逆向工程與材料快速成型技術

以3D列印為代表的材料快速成型技術將帶來深遠影響。本書全面、系統地介紹了逆向工程和材料快速成型技術中的關鍵技術及相關軟硬體，重點講述了逆向工程中的資料獲取技術及設備、逆向設計中的三維建模技術、基於AltairOptiStruct結構優化設計、快速成型技術概述、快速成型技術及其成型原理、快速成型設備及材料、快速成型技術的精度控制技術、快速成型工藝中的資料處理、4D列印技術及其發展現狀等內容。

全書強調理論聯繫實際，配合大量案例，能快速提高解決實際問題的能力，為工作和學習奠定堅實基礎。本書可供廣大從事3D列印、材料成型與模具設計製造的設計人員、技術人員和科研人員參考，也可作為高等院校材料成型及控制工程專業、材料類和機械類相關專業師生的教學參考書或教材。

第1章概述001
1.1什麼是逆向工程001
1.2逆向工程的應用002
1.3快速成型技術005
1.4快速成型技術的發展趨勢007
思考題008

第2章逆向工程中的資料獲取技術及設備009
2.1逆向工程採集技術簡介009
2.2三座標測量機011
2.2.1簡介011
2.2.2原理及結構組成013
2.2.3操作方法015
2.3關節臂測量機017
2.3.1簡介017
2.3.2測量技術原理017
2.3.3結構組成與操作方法018
2.4掌上型鐳射掃描器020
2.4.1簡介020
2.4.2測量技術原理021
2.4.3結構組成021
2.4.4操作方法024
2.5光柵式掃描器027
2.5.1光柵投影三維測量技術原理027
2.5.2光柵式掃描器結構組成028
2.5.3操作方法031
思考題032

第3章逆向設計中的三維建模技術033
3.1三維逆向建模技術簡介033
3.1.1兩類逆向建模技術033
3.1.2逆向工程CAD系統的分類034
3.2逆向設計中的關鍵技術037
3.2.1點雲資料處理技術037
3.2.2曲面重構技術040
3.3主流軟體介紹044
3.3.1Geomagic044
3.3.2Imageware045
3.3.3CopyCAD046
3.3.4RapidformXOR3047
3.4案例分析048
3.4.1案例一048
3.4.2案例二051
思考題053

第4章基於AltairOptiStruct結構優化設計054
4.1概述054
4.1.1AltairOptiStruct結構優化方法簡介054
4.1.2OptiStruct優化設計的數學基礎057
4.1.3OptiStruct結構回應059
4.1.4OptiStruct結構優化設計流程063
4.2拓撲優化064
4.2.1拓撲優化概述065
4.2.2製造工藝約束067
4.3形貌優化075
4.3.1形貌優化概述076
4.3.2形貌優化中的可製造性078
4.4形狀優化080
4.4.1HyperMorph簡介081
4.4.2形狀優化概述083
4.5尺寸優化085
思考題087

第5章快速成型技術概述088
5.1快速成型技術方法及分類088
5.2快速成型技術的發展089
5.2.1快速成型技術在國外的發展089
5.2.2快速成型技術在國內的發展090
5.3快速成型技術的應用091
5.3.1在產品設計中的應用091
5.3.2在模具領域的應用092
5.3.3在鑄造領域的應用092
5.3.4在醫療領域的應用094
思考題095

第6章快速成型技術及其成型原理096
6.1光固化快速成型技術096
6.1.1基本原理和系統組成097
6.1.2工藝過程099
6.1.3掃描方法100
6.1.4支撐結構設計101
6.1.5光固化快速成型技術的特點及應用102
6.2三維列印成型工藝104
6.2.1三維列印快速成型基本原理104
6.2.2三維列印快速成型過程105
6.2.3三維列印快速成型應用107
6.3選擇性鐳射燒結快速成型技術107
6.3.1基本原理和組成系統108
6.3.2燒結工藝109
6.3.3後處理111
6.3.4選擇性鐳射燒結工藝的特點及應用112
6.4熔融沉積製造快速成型技術114
6.4.1基本原理和系統組成115
6.4.2工藝的特點117
6.4.3熔融沉積製造快速成型應用118
6.5其他快速成型技術119
6.5.1分層實體製造快速成型技術119
6.5.2光掩模技術122
6.5.3金屬板料漸進快速成型技術125
6.5.4彈道微粒製造132
6.5.5數碼累積成型133
6.6發展趨勢133

第7章快速成型設備及材料134
7.1設備134
7.1.1光固化快速成型製造設備134
7.1.2三維列印快速成型設備137
7.1.3選擇性鐳射燒結快速成型製造設備138
7.1.4熔融沉積製造快速成型製造設備141
7.2快速成型材料144
7.2.1光固化快速成型材料144
7.2.2三維列印快速成型材料148
7.2.3熔融沉積製造快速成型材料151
7.2.4選擇性鐳射燒結快速成型材料154
7.3發展趨勢157
思考題158

第8章快速成型技術的精度控制技術159
8.1光固化快速成型技術工藝參數的控制159
8.1.1資料轉換對成型精度的影響159
8.1.2分層處理對成型精度的影響159
8.1.3機器誤差對成型精度的影響160
8.1.4光斑直徑大小對成型精度的影響161
8.1.5加工參數對成型精度的影響161
8.1.6後處理對成型精度的影響162
8.2三維列印快速成型工藝參數的控制163
8.3選擇性鐳射燒結技術工藝參數的控制166
8.4數控漸進成型工藝參數的控制168
8.5熔融沉積製造技術工藝參數的控制170
思考題171

第9章快速成型工藝中的資料處理172
9.1CAD三維模型172
9.1.1IGES標準173
9.1.2STEP標準175
9.1.3STL檔案格式180
9.2CAD切片軟體183
9.3實例操作186
9.4醫學資料與三維CAD轉換軟體Mimics200
9.4.1Mimics軟體200
9.4.2醫學資料與Mimics201
思考題202

第10章4D列印技術及其發展現狀203
10.14D列印原理203
10.24D列印材料204
10.2.14D列印材料的特點204
10.2.24D列印材料的研究進展204
10.34D列印中的形狀記憶效應205
10.44D列印的應用206
10.4.1生物醫學領域207
10.4.2機器人領域207
10.4.3軍事領域207
10.4.4建築領域207
10.4.5文藝創作領域207
10.54D列印技術的發展趨勢208
思考題208
參考文獻209