3D設(shè)計(jì)與3D打印

第1章3D打印技術(shù)綜述

1.13D打印工作原理

1.1.1增材制造基本原理

1.1.23D打印技術(shù)的專利來源

1.1.33D打印系統(tǒng)配置

1.23D打印主流技術(shù)

1.2.1熔融沉積造型技術(shù)

1.2.2光固化立體造型技術(shù)

1.2.33D印刷或選擇性黏結(jié)打印技術(shù)

1.2.4選擇性激光燒結(jié)技術(shù)

1.2.5選區(qū)激光熔化技術(shù)

1.2.6激光近凈成形技術(shù)

1.3FDM三維打印實(shí)施步驟

1.3.1FDM打印技術(shù)的應(yīng)用

1.3.23D幾何建模

1.3.3STL模型數(shù)據(jù)處理

1.3.4分層控制參數(shù)

1.3.5開源3D打印機(jī)的打印參數(shù)設(shè)置

1.4打印機(jī)和打印材料的選擇

1.4.1打印性能指標(biāo)

1.4.2打印材料性能

1.4.3選擇ABS還是PLA

1.53D打印在教育行業(yè)的應(yīng)用

1.5.13D打印在各學(xué)科的創(chuàng)新應(yīng)用

1.5.23D打印的課堂應(yīng)用

第2章UP桌面型3D打印機(jī)操作

2.1UP的結(jié)構(gòu)組成

2.1.1機(jī)械部分

2.1.2電器部分

2.1.3打印軟件安裝

2.1.4在Windows 8.1上安裝

2.2打印準(zhǔn)備工作

2.2.1打印機(jī)初始化

2.2.2打印平臺(tái)調(diào)至水平

2.2.3手工校準(zhǔn)噴嘴高度

2.2.4準(zhǔn)備打印墊板

2.2.5其他維護(hù)選項(xiàng)

2.3UP打印軟件的操作

2.3.13D模型操作

2.3.2模型縮放與位置變換

2.3.3模型的布局

2.4UP打印機(jī)操作要點(diǎn)

2.4.1打印工藝參數(shù)設(shè)置

2.4.2打印質(zhì)量的選擇

2.4.3STL模型數(shù)據(jù)錯(cuò)誤及修復(fù)

2.4.4清理打印模型

2.4.5如何避免或減少打印件邊緣翹曲

2.5打印件的常見后處理

2.6FDM打印零件幾何精度誤差成因及對(duì)策

2.6.1CAD模型轉(zhuǎn)化成STL文件帶來的誤差

2.6.2STL分層過程帶來的誤差

2.6.3設(shè)備工藝條件所導(dǎo)致的誤差

第3章3D打印建模技術(shù)

3.13D建?；A(chǔ)知識(shí)

3.1.13D建模途徑

3.1.23D模型的計(jì)算機(jī)表示

3.23D建模方法

3.2.1線框建模

3.2.2曲面建模

3.2.3曲線/曲面的光順性評(píng)價(jià)

3.2.4實(shí)體建模

3.2.5多邊形網(wǎng)格模型

3.33D建模技能

3.3.13D建模軟件

3.3.2OpenSCAD應(yīng)用入門

3.3.3SketchUP(免費(fèi)版)應(yīng)用實(shí)例

3.3.4TinkerCAD應(yīng)用實(shí)例

3.3.5Siemens NX曲面建模實(shí)例

3.3.6CAXA工業(yè)軟件曲面建模實(shí)例

3.3.7中望軟件(ZW3D)建模實(shí)例

3.3.8Autodesk Inventor

3.4CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

3.4.1CAD/快速成形系統(tǒng)間的常用數(shù)據(jù)接口類型

3.4.2常用CAD系統(tǒng)的STL文件輸出

第4章3D掃描技術(shù)應(yīng)用

4.13D掃描儀測(cè)量原理

4.1.1逆向工程設(shè)計(jì)與3D掃描

4.1.23D掃描儀分類

4.1.33D掃描原理

4.1.4掃描數(shù)據(jù)的曲面重構(gòu)

4.2工程型3D掃描儀應(yīng)用

4.2.1泰西Handy Scan掃描儀

4.2.2泰西Capture 3D掃描儀的應(yīng)用

4.2.3用最佳擬合方式對(duì)齊點(diǎn)云

4.2.4使用貼標(biāo)記方式

4.3消費(fèi)型3D掃描儀應(yīng)用

4.3.1泰西Sense掃描儀

4.3.2EAGLE EYES 3D掃描系統(tǒng)

4.3.3基于拍照的3D建模

第5章3D打印數(shù)據(jù)處理技術(shù)

5.1STL數(shù)據(jù)文件及處理

5.1.1STL文件的格式

5.1.2STL文件的打印精度

5.1.3STL文件的糾錯(cuò)規(guī)則

5.1.4STL格式的局限性

5.2如何使用Netfabb處理3D打印數(shù)據(jù)

5.2.1軟件的交互界面

5.2.2模型檢查

5.2.3模型編輯

5.2.4模型修復(fù)

