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目录1

前言1

第1章 快速成型技术概述1

1.1 快速成型技术的原理1

1.1.1 成型方式的分类1

1.1.2 快速成型技术的原理2

1.2 快速成型技术的分类5

1.3 快速成型技术的国内外研究现状及发展趋势8

1.3.1 快速成型技术的国内外研究现状8

1.3.2 RPM技术的工艺装备、材料及软件9

1.3.3 快速成型技术的发展趋势11

第2章 快速成型技术中的数据处理14

2.1 快速成型技术中的数据接口及预处理14

2.1.1 快速成型的数据来源14

2.1.2 快速成型技术中的数据接口15

2.1.3 STL文件的缺陷分析19

2.1.4 STL文件的检测与修复22

2.2 三维模型的分层处理26

2.2.1 快速成型技术中的分层方法26

2.2.2 基于STL模型的智能切片算法28

2.2.3 CAD模型的直接切片31

2.2.4 适应性分层算法36

2.3 扫描路径的生成技术39

2.3.1 切片轮廓数据的生成40

2.3.2 线宽补偿的生成算法40

2.3.3 自交环及无效环的剔除43

2.3.4 填充扫描矢量生成算法43

3.1 立体印刷成型45

3.1.1 工艺原理45

第3章 快速成型制造的几种典型工艺45

3.1.2 系统组成46

3.1.3 工艺过程48

3.1.4 研究现状49

3.1.5 存在的问题51

3.2 分层实体制造52

3.2.1 工艺原理52

3.2.2 系统组成53

3.2.3 研究现状和存在问题56

3.3.2 系统组成59

3.3 熔融沉积制造59

3.3.1 工艺原理59

3.3.3 研究现状与存在问题61

3.4 激光选区烧结62

3.4.1 工艺原理63

3.4.2 系统组成64

3.4.3 工艺步骤65

3.4.4 研究现状与存在问题68

3.5 三维打印70

3.5.1 三维喷涂粘接成型机70

3.5.2 喷墨式三维打印72

3.6 掩膜光刻75

3.6.1 SGC工艺原理与技术要求76

3.6.2 工艺过程及应用78

3.7 其他快速成型技术79

3.7.1 多种材料组织的熔积成型79

3.7.4 气相沉积成型80

3.8 减式快速成型技术80

3.7.3 三维焊接成型80

3.7.2 直接光成型80

第4章 快速成型采用的材料82

4.1 概述82

4.2 快速成型用材料种类及性能要求82

4.2.1 快速成型材料的分类82

4.2.2 快速成型工艺对材料性能的要求83

4.3 快速成型工艺常用的材料86

4.3.1 SLA材料86

4.3.2 LOM材料88

4.3.3 SLS材料90

4.3.4 FDM材料101

4.3.5 TDP材料102

4.4 几种特殊材料在快速成型工艺中的应用102

4.4.1 组织工程材料在快速成型中的应用102

4.4.2 聚合物材料在快速成型中的应用105

4.4.3 复合材料在快速成型中的应用109

4.4.4 反应成型塑料在快速成型中的应用111

4.5 快速成型材料的技术进步及其成型性问题113

4.5.1 快速成型材料的技术进步113

4.5.2 快速成型材料的成型性问题115

4.6.1 国内外快速成型材料的产品及用途117

4.6 快速成型材料的产品、用途及发展趋势117

4.6.2 快速成型材料研究发展的趋势120

第5章 影响快速成型精度的主要因素分析122

5.1 分层制造原理性台阶误差123

5.2 数据处理过程对成型精度的影响123

5.2.1 STL文件切片误差124

5.2.2 STL文件切片截面的曲线拟合124

5.3.1 扫描线（直径）宽的限制及过烧128

5.3 实际加工时设备工艺条件对成型精度的影响128

5.3.2 不同成型加工系统对成型精度的影响137

5.4 提高数控路径插补技术、改善RP制件表面质量简介148

5.4.1 自适应式插补148

5.4.2 三次样条插补149

5.4.3 微线段连续高速高精度插补149

5.5 小结151

第6章 快速成型技术的应用152

6.1 快速成型在产品原型制造中的应用152

6.1.1 模型、零件的观感评价153

6.1.2 结构设计验证与装配校核154

6.1.3 性能和功能测试155

6.2 快速成型在模具制造中的应用156

6.2.1 直接制模158

6.2.2 间接制模162

6.2.3 直接模具与间接制模的比较168

6.2.4 快速模具技术的发展趋势169

6.3.1 直接制造精铸母模170

6.3.2 硅橡胶-石膏型精密铸造170

6.3 快速成型在精密铸造中的应用170

6.3.3 制造精铸型壳171

6.3.4 功能零件无模具快速精铸172

6.4 快速成型在汽车行业中的应用173

6.4.1 零件设计原型的快速制造173

6.4.2 汽车车身设计与开发174

6.4.3 快速成型用于发动机试验研究176

6.5 快速成型在医学领域中的应用178

6.5.1 RP技术在医疗诊断、教学和外科学领域的应用178

6.5.4 RP技术在组织工程学领域的应用181

6.5.3 RP技术在法医学领域的应用181

6.5.2 RP技术在生物力学领域的应用181

6.5.5 材料和RP机器的选择183

6.5.6 将来的应用183

6.6 快速成型在仿生学中的应用184

6.6.1 目前仿生制造的发展状况185

6.6.2 基于RP的仿生制造方法186

6.7 快速成型在艺术领域中的应用188

7.1 反求工程技术概述190

7.1.1 反求工程的基本概念190

第7章 三维测量与反求工程190

7.1.2 反求工程的应用191

7.1.3 反求工程与快速成型的集成192

7.2 三维曲面测量技术193

7.2.1 接触式测量193

7.2.2 断层扫描式测量196

7.2.3 非接触式测量199

7.2.4 总结206

7.3 三维曲面重构技术207

7.3.1 NURBS曲面构造207

7.3.2 三角曲面的构造208

7.3.3 对象检验与修正209

第8章 快速成型技术的一些新进展211

8.1 功能梯度材料的快速成型技术211

8.1.1 功能梯度材料简介211

8.1.2 功能梯度材料特性分析213

8.1.3 传统的功能梯度材料制备方法215

8.1.4 基于RP的功能梯度材料零件制备方法216

8.1.5 功能梯度材料／零件的CAD信息表达方法217

8.2 纳米晶材料快速成型技术223

8.2.1 纳米晶金属的快速成型技术224

8.2.2 纳米晶陶瓷的快速成型技术研究228

8.3 金属直接成型技术230

8.3.1 选择性激光烧结231

8.3.2 直接金属沉积233

8.3.3 激光工程化净成型237

8.3.4 激光快速柔性制造240

8.3.5 金属粉末激光成型241

8.3.6 其他金属直接成型工艺243

参考文献245