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| 編輯推薦： |
1 结合典型案例与分析，通俗易懂，举一反三。
2 融入国内外先进技术、流行软件，可以作为教材。
3 轻松掌握3D打印与材料成型、逆向设计，让梦想成真。
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| 內容簡介： |
以3D打印为代表的材料快速成型技术将带来深远影响。本书全面、系统地介绍了逆向工程和材料快速成型技术中的关键技术及相关软硬件，重点讲述了逆向工程中的数据采集技术及设备、逆向设计中的三维建模技术、基于Altair OptiStruct结构优化设计、快速成型技术概述、快速成型技术及其成型原理、快速成型设备及材料、快速成型技术的精度控制技术、快速成型工艺中的数据处理、4D打印技术及其发展现状等内容。
全书强调理论联系实际，配合大量案例，能快速提高解决实际问题的能力，为工作和学习奠定坚实基础。本书可供广大从事3D打印、材料成型与模具设计制造的设计人员、技术人员和科研人员参考，也可作为高等院校材料成型及控制工程专业、材料类和机械类相关专业师生的教学参考书或教材。
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| 目錄：
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第1章概述001
1.1什么是逆向工程001
1.2逆向工程的应用002
1.3快速成型技术005
1.4快速成型技术的发展趋势007
思考题008
第2章逆向工程中的数据采集技术及设备009
2.1逆向工程采集技术简介009
2.2三坐标测量机011
2.2.1简介011
2.2.2原理及结构组成013
2.2.3操作方法015
2.3关节臂测量机017
2.3.1简介017
2.3.2测量技术原理017
2.3.3结构组成与操作方法018
2.4手持式激光扫描仪020
2.4.1简介020
2.4.2测量技术原理021
2.4.3结构组成021
2.4.4操作方法024
2.5光栅式扫描仪027
2.5.1光栅投影三维测量技术原理027
2.5.2光栅式扫描仪结构组成028
2.5.3操作方法031
思考题032
第3章逆向设计中的三维建模技术033
3.1三维逆向建模技术简介033
3.1.1两类逆向建模技术033
3.1.2逆向工程CAD系统的分类034
3.2逆向设计中的关键技术037
3.2.1点云数据处理技术037
3.2.2曲面重构技术040
3.3主流软件介绍044
3.3.1Geomagic044
3.3.2Imageware045
3.3.3CopyCAD046
3.3.4Rapidform XOR3047
3.4案例分析048
3.4.1案例一048
3.4.2案例二051
思考题053
第4章基于Altair OptiStruct结构优化设计054
4.1概述054
4.1.1Altair OptiStruct结构优化方法简介054
4.1.2OptiStruct优化设计的数学基础057
4.1.3OptiStruct结构响应059
4.1.4OptiStruct结构优化设计流程063
4.2拓扑优化064
4.2.1拓扑优化概述065
4.2.2制造工艺约束067
4.3形貌优化075
4.3.1形貌优化概述076
4.3.2形貌优化中的可制造性078
4.4形状优化080
4.4.1HyperMorph简介081
4.4.2形状优化概述083
4.5尺寸优化085
思考题087
第5章快速成型技术概述088
5.1快速成型技术方法及分类088
5.2快速成型技术的发展089
5.2.1快速成型技术在国外的发展089
5.2.2快速成型技术在国内的发展090
5.3快速成型技术的应用091
5.3.1在产品设计中的应用091
5.3.2在模具领域的应用092
5.3.3在铸造领域的应用092
5.3.4在医疗领域的应用094
思考题095
第6章快速成型技术及其成型原理096
6.1光固化快速成型技术096
6.1.1基本原理和系统组成097
6.1.2工艺过程099
6.1.3扫描方法100
6.1.4支撑结构设计101
6.1.5光固化快速成型技术的特点及应用102
6.2三维打印成型工艺104
6.2.1三维打印快速成型基本原理104
6.2.2三维打印快速成型过程105
6.2.3三维打印快速成型应用107
6.3选择性激光烧结快速成型技术107
6.3.1基本原理和组成系统108
6.3.2烧结工艺109
6.3.3后处理111
6.3.4选择性激光烧结工艺的特点及应用112
6.4熔融沉积制造快速成型技术114
6.4.1基本原理和系统组成115
6.4.2工艺的特点117
6.4.3熔融沉积制造快速成型应用118
