適讀人群 ：對3D打印感興趣的社會讀者、高校學生
本書由淺入深介紹了如下內容：
1.3D打印技術的起源與發展
2.3D打印機繫統結構與控制繫統
3.3D打印技術及材料分類與應用
4.3D模型設計與通用建模軟件
5.3D打印編程技術與通用算法
6.3D打印雲芯片與雲切片技術
7.3D打印雲平臺與個性化定制
8.工業4.0與3D打印

本書詳細介紹了3D打印技術的起源、發展現狀、3D打印機的結構與設計、3D打印技術的分類和應用、3D打印材料分類、3D模型設計與建模軟件、3D打印機通用軟件編程技術、3D打印雲控制芯片與雲切片技術、3D打印雲平臺與個性化定制、工業4.0與3D打印。

呂鋻濤，中共黨員，歸國計算機科學博士，政府特聘科技專家。曾任職中關村知名軟件公司為高級軟件工程師。本科和碩士就讀於華中師範大學。後留學於加拿大Dalhousie University。畢業後任職於加拿大聯邦政府。2010年回國創業，將企業做到行業領先位置。帶領團隊研發出全球首款並量產的3D食品打印機，引發國內各大媒體爭相報道。擁有多項個人專利和軟件著作權。 2013和2016年分別入選“3551人纔計劃”和“湖北省百人計劃”等海外高層次人纔引進計劃。享受政府特殊人纔津貼。

目錄
第1章 引論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
第２章3D 打印技術的起源與發展 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
2．13D 打印技術的基本原理與起源 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
2．23D 打印技術國內外發展現狀 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2．2．1國外3D 打印技術的發展現狀 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2．2．2國內3D 打印技術的發展現狀 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2．33D 打印技術與中國制造2025 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2．3．1中國制造2025 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2．3．23D 打印與中國制造2025 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
第３章3D 打印機繫統結構與控制繫統 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
3．1通用3D 打印機硬件繫統概述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
3．1．13D 打印機機械結構繫統 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
3．1．1．1電機 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
3．1．1．2電源 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
3．1．1．3導軌 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
3．1．1．4絲杠 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
3．1．1．5加熱板 熱床 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
3．1．1．6擠出機 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
3．1．1．7機身結構 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
3．1．23D 打印機硬件控制繫統 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
3．2通用3D 打印機軟件控制繫統 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
第4章 3D 打印技術及材料分類與應用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
4．13D 打印技術分類 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
4．1．1熔融沉積成型技術 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
4．1．2選擇性激光燒結技術 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
4．1．3激光選區熔化成型技術 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
4．1．4光固化立體成型技術 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47
4．1．5分層實體制造技術 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
4．1．6三維打印成型技術 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
4．1．7其他3D 打印技術 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
4．23D 打印材料分類 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
4．2．13D 打印材料物理狀態分類 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
4．2．23D 打印材料化學性能分類 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
4．2．33D 打印材料成型方法分類 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
4．3各類打印材料及其應用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
4．3．13D 打印工程塑料 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
4．3．23D 打印光敏樹脂 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
4．3．33D 打印橡膠類材料 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
4．3．43D 打印金屬材料 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
4．3．53D 打印陶瓷材料 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
4．3．6其他3D 打印材料 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
4．4我國3D 打印材料技術發展的現狀與機遇 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
第5章 3D 打印數據處理與通用建模軟件概覽 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
5．13D 打印數據處理 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
5．1．1STL 格式簡介 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
5．1．23D 打印數據處理流程 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
5．23D 建模通用軟件簡介 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
5．2．13ds Max 簡介與STL 建模實例 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
5．2．2UG 簡介與STL 建模實例 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
5．2．3Pro Engineer 簡介與STL 建模實例 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79
5．2．4SolidWorks 簡介與STL 建模實例 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．89
第6章 3D 打印編程技術與通用算法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．100
6．13D 打印編程技術簡介 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．100
6．1．13D 打印機固件開發環境 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．100
6．1．23D 打印與Gcode ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．105
6．23D 打印技術相關算法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．111
6．2．13D 打印分層切片處理 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．111
6．2．1．1STL 切片算法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．111
6．2．1．2STL 文件結構與操作處理編程 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．114
6．2．1．3基於CuraEngine 的3D 模型切片 ．．．．．．．．．．．．．．123
6．2．2掃描路徑生成與填充算法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．130
6．2．3支撐生成算法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．137
6．2．4成型方向與算法優化概述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．146
第7章 3D 打印雲芯片與雲切片技術 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．150
7．1雲控制芯片簡介與應用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．151
7．2CUDA 編程技術簡介 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．154
7．2．1CUDA 概述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．154
7．2．2GPU 架構概述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．157
7．2．3CUDA 與並行計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．157
7．2．3．1建立CUDA 編程環境 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．158
7．2．3．2CUDA 編程架構優缺點 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．162
7．3CUDA 編程實例 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．165
7．3．1編寫第一個CUDA 程序 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．165
7．3．2CUDA 並行編程 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．167
7．4基於CUDA 架構的3D 模型切片 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．170
7．4．1CUDA 多核編程API 簡介 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．170
7．4．2CUDA 架構模型切片處理流程 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．172
第8章 3D 打印雲平臺與個性化定制 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175
8．1構建3D 打印生態雲平臺 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175
8．1．13D 打印雲生態繫統 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175
8．1．1．1雲計算技術簡介 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．175
8．1．1．2基於雲計算架構的3D 打印生態繫統 ．．．．．．．178
8．1．23D 打印生態繫統用戶群 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．181
8．2雲平臺個性化定制服務繫統 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．182
8．2．1雲創意設計中心 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184
8．2．2雲打印中心 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．185
8．2．3周邊服務交易中心 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．187
8．3分布式雲打印與個性化定制 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．188
8．3．13D 打印與個性化定制 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．188
8．3．1．1個性化市場趨勢分析 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．188
8．3．1．2個性化定制商品的市場容量 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．189
8．3．1．33D 打印生態繫統的個性化服務流程 ．．．．．．．．191
8．3．23D 打印智能制造雲平臺管理繫統簡介 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．192
第9章 工業4．0 與3D 打印 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．197
9．1工業4．0 概述 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．197
9．1．1“工業4．0”概念的由來 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．197
9．1．2“工業4．0”的核心技術與行業影響 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．199
9．23D 打印技術在工業4．0 中的重要作用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．209
第10章 3D 打印技術應用展望 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．213
10．13D 打印技術應用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．213
10．1．13D 打印時代的生活 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．213
10．1．23D 打印時代的教育 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．219
10．1．33D 打印時代的制造 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．223
10．1．43D 打印時代的知識產權 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．225
10．23D 打印時代的機遇與挑戰 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．226
10．34D 打印技術簡介 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．228
附錄A中英文術語對照表 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．230
附錄B3D 打印機安裝測試與常見故障維修 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．234
B．13D 打印機安裝調試 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．234
B．23D 打印機常見故障與處理方法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．243
參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．250

