本書系統地講述了3D打印技術的原理、應用及CAD建模，全書共5章，內容包括3D打印技術原理、金屬零件3D打印設備及原理、3D打印金屬粉末制備與檢測、3DP產品質量分析及后處理、數據處理、CAD建模及反求工程等方面。從科學、集成的角度，系統介紹了3D打印技術的理念、內容、關鍵技術和新成果，力求實時跟進科技發展動態，讓讀者領略和了解3D打印前沿熱點，開闊視野、拓寬知識。
本書配套有相應的電子教案、視頻資料及課后思考題答案，以方便廣大師生和讀者閱讀學習。
本書可作為高等院校理工科專業教材，也可供對3D打印技術有興趣或希望盡快進入3D打印領域的人員參考。
適讀人群 ：本書可作為高等院校理工科專業教材，也可供對3D打印技術有興趣或希望盡快進入3D打印領域的人員參考。
《3D打印技術及CAD建模》追蹤科技熱點，以作者自身實踐經驗和多年從事相關科研為依托，系統地講解了3D打印技術的原理及應用，為提供給讀者更多的3D打印技術知識，以案例的形式介紹了CAD建模等內容，力求以嶄新的視角為讀者展現3D打印技術的魅力，配套相應的電子教案、視頻資料及課后思考題答案，以方便廣大師生和讀者閱讀學習。。
以信息技術與制造技術深度融合為特征的智能制造模式，正在引發整個制造業的深刻變革。3D打印是制造業有代表性的顛覆性技術，實現了制造從減材、等材到增材的重大轉變，改變了傳統制造的理念和模式，具有重大價值和拓展空間。近年來，3D打印技術正迅速發展，其所涉及的領域、概念及板塊幾乎涵蓋了制造業的方方面面，尤其是以互聯網為支撐平臺進行智能化、規模化定制，標志著新一輪制造方式、市場營銷乃至電子商務模式的到來。有機構預測，在不久的將來，3D打印將做到與等材制造、減材制造三足鼎立。美國《時代周刊》已將3D打印產業列為“美國十大增長快的工業”，英國《經濟學人》雜志則認為3D打印將與其他數字化生產模式一起推動實現新的工業革命。
在經濟發展全球化的大背景下，個性化消費時代已經到來，3D打印技術可以方便、快捷地制作出從單件到批量的定制化產品，加速推動著傳統加工模式的改變。有專家指出：“處不在的互聯網技術和日益成熟的3D打印結合之后，可以形成威力巨大的智能制造生態系統，打通從設計師到消費者之間的通道，并有可能取代傳統生產模式。”同時，作為產品數字化開發的利器，3D打印技術可以更好地為創客所用，在“大眾創業、萬眾創新”的時代浪潮中發揮出獨特的作用。
本書系統地介紹了3D打印的技術原理及相關工藝過程，闡述了與之相關的材料特征、數據準備、后期制作以及CAD建模、反求工程等環節，讓讀者對3D打印技術所涉及的前沿領域和新科技成果，有一個全面系統的認識。為提供給讀者更多的3D打印技術知識，本書以案例的形式介紹了幾款通用模型制作軟件——Thinkercad/Blender/Rhino/Blender/3D One的使用，同時通過反求測量實際案例，介紹了通過CATIA進行創成式設計的過程，以嶄新的視角為讀者展現3D打印技術的魅力。
本書配套有相應的電子教案、視頻資料及課后思考題答案，并將免費提供給采用本書作為教材的院校使用。如有需要，請發電子郵件至cipedu@163.com獲取，或登錄www.cipedu.com.cn免費下載。
本書由陳中中、朱惠玉主編，張建立、劉建偉參編，感謝蔣志強、王一工教授和暢鵬豪、楊承宇、王鵬同學提供的幫助；感謝河南泛銳研究院和3D人才網提供的教學培訓平臺，使本書更加系統和完善。
本書很多內容來自筆者在西安交通大學先進制造技術研究所讀博期間搜集和整理的原始資料，借此向導師盧秉恒院士和所引論文的作者表示衷心的感謝。
由于時間倉促，筆者水平有限，不足之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。后，筆者真誠地希望能夠借此機會，在與讀者的交流中共同獲得新的知識和力量。
編者
