书名：增材制造

书号：9787500887867

定价：68.00元

开本：16开

作者：中国职工技术协会增材制造专业委员会 著

印张：17

字数：233千字

页码：388

出版日期：2025年10月第1版  2025年10月第1次印刷

出版社：中国工人出版社

中图法分类：TB4-49

用纸：内文80克纯质

印刷：四色

装帧：锁线胶钉

内容简介

本书以“立足基础、贴近实践、面向未来”为宗旨，通过系统梳理技术原理、工艺特点、应用场景及未来趋势，力求帮助读者跨越专业门槛，建立对增材制造技术的全景认知。

书中内容深入浅出，既涵盖三维建模、材料选择、设备操作等实操技能，也融入数字化转型、国际竞争格局等宏观视野，力求满足不同行业、不同层次职工的学习需求。

作者简介

中国职工技术协会增材制造委员会主要任务是开展全国增材制造职业技能竞赛、岗位练兵、技术交流活动。创建增材制造行业劳模工匠人才创新工作室、高端制造业技术实训基地。开展增材制造行业技术咨询、推广等。开展全国增材制造行业产业工人技术培训和实训、技能评价和鉴定工作。承办行业交流、论坛和会展等活动。开展增材制造行业标准制定工作。组织增材制造从业人员国际技能交流活动。承办中国职工技术协会安排的工作。专委会成立之初，积极开展职工创新成果评选、技能比赛、技能培训等活动，增强专委会的吸引力、凝棸力，扩大覆盖面，提升业内影响力。

目录

第一章 何为增材制造 ....................................................................................... 1

第一节 增材制造概述 ...................................................................................... 1

一、增材制造的概念 ...................................................................................... 1

（一）什么是增材制造 ................................................................................ 1

（二）增材制造的核心原理 ........................................................................ 2

二、增材制造的特点 ...................................................................................... 3

（一）增材制造与传统制造的对比 ............................................................ 3

（二）增材制造的核心优势 ........................................................................ 4

三、国内发展历程 .......................................................................................... 8

（一）从技术追赶到生态崛起——中国增材制造的自主创新之路 ........ 8

（二）从量质齐升到市场强劲——中国增材制造产业的全球竞争力

   构建 .................................................................................................. 13

（三）从规模引领到创新驱动——中国增材制造的强国之路 .............. 15

第二节 增材制造工艺流程 ............................................................................ 16

一、三维模型获取途径 ................................................................................ 16

（一）三维模型设计技巧 .......................................................................... 17

（二）三维扫描技术应用 .......................................................................... 20

二、数据处理 ................................................................................................ 23

（一）支撑方案设计 .................................................................................. 23

（二）摆放策略制定 .................................................................................. 26

（三）切片与数据处理 .............................................................................. 27

三、打印材料选用指南 ................................................................................ 31

（一）固体材料 .......................................................................................... 31

（二）液体材料 .......................................................................................... 33

四、打印 ........................................................................................................ 36

（一）数据导入 .......................................................................................... 36

（二）打印过程与监控 .............................................................................. 38

五、后处理 .................................................................................................... 40

（一）零件取出 .......................................................................................... 40

（二）清理支撑 .......................................................................................... 40

（三）表面处理 .......................................................................................... 41

第二章 增材制造主流工艺及应用案例（一）............................................ 46

第一节 材料挤出工艺 .................................................................................... 46

一、材料挤出工艺原理与分类 .................................................................... 46

（一）材料挤出工艺介绍 .......................................................................... 46

（二）材料挤出的流变学 .......................................................................... 46

（三）材料挤出工艺的分类 ...................................................................... 48

二、材料挤出典型设备 ................................................................................ 52

（一）挤出机构分类 .................................................................................. 52

（二）运动机构分类 .................................................................................. 56

三、材料挤出典型耗材 ................................................................................ 60

（一）热塑性材料 ...................................................................................... 60

（二）触变性浆料 ...................................................................................... 64

四、材料挤出工艺的应用 ............................................................................ 67

（一）巧克力制造 ...................................................................................... 67

（二）玩具制造 .......................................................................................... 68

（三）房屋建造 .......................................................................................... 70

（四）汽车制造 .......................................................................................... 77

（五）航空航天 .......................................................................................... 78

（六）医疗领域 .......................................................................................... 80

第二节 立体光固化成型工艺 ........................................................................ 81

一、立体光固化成型原理与分类 ................................................................ 81

