增材制造设备部件与应用

作者: 周宏甫

出版社: 华中科技大学出版社

出版时间: 2023-01

版次: 1

ISBN: 9787568089074

定价: 128.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 212页

字数: 228千字

分类: 工程技术

2人买过

目前市场对增材制造的需求较大，尤其是芯片打印，人体组织结构的打印和医院手术前的器官模型打印的需求，需要大量的增材制造设备。为增材制造设备的快速发展和应用，本书集中在增材制造设备的各关键部件的制造技术的论述，包括增材制造设备的支撑部件、打印头部件、STL数据的切片软件部件、激光振镜扫描部件、增材制造设备的坐标运动部件、增材制造加工的预热控制部件。本书集中在几个热门领域的增材制造的应用：增材制造的工业应用，包括飞机涡轮发动机叶片的再生制造；增材制造在医学外科与牙科上的应用，包括膝关节、髋关节、牙假体、盆骨等的打印；增材制造在生物组织工程的组织结构的3D打印的应用，包括组织结构的支架打印和各种生物组织工程的打印方法和原理。周宏甫,教授、博士、博士生导师。1958.10月出生于湖北。82年6月本科毕业于武汉理工大学,85年5 月硕士毕业于武汉理工大学, 1985年至1993年在武汉科技大学机器人机教研室任教,1993年--96年12月在华中理工大学机械学院(现华中科技大学) 获博士学位。1997年2月至今在华南理工大学机电系任教。主要研究领域：超声波技术、机器人、无人机、数控、3D 打印。发表了论文 90 余篇，其中作为第一作者发表 70 余篇，以第一作者上三大索引 30 余篇。第1章增材制造技术概述/1