5.2.5模型測(cè)量

5.2.6在Netfabb中創(chuàng)建參數(shù)化模型

5.33D掃描數(shù)據(jù)的處理與編輯

5.3.1Netfabb修復(fù)人體面部數(shù)據(jù)的應(yīng)用實(shí)例

5.3.2MeshLab應(yīng)用實(shí)例

5.3.3MeshMixer應(yīng)用實(shí)例

5.4Geomagic系列工程軟件

第6章3D設(shè)計(jì)與打印課題

6.1幾何拼圖積木

6.1.1平面幾何拼圖

6.1.2孔明鎖

6.1.3孔明鎖變形件設(shè)計(jì)

6.2生活用品的創(chuàng)意設(shè)計(jì)

6.2.1折疊圓珠筆

6.2.2嵌有三維文字的圓珠筆

6.2.3購(gòu)物袋塑料提鉤設(shè)計(jì)

6.3卡通造型擺件打印

6.3.1QQ公仔模型打印

6.3.2Angry birds模型打印

6.3.3基于折紙模型的逆向設(shè)計(jì)造型

6.3.43D打印件彩繪后處理

6.3.5ABS打印件的丙酮熏蒸后處理

6.4創(chuàng)意家居用品的打印

6.4.1創(chuàng)意臺(tái)燈的造型設(shè)計(jì)

6.4.2彩色燈罩打印與燈具組裝

6.4.3六角亭小夜燈打印制作

6.4.4鏤空結(jié)構(gòu)筆筒打印件

6.5多面體空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

6.5.1在Siemens NX中構(gòu)建正十二面體

6.5.2半正則多面體

6.5.3對(duì)偶多面體結(jié)構(gòu)

6.5.4多面體桁架結(jié)構(gòu)

6.6建筑模型打印

6.6.1埃菲爾鐵塔模型

6.6.2兩層獨(dú)立別墅模型

6.7拼接玩具的設(shè)計(jì)與打印

6.7.1小車拼接模型

6.7.2Lego積木模型

6.7.3Lego車模

6.7.4擴(kuò)展設(shè)計(jì): Arduino Lego機(jī)器人設(shè)計(jì)與打印

6.8自行車手機(jī)夾的打印

6.8.1設(shè)計(jì)圖紙

6.8.2打印及安裝

6.9機(jī)器烏龜打印

6.9.1烏龜行走機(jī)構(gòu)的原理

6.9.2機(jī)器烏龜?shù)牧慵O(shè)計(jì)與打印

6.9.3制作的注意點(diǎn)

6.10太陽能LED臺(tái)燈設(shè)計(jì)與打印

6.10.1產(chǎn)品描述

6.10.2打印件的設(shè)計(jì)模型

6.10.3電路與裝配

6.10.4擴(kuò)展設(shè)計(jì): 可折疊的太陽能臺(tái)燈

第7章F1 in Schools全球設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽

7.1F1 in Schools比賽對(duì)車體設(shè)計(jì)要求

7.1.1翼型的設(shè)計(jì)

7.1.2其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

7.1.3設(shè)計(jì)并制作一輛F1車模

7.2F1 in Schools一體化實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)備

7.34×4 Racing團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽

7.3.1車輛基本設(shè)計(jì)要求

7.3.2技術(shù)說明

7.3.3設(shè)計(jì)并制作一輛符合4×4 in Schools規(guī)則的越野車

附錄

附錄A"3D設(shè)計(jì)與3D打印"培訓(xùn)項(xiàng)目簡(jiǎn)介

附錄B"3D設(shè)計(jì)與3D打印"培訓(xùn)考核大綱

B.1培訓(xùn)目標(biāo)

B.2培訓(xùn)內(nèi)容及課時(shí)安排

B.3考核評(píng)分規(guī)則

B.4培訓(xùn)機(jī)構(gòu)必須具備的基本條件

B.5向媒體推介本培訓(xùn)項(xiàng)目

附錄C"3D設(shè)計(jì)與打印"培訓(xùn)考核樣題

C.1模塊A產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)與打印

C.2模塊B結(jié)構(gòu)/功能設(shè)計(jì)與3D打印

C.3模塊C逆向工程與3D打印

C.4模塊D機(jī)電集成設(shè)計(jì)與3D打印

附錄D如何下載本書的數(shù)據(jù)文件

桌面3D打印機(jī)屬于智力設(shè)計(jì)創(chuàng)作工具，要求用戶具有一定的技術(shù)和設(shè)計(jì)素養(yǎng)，尤其需要具有3D建模、3D掃描、手工制作方面的動(dòng)腦與動(dòng)手能力。本書全面介紹桌面型3D打印技術(shù)的原理、方法和應(yīng)用案例，強(qiáng)調(diào)利用3D打印技術(shù)解決日常生活和教學(xué)中的問題，是一本基于項(xiàng)目案例的培訓(xùn)教材。本書案例均取材于日常生活，全部項(xiàng)目均經(jīng)過實(shí)際打印驗(yàn)證。