（一）立体光固化成型的基本原理 .......................................................... 81

（二）立体光固化成型技术的特点 .......................................................... 83

（三）立体光固化成型技术的工艺过程 .................................................. 84

（四）立体光固化成型技术分类 .............................................................. 88

二、立体光固化成型典型设备 .................................................................... 92

（一）工业级立体光固化增材制造设备（示例）.................................... 92

（二）桌面级立体光固化增材制造设备（示例）.................................... 93

三、立体光固化典型耗材 ............................................................................ 94

（一）立体光固化材料定义 ...................................................................... 94

（二）立体光固化材料分类 ...................................................................... 95

（三）按照应用场景分类的打印材料 ...................................................... 96

四、立体光固化成型的应用 ........................................................................ 97

（一）机械制造 .......................................................................................... 97

（二）文化创意 .......................................................................................... 98

（三）鞋子定制 .......................................................................................... 99

（四）牙齿矫正 ........................................................................................ 100

（五）医疗领域 ........................................................................................ 101

（六）航空航天领域 ................................................................................ 102

（七）珠宝和艺术品制造领域 ................................................................ 104

（八）电子电气领域 ................................................................................ 104

（九）教育领域 ........................................................................................ 105

第三章 增材制造主流工艺及应用案例（二）.......................................... 106

第一节 黏结剂喷射打印工艺 ...................................................................... 106

一、黏结剂喷射打印流程与分类 .............................................................. 107

（一）打印流程 ........................................................................................ 107

（二）打印分类 ........................................................................................ 108

二、黏结剂喷射打印典型设备 .................................................................. 109

（一）喷头 ............................................................................................... 110

（二）铺粉系统 ........................................................................................ 110

（三）打印平台 ........................................................................................ 110

（四）控制系统 ........................................................................................ 111

三、黏结剂喷射打印典型耗材 .................................................................. 112

（一）粉末材料 ........................................................................................ 112

（二）黏结剂 ............................................................................................ 113

四、黏结剂喷射打印的应用 ...................................................................... 114

（一）铸件砂型制造 ................................................................................ 114

（二）金属零件制造 ................................................................................ 115

（三）人像雕塑与工艺品 ........................................................................ 116

（四）大型雕塑与建筑构件 .................................................................... 116

第二节 粉末床熔融打印工艺 ...................................................................... 118

一、粉末床熔融打印原理与分类 .............................................................. 118

二、粉末床熔融打印典型设备 .................................................................. 120

三、粉末床熔融打印典型耗材 .................................................................. 120

（一）金属粉末材料 ................................................................................ 121

（二）高分子粉末材料 ............................................................................ 121

四、粉末床熔融打印的应用 ...................................................................... 122

（一）医疗领域 ........................................................................................ 122

（二）航空航天领域 ................................................................................ 123

（三）汽车制造领域 ................................................................................ 125

第三节 定向能量沉积打印工艺 .................................................................. 126

一、定向能量沉积打印原理与分类 .......................................................... 126

（一）打印原理 ........................................................................................ 126

（二）技术路线分类 ................................................................................ 127

（三）不同技术路线对比 ........................................................................ 129

（四）技术演进趋势 ................................................................................ 129

二、定向能量沉积打印典型设备 .............................................................. 130

（一）典型设备种类 ................................................................................ 130

（二）典型设备构成 ................................................................................ 140

三、定向能量沉积打印典型耗材 .............................................................. 142

（一）粉末耗材 ........................................................................................ 142  

（二）丝材耗材 ........................................................................................ 142

四、定向能量沉积打印的应用 .................................................................. 143

（一）火箭筒体制造 ................................................................................ 143

（二）零件修复 ........................................................................................ 144

第四章 增材制造主流工艺及应用案例（三）.......................................... 146

第一节 材料喷射打印工艺 .......................................................................... 146

一、材料喷射打印原理与分类 .................................................................. 146

（一）材料喷射打印原理 ........................................................................ 146

（二）材料喷射打印分类 ........................................................................ 148

二、材料喷射打印典型设备 ...................................................................... 150

（一）工业级多材料设备 ........................................................................ 150

（二）高精度专用设备 ............................................................................ 152

（三）生物医疗专用设备 ........................................................................ 153

（四）创新研发设备 ................................................................................ 154

（五）后处理辅助系统 ............................................................................ 154

三、材料喷射打印典型耗材 ...................................................................... 154

（一）光敏树脂材料 ................................................................................ 154

（二）支撑材料 ........................................................................................ 155

（三）功能性复合材料 ............................................................................ 155

（四）前沿创新材料 ................................................................................ 156

四、材料喷射打印的应用 .......................................................................... 157