1.1增材制造技术的基本原理/1

1.2增材制造过程 /2

1.2.1增材制造的前处理/2

1.2.2增材制造的加工过程/2

1.2.3增材制造的后处理/5

1.3增材制造技术的典型应用/7

1.3.1SLA的应用/8

1.3.2LOM的应用/9

1.3.3SLS的应用/11

1.3.4EBM的应用/11

1.4增材制造技术应用的瓶颈/13

本章参考文献/14

第2章增材制造工艺概述/16

2.1SLA工艺/16

2.2LOM工艺/18

2.3SLS工艺/19

2.4FDM工艺/21

2.5SLM工艺/24

2.63DP工艺/26

2.7EBM工艺/26

2.8LCF工艺/27

本章参考文献/29

第3章支撑部件/32

3.1支撑的基本概念/32

3.2SLA的支撑部件/36

3.3FDM的支撑部件/39

3.4LOM的支撑部件/42

3.5SLM的支撑部件/43

3.6EBM的支撑部件/44

3.73DP的支撑部件/45

本章参考文献/45

增材制造设备部件与应用目录第4章打印头部件/47

4.1FDM打印头部件/47

4.1.1FDM打印头的分类/47

4.1.2FDM打印头送丝机构/47

4.1.3FDM打印头加热器及喷嘴/52

4.1.4FDM双打印头总体结构/56

4.23DP打印头部件/56

4.2.1喷墨打印机的工作原理/56

4.2.2喷墨打印方式/58

4.2.3喷墨打印驱动方式的选择/58

4.2.4喷嘴的机械结构/61

本章参考文献/62

第5章实体切片分层与封闭路径填充算法部件/64

5.1STL文件格式/64

5.1.1STL文件的结构/64

5.1.2STL文件数据读取与分析/66

5.2STL模型的切片与分层处理/67

5.2.1STL模型分层与切片的流程/68

5.2.2三角形面片与切片平面求交/69

5.3切片程序的设计/70

5.3.1切片程序的设计方案/70

5.3.2切片程序/70

5.4切片程序的测试/72

5.4.1切片程序的功能/72

5.4.2应用实例/72

5.4.3切片的测试/73

5.5切片层内路径填充/75

本章参考文献/75

第6章激光振镜扫描系统部件/77

6.1振镜扫描部件/77

6.1.1振镜式激光扫描技术/77

6.1.2二维振镜式激光扫描系统/79

6.2透镜聚焦部件/80

6.2.1FTheta透镜的聚焦/80

6.2.2三维动态聚焦振镜扫描系统/82

6.3光学系统的建立/85

6.3.1激光光束聚焦的焦深/85

6.3.2振镜式激光扫描系统激光的扩束/86

6.3.3振镜反射镜的光路/86

6.4振镜式激光扫描系统部件的结构/88

6.4.1激光器/88

6.4.2振镜反射镜/89

6.4.3振镜电机/90

6.4.4扫描系统的装配结构/94

本章参考文献/95

第7章增材制造设备的坐标运动部件/97

7.1SLA设备的运动控制部件/97

7.1.1SLA设备的组成/97

7.1.2SLA设备的运动控制部件/98

7.2FDM设备的运动控制部件/99

7.2.1FDM设备组成/99

7.2.2FDM设备的运动控制部件/101

7.3LOM设备的运动控制部件/104

7.4SLS设备的运动控制部件/104

7.5SLM设备的运动控制部件/105

7.5.1SLM设备的组成/105

7.5.2SLM设备部件的运动分解/106

7.6LCF设备的运动控制部件/110

7.7EBM设备的运动控制部件/111

7.83DP设备的运动控制部件/113

本章参考文献/115

第8章增材制造设备的预热控制部件/117

8.1预热控制的方法/117

8.2SLS、SLM和EBM设备的预热控制部件/117

8.3FDM设备的预热控制部件/119

本章参考文献/123

第9章增材制造材料/125

9.1增材制造材料的分类/125

9.2增材制造工艺对材料性能的要求/125

9.2.1增材制造中的材料工艺问题/125

