3D打印(3-Dimensional Printing,3DP)技术是一种快速成型(Rapid Prototype,RP)技术,又称增材制造(Additive Manufacturing,AM)技术。它是以数字模型文件为基础,将材料逐层堆积叠加制造出实体的先进制造技术,体现了信息网络技术与先进材料、数字制造技术的交叉融合。这种起源于19世纪50年代的技术,由于受材料和工艺的制约,在很长时间内没有大规模投入应用。近年来,随着科学技术的进步,尤其是新材料和数字化技术的进步,3D打印技术得到了快速发展,并已经开始广泛应用于国民经济的各个领域。相对于传统的减材制造(材料去除,如切削加工),3D打印不需要机械加工或任何模具就能直接利用数字模型数据打印生成任意复杂形状的零件,从而极大地缩短了产品的研制周期,提高了劳动生产率,降低了生产成本,同时也大幅减少了材料的浪费。
教育部坚决贯彻落实党中央、国务院关于高校学生创新创业的决策部署,高度重视高校学生创新创业,加强大学生创新创业教育,会同有关部门加大资金、场地、政策扶持力度,全力促进高校学生创新创业。目前,国内各高校纷纷开设创新创业(双创)课程,3D打印以其便捷的使用方式和强大的制造能力,已成为创新创业不可或缺的工具,3D打印课程也是多数高校“双创”教育的必修课程之一。
本书以“双创”教育改革精神为指导,汇集了国内外大量相关最新文献的精华,并结合编著者近年来对3D打印技术的教研实践经验,以3D打印技术的原理及应用为主线,兼顾实务操作,系统地阐述了3D打印技术的成型技术原理、成型过程、成型件后处理、3D打印机组装及实践操作,以及国内外前沿的研究开发及应用进展。本书内容全面,重点突出,深入浅出,适合高校本科生、研究生、教学及科研人员,以及对3D打印技术感兴趣的各类人员使用。每章课后的思考题及延伸阅读有利于拓展读者的视野,启迪批判性思维及创造性思维智慧,树立正确的科学态度、科学精神及人生价值观。
本书内容着重理论与实践相结合,图文并茂,力求简明扼要,且相关知识点覆盖全面。全书共分8章。第1章简要介绍了3D打印技术的起源、发展及对双创教育的意义;第2章介绍了3D打印的技术原理与相关工艺;第3章介绍了3D打印的一般过程及涉及的重要算法;第4章主要介绍了3D打印的成型材料;第5章介绍了3D打印机的分类与桌面3D打印机组装的详细过程;第6章介绍了桌面3D打印机的操作过程实践;第7章介绍了3D打印技术在各代表性行业中的典型应用;第8章介绍了3D打印技术的展望。
本书由北京邮电大学王晨升、黄泽园编著。王晨升负责本书内容的整理;黄泽园承担本书中部分文献的整理与资料的使用许可协调;北京邮电大学人工智能学院智能技术与设计实验室研究生李果、董亮、张之岳、刘卓、张洪源、李铬、李岑等同学参加了相关文献资料的搜集和整理工作。在本书的编撰过程中还得到了机械工业出版社的大力支持和指导,在此对他们的帮助表示衷心感谢。本书第6章示例中,打印机相关文字和图片的使用得到了北京清软海芯科技有限公司(Neobox-Ultimate A200型3D打印机生产商)的书面许可,在此表示感谢。此外,本书的撰写参阅了大量公开的文献及网上资料、图片,在此一并向相关作者表示衷心的感谢。
创新是民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。作为一项高速发展、不断完善的先进制造新技术,3D打印技术不仅能助力制造业数字化转型,赋能创新创业,未来也可能步入每个家庭,成为一个“标配”的实用技术,改变人们的生活方式。书中所述或不足以刻画其全貌之万一,但编著者期望能借此书激发读者对3D打印技术的兴趣,进而开启创新创造之门,投身于创新创业的时代大潮中。由于编著者水平及文献资料所限,书中不足之处在所难免,恳请使用本书的读者不吝批评指正。
编著者