（一）电子电路 ........................................................................................ 158

（二）精密铸造 ........................................................................................ 158  

（三）生物医疗 ........................................................................................ 159

第二节 分层实体制造工艺 .......................................................................... 160

一、分层实体制造原理、流程与分类 ...................................................... 160

（一）分层实体制造原理和流程 ............................................................ 160

（二）分层实体制造工艺分类 ................................................................ 163

二、分层实体制造典型设备 ...................................................................... 166

三、分层实体制造典型耗材 ...................................................................... 167

四、分层实体制造的应用 .......................................................................... 169

第三节 生物医学打印工艺 .......................................................................... 170

一、生物医学打印原理、分类与流程 ...................................................... 172

（一）打印原理 ........................................................................................ 172

（二）打印分类 ........................................................................................ 173

（三）打印流程 ........................................................................................ 173

二、生物医学打印设备 .............................................................................. 175

（一）设备的关键组成部分 .................................................................... 175

（二） 典型生物医学增材制造设备 ......................................................... 176

三、生物医学打印典型耗材 ...................................................................... 177

（一） 生物墨水 ......................................................................................... 177

（二）支撑材料 ........................................................................................ 179

四、生物医学打印的应用 ......................................................................... 179

（一）可植入的支架打印（骨支架）...................................................... 179

（二）含细胞的模型打印 ........................................................................ 180

（三）类器官打印 .................................................................................... 181

（四）可植入的组织 / 器官打印 ............................................................ 182  

第五章 增材制造的发展前景 ...................................................................... 183

第一节 增材制造专业与就业市场 .............................................................. 183

一、增材制造专业设置情况 ...................................................................... 183

（一）增材制造专业和设置相关专业的高校 ........................................ 183

（二）特色院校 ........................................................................................ 189

二、增材制造专业所需知识体系：从基础到前沿的多维构建 .............. 191

（一）专业基础课程 ................................................................................ 192

（二）专业核心课程 ................................................................................ 193

（三）学科交叉与前沿技术 .................................................................... 195

（四）技能融合 ........................................................................................ 196

（五）职业能力进阶图谱 ........................................................................ 198

三、增材制造专业的就业前景展望 .......................................................... 198

（一）行业需求旺盛 ................................................................................ 199

（二）政策驱动 ........................................................................................ 203

（三）就业方向多元化 ............................................................................ 204

（四）职业发展路径 ................................................................................ 204

第二节 增材制造行业未来发展趋势 .......................................................... 206

一、增材制造与低空经济的融合发展 ...................................................... 206

（一）政策驱动与市场爆发：低空经济的万亿元级需求 .................... 207

（二）轻量化：技术突破与结构优化的双重驱动 ................................ 208

（三）分布式制造：重构低空经济产业链 ............................................ 210

（四）优化制造：可持续发展的技术内核 ............................................ 212

（五）未来发展趋势：材料、工艺标准化与监测的协同进化 ............ 212

二、增材制造在“数字中国”建设中的作用 .......................................... 213

（一）智能建筑：数字设计与增材制造的协同进化 ............................ 213

（二）市政设施：分布式制造与智慧运维的范式变革 ........................ 215

（三）应急响应：数字孪生赋能的快速保障系统 ................................ 217

（四）未来趋势：数字基建与增材制造的协同进化 ............................ 219

三、增材制造与智能制造的深度融合 ...................................................... 220

（一） AI 赋能增材制造：从经验驱动到数据智能的跃迁 .................... 220

（二）物联网重构制造生态：从设备孤岛到互联生态的进化 ............ 222

（三）数字孪生构建虚实闭环：从仿真验证到自主进化的跨越 ........ 223

四、国际发展趋势 ...................................................................................... 226

（一）全球战略格局：“整合加剧与东升西降”成为主旋律 .............. 226

（二）技术演进路径：从单点突破到系统集成 .................................... 227

（三）应用场景拓展：从高端定制到普惠制造 .................................... 229

（四）可持续发展与挑战应对 ................................................................ 229

第六章 增材制造的标准和行业规范 ......................................................... 231

第一节 标准 .................................................................................................. 231

第二节 法规和监管体系 .............................................................................. 240

一、国家层面政策法规 .............................................................................. 241

二、地方与行业规范 .................................................................................. 241

三、重点应用领域法规 .............................................................................. 242

四、监管体系与实施 .................................................................................. 242

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五、增材制造法规的发展趋势和展望 ...................................................... 242

参考文献 ............................................................................................................. 244

后 记 ................................................................................................................. 251