9.2.2增材制造技术对材料性能的总体要求/126

9.3增材制造工艺常用的材料/126

9.3.1SLA打印材料/126

9.3.2FDM打印材料/128

9.3.3LOM打印材料/128

9.3.4SLS打印材料/129

9.3.5金属粉末材料的SLM与EBM打印的扫描电子显微

镜图分析/130

本章参考文献/133

第10章增材制造在工业上的应用/135

10.1概述/135

10.2快速制模中的增材制造/135

10.2.1快速制模中的增材制造/135

10.2.2砂模的增材制造/138

10.2.3注塑机的注塑模的增材制造/138

10.3建筑应用的增材制造/139

10.4航空应用的增材制造/140

10.5食品工业应用的增材制造/143

10.6服装工业的增材制造/143

本章参考文献/145

第11章增材制造在医学上的应用/147

11.1医学假体的3D模型 /147

11.1.1医学假体的3D模型的建立/148

11.1.2假体DICOM医学图像数据/148

11.2膝关节假体/149

11.2.1膝关节的结构/149

11.2.2膝关节的运动/150

11.2.3膝关节假体分析/151

11.2.4膝关节假体装配/153

11.2.5膝关节假体的EBM打印/156

11.3髋关节假体/157

11.3.1髋关节/157

11.3.2髋关节假体的设计要求/159

11.3.3髋关节假体设计变量的确定与建模/160

11.3.4髋关节假体表面的多孔蜂窝结构/162

11.3.5髋关节假体的EBM打印/163

11.4牙假体/164

11.4.1牙假体的测量/165

11.4.2种植牙牙冠的打印/167

11.4.3牙桥的打印/167

11.4.4种植牙的装配/167

11.5盆骨假体与头骨假体/171

11.6增材制造技术在外科手术方案设计上的应用/173

11.6.1人体头骨分离手术模型打印/173

11.6.2动物模型打印/174

11.6.3肾脏器官模型打印/174

11.6.4肝脏器官模型打印/174

11.6.5胚胎模型打印/175

11.7血管模型打印/176

本章参考文献/177

第12章生物组织结构的3D打印设备/181

12.1概述/181

12.2组织结构打印的工艺过程/183

12.3组织结构的打印设备/184

12.3.1热泡式喷墨打印设备/185

12.3.2压电式喷墨打印设备/185

12.3.3激光或紫外激光照射打印设备/186

12.3.4表面波声控打印设备/187

12.3.5活塞驱动的细胞墨水的控制打印设备/189

12.4组织结构打印的应用/191

本章参考文献/193
内容简介:
目前市场对增材制造的需求较大，尤其是芯片打印，人体组织结构的打印和医院手术前的器官模型打印的需求，需要大量的增材制造设备。为增材制造设备的快速发展和应用，本书集中在增材制造设备的各关键部件的制造技术的论述，包括增材制造设备的支撑部件、打印头部件、STL数据的切片软件部件、激光振镜扫描部件、增材制造设备的坐标运动部件、增材制造加工的预热控制部件。本书集中在几个热门领域的增材制造的应用：增材制造的工业应用，包括飞机涡轮发动机叶片的再生制造；增材制造在医学外科与牙科上的应用，包括膝关节、髋关节、牙假体、盆骨等的打印；增材制造在生物组织工程的组织结构的3D打印的应用，包括组织结构的支架打印和各种生物组织工程的打印方法和原理。
作者简介:
周宏甫,教授、博士、博士生导师。1958.10月出生于湖北。82年6月本科毕业于武汉理工大学,85年5 月硕士毕业于武汉理工大学, 1985年至1993年在武汉科技大学机器人机教研室任教,1993年--96年12月在华中理工大学机械学院(现华中科技大学) 获博士学位。1997年2月至今在华南理工大学机电系任教。主要研究领域：超声波技术、机器人、无人机、数控、3D 打印。发表了论文 90 余篇，其中作为第一作者发表 70 余篇，以第一作者上三大索引 30 余篇。
目录:
第1章增材制造技术概述/1