《3D打印 原理 技術與應用》：
1.故障現像一：模型黏合不到工作臺上
（1）噴嘴離工作臺距離太遠，調整工作臺和噴嘴距離。
（2）工作臺溫度太高或者太低。ABS打印工作臺溫度應該在110℃左右，PLA打印工作臺溫度應該穩定在55℃左右。
（3）打印耗材本身問題，換其他耗材重試。
（4）打印ABS一般在工作臺貼上高溫膠帶，打印PLA一般在工作臺上貼上美紋紙幫助黏合。
2.故障現像二：噴嘴不出絲
（1）檢查送絲器。加溫進絲，如果是外置齒輪結構送絲則觀察齒輪是否轉動，若屬內置步進電機送絲則觀察進絲時電機是否微微震動並發出工作響聲。若無，則檢查送絲器及其主板的接線是否完整。
（2）通過溫控傳感器查看溫度。ABS打印噴嘴溫度為210℃～230℃，PLA打印噴嘴溫度為195℃～220℃。
（3）查看噴嘴是否堵頭。料絲上好後，用手稍微用力推動看噴嘴是否出絲，如果出絲，則噴嘴沒有堵頭，如果不出絲，則清理噴嘴或直接更換噴嘴。
（4）檢查工作臺是否離噴嘴過近。如果工作臺離噴嘴過近則工作臺擠壓噴嘴不能出絲。調整噴嘴與工作臺之間的距離。
3.故障現像三：3D打印機工作一段時間就自動停止
出現此種情形可能是因為3D打印機工作過程中溫度不穩定，當溫度降到最低設定下限時，擠出機會停止工作。對上述情形，主要有以下3種應對方案。
（1）設定機器打印過程溫度與打印首層溫度一致。
（2）將整體溫度調高，讓擠出機頭部溫度不至於降低至最低下限溫度以下，這樣可以有效避免發生強制停止現像。
（3）降低原來設定的最低下限溫度，避免溫度降低超過設定下限。
4.故障現像四：接通電源後，控制板無反應
出現類似情況，可按以下步驟逐步排除故障。
（1）首先檢查各部位線頭是否松動。如果有類似情形，連接好松動的部分，重新通電測試。
（2）檢查電源插口內保險管是否損壞。若損壞則更換後通電重試。
（3）檢查電源是否損壞。
（4）若以上步驟無問題，通電後板子仍無反應，則板子損壞，更換後重新檢測。
……