陳中中，鄭州大學機械工程學院，副教授，2005.1獲西安交通大學工學博士學位。主要從事先進制造、反求工程和生物制造技術。先后參加并完成有：國家自然科學基金項目3項；863計劃項目專項課題；國家教育部教學與科研獎勵基金項目；教育部骨干教師計劃項目等多項課題研究。發表核心論文16篇，2篇被SCI & EI收錄，4篇被EI收錄。2005年進入鄭州大學從教以來，擔任有《機械制造工藝學》《先進制造技術》《快速成型技術》課程的教學任務。2006年被聘為碩士生導師。先后獲得：2005年“Emerald”國際檢索機構“論文推薦獎”；2005年河南省第九屆自然科學學術論文二等獎；2006年河南省科學技術成果獎兩項，并通過省科技廳鑒定；2006年鄭州大學“三育人”先進個人榮譽稱號；2006年鄭州大學校青年骨干教師資助計劃項目；2007年河南省教育廳自然科學基礎研究計劃項目；2009年河南省高等學校青年骨干教師資助計劃項目等。
研究方向：
◆ 先進制造技術及成型工藝研究
◆ 快速成型、反求工程及快速模具制造技術
◆ 數字化醫學及醫療設備的開發
第1章3D打印技術概論 / 1
1.13D打印技術1
1.1.13D打印技術原理1
1.1.23D打印技術分類3
1.1.33D打印技術的應用16
1.2金屬成型技術22
1.2.1金屬粉末3D打印技術分類23
1.2.2其他直接金屬成型工藝29
1.3直接金屬成型工藝面臨的問題30
第2章金屬零件3D打印設備及原理 / 33
2.1選區激光燒結技術33
2.1.1選區激光燒結工藝特點34
2.1.2選區激光燒結后處理35
2.2選區激光熔化技術38
2.2.1選區激光熔化工藝特點38
2.2.2選區激光熔化應用現狀39
2.3激光近形制造技術40
2.4三維微滴噴射自由成型42
2.4.1三維微滴噴射自由成型原理42
2.4.2DoP物理黏結型3D打印43
2.4.3DoD反應相變型3D打印45
2.4.4DoD熱相變型3D打印47
2.4.5三維微滴噴射自由成型系統結構48
2.5三維微滴噴射自由成型材料61
2.5.1DoP物理黏結型3D打印機成型材料61
2.5.2DoD三維打印機成型材料65
第3章3D打印金屬粉末制備與檢測 / 70
3.13D打印金屬粉末介紹70
3.23D打印金屬粉末制備方法71
3.2.1水霧化法72
3.2.2氣霧化法72
3.3金屬粉末的檢測77
3.3.1球形2A14鋁合金粉末結構與粒徑分析77
3.3.2球形銅粉結構與性能分析79
3.3.3球形304不銹鋼粉末結構與性能分析81
3.3.4球形630不銹鋼粉末結構與性能分析84
3.4不同因素對球形金屬粉末性能的影響86
3.4.1霧化壓力對球形金屬粉末性能的影響86
3.4.2噴嘴結構對球形金屬粉末性能的影響88
3.4.3金屬本身性質對金屬粉末性能的影響90
3.5金屬粉末的其他檢測方法93
3.5.1X射線衍射分析93
3.5.2金相組織分析93
3.5.3掃描電鏡分析94
3.5.4平均粒徑及粒度分布分析95
第4章3D打印產品的質量分析及后處理 / 96
4.1選區激光熔化（SLM）成型件性能分析96
4.1.1SLM成型件金相分析96
4.1.2SLM成型件X射線衍射（XRD）物相分析97
4.1.3SLM成型件掃描電鏡（SEM）分析98
4.1.4SLM成型件顯微硬度分析101
4.1.5SLM成型件尺寸精度分析101
4.1.6SLM標準樣件成型實驗及綜合性能分析102
4.2燒結及后處理工藝研究104
4.2.1燒結實驗過程104
4.2.2不同顆粒配比下的理論計算106
4.2.3實驗結果及分析106
4.2.4燒結及后處理工藝小結111
第5章3D打印技術的數據處理及CAD建模 / 112
5.13D打印的數據流程112
5.23D模型制作軟件114
5.2.1Thinkercad教程——小黃人卡通模型的建立114
5.2.2Rhino教程——小P優優卡通模型的建立118
5.2.3SketchUp鐵藝欄桿建模教程122
5.2.4Blender教程——櫻桃小丸子三維模型的建立129
5.2.53D One瑪雅金字塔建模教程137
5.3反求工程145
5.3.1反求工程概述146
5.3.2反求測量方法分類147
5.3.3反求數據處理153
5.3.4反求工程實例154
參考文獻 / 165
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