6.5其他快速成型技术119
6.5.1分层实体制造快速成型技术119
6.5.2光掩模技术122
6.5.3金属板料渐进快速成型技术125
6.5.4弹道微粒制造132
6.5.5数码累积成型133
6.6发展趋势133
第7章快速成型设备及材料134
7.1设备134
7.1.1光固化快速成型制造设备134
7.1.2三维打印快速成型设备137
7.1.3选择性激光烧结快速成型制造设备138
7.1.4熔融沉积制造快速成型制造设备141
7.2快速成型材料144
7.2.1光固化快速成型材料144
7.2.2三维打印快速成型材料148
7.2.3熔融沉积制造快速成型材料151
7.2.4选择性激光烧结快速成型材料154
7.3发展趋势157
思考题158
第8章快速成型技术的精度控制技术159
8.1光固化快速成型技术工艺参数的控制159
8.1.1数据转换对成型精度的影响159
8.1.2分层处理对成型精度的影响159
8.1.3机器误差对成型精度的影响160
8.1.4光斑直径大小对成型精度的影响161
8.1.5加工参数对成型精度的影响161
8.1.6后处理对成型精度的影响162
8.2三维打印快速成型工艺参数的控制163
8.3选择性激光烧结技术工艺参数的控制166
8.4数控渐进成型工艺参数的控制168
8.5熔融沉积制造技术工艺参数的控制170
思考题171
第9章快速成型工艺中的数据处理172
9.1CAD三维模型172
9.1.1IGES标准173
9.1.2STEP标准175
9.1.3STL文件格式180
9.2CAD切片软件183
9.3实例操作186
9.4医学数据与三维CAD转换软件Mimics200
9.4.1Mimics软件200
9.4.2医学数据与Mimics201
思考题202
第10章4D打印技术及其发展现状203
10.14D打印原理203
10.24D打印材料204
10.2.14D打印材料的特点204
10.2.24D打印材料的研究进展204
10.34D打印中的形状记忆效应205
10.44D打印的应用206
10.4.1生物医学领域207
10.4.2机器人领域207
10.4.3军事领域207
10.4.4建筑领域207
10.4.5文艺创作领域207
10.54D打印技术的发展趋势208
思考题208
参考文献209
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| 內容試閱：
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近年来，随着科技的发展，制造业正逐步走向数字化、信息化和智能化，智能制造是世界先进制造业发展的重要方向，也是“中国制造2025”中重要的组成部分。由设计到制造的正向工程逐渐难以满足工业产品的设计需求，因此由产品实物到数字化模型的逆向工程应运而生。逆向工程是新产品开发和消化、吸收先进技术的重要手段，可对产品进行分析与再设计的创新处理，从而使产品表现出更加优良的性能。以3D打印为代表的材料快速成型技术是一种全新概念的制造技术，被认为是现代制造技术的革命性发明，对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用，是实现逆向工程的重要手段之一。
本书全面、系统地介绍了逆向工程和快速成型技术中的关键技术及相关软硬件。全书共分为逆向工程、结构优化和快速成型三大部分，其主要内容包括：逆向工程中的数据采集技术及设备；逆向设计中的三维建模技术；基于Altair OptiStruct结构优化设计；快速成型技术概述；快速成型技术及其成型原理；快速成型设备及材料；快速成型技术的精度控制技术；快速成型工艺中的数据处理；4D打印技术及其发展现状等内容。
本书注重将专业理论技术与实践紧密结合，强调基础性和实践性，以解决相关系统应用的具体问题，有利于培养读者的动手能力以及创新实践能力。本书既可作为机械类、材料类、工业设计类等专业教学参考用书或教材，也可供有关工程技术人员参考。
本书由彭必友、杨韬、陈刚等共同编著完成。本书在编写过程中，得到了四川省科技厅重点研发项目（编号2018GZ0037）、四川省科技创新苗子工程项目（编号2019075）及西华大学人才引进项目（编号Z202075）的支持和帮助。此外，课题组杨鑫、弋戈、白雨松、邱俊哲等同人都参与了本书有关内容的素材收集、内容整理和校对工作；李祥、黄海峰、李西敏、黄立新等也为本书的编写做了大量工作，在此深表感谢。
此外，还要感谢Altair公司、安世亚太科技股份有限公司、上海数造三维科技有限公司、江苏长沐智能有限公司等为本书提供了相应的素材。
由于水平和时间有限，难免有疏漏之处，我们诚恳希望使用本书的读者批评和指正。
编著者
2021年5月
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