1.1增材制造技术的基本原理/1

1.2增材制造过程 /2

1.2.1增材制造的前处理/2

1.2.2增材制造的加工过程/2

1.2.3增材制造的后处理/5

1.3增材制造技术的典型应用/7

1.3.1SLA的应用/8

1.3.2LOM的应用/9

1.3.3SLS的应用/11

1.3.4EBM的应用/11

1.4增材制造技术应用的瓶颈/13

本章参考文献/14

第2章增材制造工艺概述/16

2.1SLA工艺/16

2.2LOM工艺/18

2.3SLS工艺/19

2.4FDM工艺/21

2.5SLM工艺/24

2.63DP工艺/26

2.7EBM工艺/26

2.8LCF工艺/27

本章参考文献/29

第3章支撑部件/32

3.1支撑的基本概念/32

3.2SLA的支撑部件/36

3.3FDM的支撑部件/39

3.4LOM的支撑部件/42

3.5SLM的支撑部件/43

3.6EBM的支撑部件/44

3.73DP的支撑部件/45

本章参考文献/45

增材制造设备部件与应用目录第4章打印头部件/47

4.1FDM打印头部件/47

4.1.1FDM打印头的分类/47

4.1.2FDM打印头送丝机构/47

4.1.3FDM打印头加热器及喷嘴/52

4.1.4FDM双打印头总体结构/56

4.23DP打印头部件/56

4.2.1喷墨打印机的工作原理/56

4.2.2喷墨打印方式/58

4.2.3喷墨打印驱动方式的选择/58

4.2.4喷嘴的机械结构/61

本章参考文献/62

第5章实体切片分层与封闭路径填充算法部件/64

5.1STL文件格式/64

5.1.1STL文件的结构/64

5.1.2STL文件数据读取与分析/66

5.2STL模型的切片与分层处理/67

5.2.1STL模型分层与切片的流程/68

5.2.2三角形面片与切片平面求交/69

5.3切片程序的设计/70

5.3.1切片程序的设计方案/70

5.3.2切片程序/70

5.4切片程序的测试/72

5.4.1切片程序的功能/72

5.4.2应用实例/72

5.4.3切片的测试/73

5.5切片层内路径填充/75

本章参考文献/75

第6章激光振镜扫描系统部件/77

6.1振镜扫描部件/77

6.1.1振镜式激光扫描技术/77

6.1.2二维振镜式激光扫描系统/79

6.2透镜聚焦部件/80

6.2.1FTheta透镜的聚焦/80

6.2.2三维动态聚焦振镜扫描系统/82

6.3光学系统的建立/85

6.3.1激光光束聚焦的焦深/85

6.3.2振镜式激光扫描系统激光的扩束/86

6.3.3振镜反射镜的光路/86

6.4振镜式激光扫描系统部件的结构/88

6.4.1激光器/88

6.4.2振镜反射镜/89

6.4.3振镜电机/90

6.4.4扫描系统的装配结构/94

本章参考文献/95

第7章增材制造设备的坐标运动部件/97

7.1SLA设备的运动控制部件/97

7.1.1SLA设备的组成/97

7.1.2SLA设备的运动控制部件/98

7.2FDM设备的运动控制部件/99

7.2.1FDM设备组成/99

7.2.2FDM设备的运动控制部件/101

7.3LOM设备的运动控制部件/104

7.4SLS设备的运动控制部件/104

7.5SLM设备的运动控制部件/105

7.5.1SLM设备的组成/105

7.5.2SLM设备部件的运动分解/106

7.6LCF设备的运动控制部件/110

7.7EBM设备的运动控制部件/111

7.83DP设备的运动控制部件/113

本章参考文献/115

第8章增材制造设备的预热控制部件/117

8.1预热控制的方法/117

8.2SLS、SLM和EBM设备的预热控制部件/117

8.3FDM设备的预热控制部件/119

本章参考文献/123

第9章增材制造材料/125

9.1增材制造材料的分类/125

9.2增材制造工艺对材料性能的要求/125

9.2.1增材制造中的材料工艺问题/125

9.2.2增材制造技术对材料性能的总体要求/126

9.3增材制造工艺常用的材料/126

9.3.1SLA打印材料/126

9.3.2FDM打印材料/128

9.3.3LOM打印材料/128

9.3.4SLS打印材料/129

9.3.5金属粉末材料的SLM与EBM打印的扫描电子显微

镜图分析/130

本章参考文献/133

第10章增材制造在工业上的应用/135

10.1概述/135

10.2快速制模中的增材制造/135

10.2.1快速制模中的增材制造/135

10.2.2砂模的增材制造/138

10.2.3注塑机的注塑模的增材制造/138

10.3建筑应用的增材制造/139

10.4航空应用的增材制造/140

10.5食品工业应用的增材制造/143

10.6服装工业的增材制造/143

本章参考文献/145

第11章增材制造在医学上的应用/147

11.1医学假体的3D模型 /147

11.1.1医学假体的3D模型的建立/148

11.1.2假体DICOM医学图像数据/148

11.2膝关节假体/149

11.2.1膝关节的结构/149

11.2.2膝关节的运动/150

11.2.3膝关节假体分析/151

11.2.4膝关节假体装配/153

11.2.5膝关节假体的EBM打印/156

11.3髋关节假体/157

11.3.1髋关节/157

11.3.2髋关节假体的设计要求/159

11.3.3髋关节假体设计变量的确定与建模/160

11.3.4髋关节假体表面的多孔蜂窝结构/162

11.3.5髋关节假体的EBM打印/163

11.4牙假体/164

11.4.1牙假体的测量/165

11.4.2种植牙牙冠的打印/167

11.4.3牙桥的打印/167

11.4.4种植牙的装配/167

11.5盆骨假体与头骨假体/171

11.6增材制造技术在外科手术方案设计上的应用/173

11.6.1人体头骨分离手术模型打印/173

11.6.2动物模型打印/174

11.6.3肾脏器官模型打印/174

11.6.4肝脏器官模型打印/174

11.6.5胚胎模型打印/175

11.7血管模型打印/176

本章参考文献/177

第12章生物组织结构的3D打印设备/181

12.1概述/181

12.2组织结构打印的工艺过程/183

12.3组织结构的打印设备/184

12.3.1热泡式喷墨打印设备/185

12.3.2压电式喷墨打印设备/185

12.3.3激光或紫外激光照射打印设备/186

12.3.4表面波声控打印设备/187

12.3.5活塞驱动的细胞墨水的控制打印设备/189

12.4组织结构打印的应用/191

本章参考文献/193

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