印研究進(jìn)一步深化應(yīng)用贞绳、跨學(xué)科合作打下基礎(chǔ)。
作者介紹：
賀永青年長(zhǎng)江學(xué)者致稀，國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者冈闭，現(xiàn)任浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師抖单，浙江省三維打印工藝與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任萎攒。
從事增材制造（3D打印）矛绘、生物3D打印耍休、生物制造等方面的研究工作，主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)蔑歌，國(guó)家支撐計(jì)劃子課題羹应、國(guó)家數(shù)控重大專(zhuān)項(xiàng)子課題各1項(xiàng)，省部級(jí)課題多項(xiàng)次屠，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利50余項(xiàng)，發(fā)表SCI論文60余篇雳刺，論文發(fā)表在包括Biomaterials劫灶、Small、Biofabrication掖桦、ACS Applied Materials & Interface等生物制造本昏、微制造、微流體期刊枪汪，H因子19涌穆。
《光固化3D打印復(fù)雜零件快速鑄造技術(shù)》
宗學(xué)文、屈銀虎雀久、王小麗 編著
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
3D打印技術(shù)能將復(fù)雜三維形狀快速轉(zhuǎn)化為實(shí)物宿稀，與傳統(tǒng)鑄造結(jié)合形成快速鑄造技術(shù)。3D打印技術(shù)經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展赖捌，已形成快速砂鑄祝沸、快速精鑄、快速石膏型鑄造和快速陶瓷型鑄造，成為復(fù)雜零件快速制造的重要支撐技術(shù)罩锐。
在本書(shū)中奉狈，作者結(jié)合十五年來(lái)在“十五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目、863計(jì)劃項(xiàng)目涩惑、高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備重大專(zhuān)項(xiàng)課題仁期、陜西省工業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目中，自己完成一百多個(gè)復(fù)雜鑄件的科研經(jīng)驗(yàn)竭恬，圍繞“縮短開(kāi)發(fā)周期跛蛋、降低開(kāi)發(fā)成本、保證工作性能”的目標(biāo)萍聊，主要介紹了光固化技術(shù)在車(chē)用變速箱问芬、航空活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪殼體寿桨、機(jī)匣等零件快速開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用此衅。通過(guò)解決不同快速鑄造工藝中鋁合金、不銹鋼亭螟、高溫合金挡鞍、鈦合金材料的成形控性問(wèn)題，揭示了快速鑄造技術(shù)的內(nèi)涵预烙。
本書(shū)可供光固化成形技術(shù)墨微、3D打印設(shè)備開(kāi)發(fā)、應(yīng)用的研究者扁掸、工程技術(shù)人員翘县，以及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生參考，亦可作為從事新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)谴分、復(fù)雜零件設(shè)計(jì)制造锈麸、鑄造行業(yè)的相關(guān)工程技術(shù)人員的參考書(shū)。
作者介紹：
宗學(xué)文? ?博士牺蹄，西安科技大學(xué)副教授忘伞，碩士生導(dǎo)師，畢業(yè)于西安交通大學(xué)沙兰，長(zhǎng)期從事基于立體光刻氓奈、激光選區(qū)燒結(jié)、熔融沉積鼎天、面曝光等3D打印技術(shù)的復(fù)雜零件快速鑄造技術(shù)研究舀奶。參加和完成了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目训措，國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目伪节、高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備專(zhuān)項(xiàng)20余項(xiàng)光羞，發(fā)表論文30余篇，出版教材2部怀大，獲國(guó)家專(zhuān)利授權(quán)20余項(xiàng)纱兑，獲省部級(jí)獎(jiǎng)1項(xiàng)。
待出版著作：
《3D打印材料》
（華中科技大學(xué)教授化借，博士生導(dǎo)師史玉升?等著）
《激光選區(qū)燒結(jié)3D打印》
（華中科技大學(xué)教授潜慎，博士生導(dǎo)師閆春澤?等著）
《激光選區(qū)熔化3D打印技術(shù)》
（華南理工大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師楊永強(qiáng)?著）
《異質(zhì)材料3D打印技術(shù)》
（南京師范大學(xué)教授蓖康，博士生導(dǎo)師楊繼全?等著）
《3D打印數(shù)據(jù)格式》
（華中科技大學(xué)副教授張李超?等著）
各單位相關(guān)專(zhuān)家經(jīng)過(guò)近三年的辛勤努力铐炫，即將完成20余部3D打印相關(guān)學(xué)術(shù)著作的撰寫(xiě)工作，其中已有2部獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金資助蒜焊，多部將與愛(ài)思唯爾（Elsevier）聯(lián)合出版英文版倒信。
近年來(lái)，中國(guó)高校設(shè)立了3D打印專(zhuān)業(yè)泳梆，高校師生鳖悠、設(shè)備制造與應(yīng)用的相關(guān)工程技術(shù)人員、科研工作者對(duì)3D打印的熱情與日俱增优妙。由于3D打印技術(shù)僅有三十多年的發(fā)展歷程乘综，該技術(shù)還有待于進(jìn)一步提高。
希望這套叢書(shū)能成為有關(guān)領(lǐng)域?qū)＜姨着稹W(xué)者卡辰、高校師生與工程技術(shù)人員之間的紐帶，增強(qiáng)作者邪意、編者與讀者之間的聯(lián)系九妈，促進(jìn)作者、讀者在應(yīng)用中凝練關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題和科學(xué)問(wèn)題雾鬼，在解決問(wèn)題的過(guò)程中允蚣，共同推動(dòng)3D打印技術(shù)的發(fā)展。
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