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第1章 概述 1

1.1 引言 1

1.2 快速成形技术发展简史 1

1.3 快速成形技术的种类 2

1.3.1 光固化成形 2

1.3.2 纸叠层成形 3

1.3.3 选择性激光烧结成形 3

1.3.4 熔丝沉积成形 4

1.3.5 其他成形方法 4

1.4 快速制模、快速制造技术的发展 5

1.3.6 RP软件 5

1.5 快速成形技术的应用 6

1.6 快速成形技术展望 8

第2章 快速成形系统的信息处理 10

2.1 STL文件——RP软件的标准数据输入格式 10

2.1.1 STL模型的表示方法 10

2.1.2 STL文件的存储格式 10

2.1.3 STL文件的一致性规则及错误 12

2.1.4 STL文件的错误处理方法 14

2.1.5 STL格式的优缺点及其改进格式 16

2.2 RP软件的信息处理流程 17

2.2.1 二维层面数据生成 18

2.2.2 STL文件的切片技术 19

2.2.3 不同RP加工方式的加工路径生成 21

2.2.4 切片轮廓的偏置算法 24

2.2.5 变网格划分算法 27

2.2.6 便宜算法——RP常用的一种路径优化算法 29

2.3 RP软件介绍 30

2.3.1 独立的第三方RP软件 30

2.3.2 RP系统制造商开发的专用RP软件 32

2.3.3 PowerRP简介 32

3.1.1 反求工程的意义 34

3.1 概述 34

第3章 反求工程 34

3.1.2 反求工程测量方法 35

3.2 接触式测量 35

3.2.1 三坐标测量机的主机 36

3.2.2 三维测头 37

3.2.3 控制系统 38

3.3 非接触式测量 38

3.3.1 激光三角法 38

3.3.2 结构光法 40

3.4.2 非接触式测量方法的优缺点 41

3.4.1 接触式测量方法的优缺点 41

3.4 接触式与非接触式测量方法的优缺点 41

3.5 数据处理和产品建模 43

3.6 点云数据处理 44

3.6.1 Surfacer软件简介 44

3.6.2 点云数据的预处理 44

3.6.3 点云数据的拼合 48

3.7 三维曲面反求 51

3.7.1 概述 51

3.7.2 Pro/E软件中曲面造型的基本概念及方法介绍 51

3.7.3 应用实例 55

4.1.1 基本原理 64

第4章 液态树脂光固化成形 64

4.1 光固化成形原理 64

4.1.2 光扫描曝光原理 65

4.2 光敏树脂的固化特性 67

4.2.1 光固化成形对树脂材料的要求 67

4.2.2 光固化的特性 68

4.3 光固化成形系统及成形工艺 72

4.3.1 成形系统及工作原理 72

4.3.2 成形过程 73

4.3.3 成形工艺 75

4.3.4 成形时间 76

4.3.5 成形件的后处理 77

4.4 光固化成形的精度 78

4.4.1 影响精度的因素 79

4.4.2 衡量精度的标准 81

4.4.3 使用标准测试件进行测量 82

4.4.4 提高精度的方法 83

4.5 应用案例 83

4.5.1 在制造业中的应用 83

4.5.2 在生物制造工程和医学中的应用 83

4.5.4 其他应用案例 85

4.5.3 在模具制造中的应用 85

第5章 选择性激光烧结成形技术 89

5.1 成形原理 89

5.2 SLS成形机理 90

5.2.1 粉末特性 90

5.2.2 SLS的基本理论 91

5.2.3 传统烧结理论 97

5.2.4 SLS和传统烧结理论的联系和区别 99

5.3 SLS成形工艺 99

5.3.1 SLS材料概况 100

5.3.2 成形过程 101

5.3.3 高分子粉末材料的成形工艺 103

5.3.4 金属粉末材料的成形工艺 104

5.3.5 陶瓷粉末材料的成形工艺 107

5.4 影响SLS成形质量和成形效率的主要因素 108

5.4.1 零件造型的影响 108

5.4.2 粉末材料的影响 109

5.4.3 成形工艺参数的影响 112

5.4.4 扫描方式 117

5.4.5 成形方向 120

5.4.6 后处理工艺 120

5.5 SLS成形系统 121

5.5.1 硬件 121

5.5.2 软件 124

5.5.3 商品化SLS成形设备及其主要性能参数 126

5.5.4 SLS快速成形设备的选型原则 127

5.6 SLS应用案例 129

5.6.1 在精密铸造中的应用 129

5.6.2 在制造塑料件中的应用 130

5.6.3 在制造金属零件／模具中的应用 131

第6章 薄材叠层快速成形技术 133

6.1 工作原理 133

6.2 薄材叠层成形系统的结构 135

6.3 控制系统 137

6.3.1 虚拟PLC的体系结构 139

6.3.2 虚拟PLC的编程环境 140

6.4 局域网内部远程监控系统 142

6.4.1 远程监控方式 142

6.4.2 远程监控系统分析 143

6.4.3 远程监控系统的设计 145

6.4.4 远程监控实例 149

6.5 原型件的后处理 150

6.6 大尺寸薄壁工件的制造 151

6.7 材料的利用率 152

6.8 LOM技术应用案例 152

7.1 国内外发展概况 155

第7章 熔丝沉积成形 155

7.2 FDM的工作原理 156

7.3 成形过程 156

7.4 FDM系统结构 158

7.5 FDM系统的控制软件 161

7.5.1 软件系统总体结构 162

7.5.2 应用层软件结构 162

7.5.3 驱动程序结构 165

7.5.4 应用程序与驱动程序的通信 171

7.6 FDM设备简介 173

8.2 金属板材无模单点成形原理 175

第8章 金属板材数控无模单点成形技术 175

8.1 前言 175

8.3 板材数控单点渐进成形设备 177

8.4 金属板材数控无模单点成形工艺 180

8.5 应用 181

8.5.1 新车型开发应用 181

8.5.2 快速制模的应用 183

第9章 快速制模技术 185

9.1 软模技术 185

9.1.2 原型件的准备 186

9.1.3 制造硅橡胶模具 186

9.1.1 工艺路线 186

9.1.4 浇注品的制造 188

9.2 过渡模技术 190

9.2.1 铝填充环氧树脂模 190

9.2.2 SLA成形的树脂壳—铝填充环氧树脂背衬模 192

9.3 硬模技术 195

9.3.1 直接加工金属模具 196

9.3.2 用SLS方法烧结铸型 203

9.3.3 基于快速原型的喷涂法 203

9.3.4 陶瓷壳砂型法 204

9.3.5 石墨研磨法 204

9.4.1 采用填充法制造金属板料拉深模 205

9.4 金属薄板成形模具的快速制造 205

9.4.2 采用芯体表层浇铸法的制模技术 214

第10章 快速成形材料 218

10.1 薄材叠层成形（LOM）材料 218

10.1.1 纸基材 218

10.1.2 陶瓷带材 219

10.2 选择性激光烧结成形（SLS）材料 219

10.2.1 选择性激光烧结成形对材料的要求 219

10.2.2 选择性激光烧结材料的种类和性能 220

10.2.3 粉末特性对选择性激光烧结的影响 224

10.2.4 选择性激光烧结成形件的后处理 225

10.2.5 粉体材料的制备 226

10.3 液态树脂光固化成形材料 228

10.3.1 光敏树脂概述 228

10.3.2 光固化反应原理 229

10.3.3 SLA用光敏树脂 231

10.4 熔丝沉积成形材料 238

10.5 快速成形材料的发展趋势 238

10.5.1 快速成形及快速制模材料 238

10.5.2 组织工程材料 238

参考文献 240