目錄

第1章緒論(1)

1.13D打印概述(1)

1.23D打印工藝分類(2)

1.33D打印技術優勢(4)

1.43D打印發展趨勢(4)

1.53D打印的未來(6)

第2章3D打印的數學模型(7)

2.13D打印的本質(7)

2.2實體建模方法(8)

2.3傳統3D打印(10)

2.4現代3D打印(13)

第3章3D打印中三維實體建模數據格式(16)

3.1STL格式(17)

3.2AMF格式(31)

3.33MF格式(47)

3.4IGES格式(59)

3.5SAT格式(72)

3.6STEP格式(76)

3.7PLY格式(81)

3.8OBJ格式(86)

3.9VRML/X3D格式(98)

3.10FBX格式(105)

3.11DICOM格式(110)

3.12PCD格式(118)

第4章3D打印中二維層面數據格式(124)

4.1SLC格式(124)

4.2CLI格式(128)

4.3ZIF格式(130)

4.4BMP格式(134)

4.5PNG格式(141)

4.6HPGL格式(146)

第5章3D打印中加工層次數據格式(149)

5.1GCode語言(149)

5.2ST語言(154)

參考文獻(165)3D打印數據格式目錄光固化3D打印技術目錄7.3成形件後處理所使用的專業工、量具和設備(127)

7.4刀具制作及使用(131)

7.5後處理注意事項(140)

第8章原型的光順處理(145)

8.1光順處理概述(145)

8.2有效塗覆與光整加工(148)

8.3打磨工藝(152)

8.4塗覆光整加工案例(155)

第9章噴漆工藝(157)

9.1首版表面質量與前期準備(157)

9.2油漆原料(162)

9.3工藝流程(164)

9.4檢驗與缺陷解決方法(171)

9.5環保油漆與案例(177)

參考文獻(182)

“中國制造2025”提出通過三個十年的“三步走”戰略，使中國制造綜合實力進入世界強國前列。近三十年來，3D打印（增材制造）技術是歐美日等高端工業產品開發、試制、定型的重要支撐技術，也是中國制造業創新、重點行業轉型升級的重大共性需求技術。  新的增材原理、新材料的研發、設備創新、標準建設、工程應用，必然引起各國“產學研投”界的高度關注。

3D打印是一項集機械、計算機、數控、材料等多學科於一體的，新的數字化先進制造技術，應用該技術可以成形任意復雜結構。其制造材料涵蓋了金屬、非金屬、陶瓷、復合材料和超材料等，並正在從3D打印向4D、5D打印方向發展，尺度上已實現8 m構件制造並向微納制造發展，制造地點也由地表制造向星際、太空制造發展。這些進展促進了現代設計理念的變革，而智能技術的融入又會促成新的發展。3D打印應用領域非常廣泛，在航空、航天、航海、潛海、交通裝備、生物醫療、康復產業、文化創意、創新教育等領域都有非常誘人的前景。中國高度重視3D打印技術及其產業的發展，通過國家基金項目、攻關項目、研發計劃項目支持3D打印技術的研發推廣，經過二十多年培養了一批老中青結合、具有國際化視野的科研人纔，國際合作廣泛深入，國際交流碩果累累。作為“中國制造2025”的發展重點，3D打印在近幾年取得了蓬勃發展，圍繞重大需求形成了不同行業的示範應用。通過政策引導，在社會各界共同努力下，3D打印關鍵技術不斷突破，裝備性能顯著提升，應用領域日益拓展，技術生態和產業體繫初步形成；湧現出一批具有一定競爭力的骨干企業，形成了若干產業集聚區，整個產業呈現快速發展局面。

華中科技大學出版社緊跟時代潮流，瞄準3D打印科學技術前沿，組織策劃了本套“3D打印前沿技術叢書”，並且，其中多部將與愛思唯爾（Elsevier）出版社一起，向全球聯合出版發行英文版。本套叢書內容聚焦前沿、關注應用、涉獵廣泛，不同領域專家、學者從不同視野展示學術觀點，實現了多學科交叉融合。本套叢書采用開放選題模式，聚焦3D打印技術前沿及其應用的多個領域，如航空航天、工藝裝備、生物醫療、創新設計等領域。本套叢書不僅可以成為我國有關領域專家、學者學術交流與合作的平臺，也是我國科技人員展示研究成果的國際平臺。

近年來，中國高校設立了3D打印專業，高校師生、設備制造與應用的相關工程技術人員、科研工作者對3D打印的熱情與日俱增。由於3D打印技術僅有三十多年的發展歷程，該技術還有待於進一步提高。希望這套叢書能成為有關領域專家、學者、高校師生與工程技術人員之間的紐帶，增強作者、編者與讀者之間的聯繫，促進作者、讀者在應用中凝練關鍵技術問題和科學問題，在解決問題的過程中，共同推動3D打印技術的發展。

我樂於為本套叢書作序，感謝為本套叢書做出貢獻的作者和讀者，感謝他們對本套叢書長期的支持與關注。

西安交通大學教授

中國工程院院士

盧秉恆

2018年11月

總序二

3D打印是一種采用數字驅動方式將材料逐層堆積成形的先進制造技術。它將傳統的多維制造降為二維制造，突破了傳統制造方法的約束和限制，能將不同材料自由制造成空心結構、多孔結構、網格結構及功能梯度結構等，從根本上改變了設計思路，即將面向工藝制造的傳統設計變為面向性能優的設計。3D打印突破了傳統制造技術對零部件材料、形狀、尺度、功能等的制約，幾乎可制造任意復雜的結構，可覆蓋全彩色、異質、功能梯度材料，可跨越宏觀、介觀、微觀、原子等多尺度，可整體成形甚至取消裝配。

3D打印正在各行業中發揮作用，極大地拓展了產品的創意與創新空間，優化了產品的性能；大幅降低了產品的研發成本，縮短了研發周期，極大地增強了工藝實現能力。因此，3D打印未來將對各行業產生深遠的影響。為此，“中國制造2025”、德國“工業4.0”、美國“增材制造路線圖”，以及“歐洲增材制造戰略”等都視3D打印為未來制造業發展戰略的核心。

基於上述背景，華中科技大學出版社希望由我組織全國相關單位撰寫“3D打印前沿技術叢書”。由於3D打印是一種集機械、計算機、數控和材料等於一體的新型先進制造技術，涉及學科眾多，因此，為了確保叢書的質量和前沿性，特聘請盧秉恆、王華明、聶祚仁等院士作為顧問，聘請3D打印領域的著名專家作為編審委員會委員。

各單位相關專家經過近三年的辛勤努力，即將完成20餘部3D打印相關學術著作的撰寫工作，其中已有2部獲得國家科學技術學術著作出版基金資助，多部將與愛思唯爾（Elsevier）聯合出版英文版。

本叢書內容覆蓋了3D打印的設計、軟件、材料、工藝、裝備及應用等全流程，集中反映了3D打印領域的新研究和應用成果，可作為學校、科研院所、企業等單位有關人員的參考書，也可作為研究生、本科生、高職高專生等的參考教材。

由於本叢書的撰寫單位多、涉及學科廣，是一個新嘗試，因此疏漏和缺陷在所難免，殷切期望同行專家和讀者批評與指正！

華中科技大學教授