| 作者 |
| [新西兰]奥拉夫·迪格尔（Olaf Diegel） [瑞典]阿克塞尔·诺丁（Axel Nordin） [瑞典]达米恩·莫特（Damien Motte） |
| 丛书名 |
| 工业控制与智能制造丛书 |
| 出版社 |
| 机械工业出版社 |
| ISBN |
| 9787111674252 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介 本书就如何设计零件以从增材制造（AM）所能提供的最大收益方面提供一些实用的指导，包括增材制造导论、增材制造工艺、DfAM战略设计注意事项、用于AM零件设计分析和优化的计算工具、零件合并准则、增材制造工夹具设计准则、面向聚合物的增材制造设计、面向金属的增材制造设计、后处理、增材制造的未来等部分。 |
| 目录 |
| 推荐序一 推荐序二 译者序 前言 致谢 关于作者 缩略词 第1章 增材制造导论 1 1.1 什么是增材制造 2 1.2 增材制造工艺链 4 1.3 增材制造的当前应用 7 1.4 增材制造的优势 8 1.4.1 零件复杂度 8 1.4.2 即时装配 10 1.4.3 零件合并 11 1.4.4 大规模定制 11 1.4.5 设计自由度 12 1.4.6 轻量化 12 1.4.7 按需制造 13 第2章 增材制造技术 15 2.1 材料挤出 16 2.2 材料喷射 19 2.3 黏结剂喷射 21 2.4 薄材叠层 23 2.5 立体光固化 25 2.6 粉末床熔融 28 2.7 定向能量沉积 30 2.8 复合增材制造 32 2.9 增材制造用于零件生产的技术成熟度 32 第3章 DfAM战略性的设计考虑 34 3.1 面向增材制造的设计导论 35 3.2 使用AM为产品增值 36 3.3 设计AM零件的一般指导原则 36 3.3.1 AM设计规则1 36 3.3.2 AM设计规则2 37 3.3.3 AM设计规则3 38 3.3.4 AM设计规则4 38 3.3.5 AM设计规则5 38 3.3.6 AM设计规则6 39 3.3.7 AM设计规则7 39 3.4 避免各向异性的设计 39 3.5 增材制造的经济学 40 3.6 尽量减少打印时间的设计 44 3.7 最小化后处理的设计 46 3.8 利用设计复杂性 53 3.9 功能第一，材料第二 53 3.10 使用拓扑优化或晶格结构 54 第4章 用于增材制造零件设计分析和优化的计算工具 57 4.1 对增材制造使用设计分析的目的 58 4.2 分析AM零件的特殊注意事项 58 4.2.1 材料数据 58 4.2.2 表面处理 58 4.2.3 几何 59 4.2.4 简化几何 59 4.2.5 基于网格的模型与参数化模型 59 4.2.6 几何变形 60 4.3 网格划分 60 4.3.1 参数化模型 60 4.3.2 基于网格的模型 60 4.4 边界条件 60 4.5 优化 61 4.6 拓扑优化 61 4.6.1 目标与约束 61 4.6.2 通用设置 62 4.6.3 后处理和解释结果 62 4.7 参数或尺寸优化 63 4.8 成型工艺仿真 63 4.8.1 逐层仿真 63 4.8.2 扫描模式仿真 63 4.8.3 局限性 64 第5章 零件合并准则 65 5.1 功能设计 66 5.2 材料方面的考虑 67 5.3 紧固件数量 68 5.4 使用传统DFM/DFA中的知识 68 5.5 组装注意事项 69 5.6 活动零件 69 5.7 常识 70 第6章 增材制造工具设计准则 71 6.1 安装夹具和导轨 72 6.2 随形冷却 73 6.3 冷却剂流动策略 74 6.4 冷却流道形状 75 6.5 冷却流道间距 76 6.6 AM工具复合制备方法 76 6.7 缩短工具成型时间 77 第7章 面向聚合物的增材制造设计 79 7.1 各向异性 80 7.2 壁厚 80 7.3 悬垂结构和支撑材料 81 7.4 孔 83 7.5 肋板 83 7.6 避免冗余的材料 84 7.7 小细节和字体大小 85 7.7.1 小细节 85 7.7.2 字体大小 85 第8章 聚合物设计准则 86 8.1 材料挤出设计 87 8.1.1 材料挤出的精度和公差 87 8.1.2 层厚 87 8.1.3 支撑材料 88 8.1.4 填充方式 88 8.1.5 其他考虑 89 8.1.6 特征类型：竖直壁厚 90 8.1.7 特征类型：水平壁面 90 8.1.8 特征类型：支撑材料悬垂角 91 8.1.9 特征类型：带有可溶性支撑的活动零件之间的间隙 91 8.1.10 特征类型：带有可去除支撑材料的活动零件之间的间隙 92 8.1.11 特征类型：竖直圆孔 92 8.1.12 特征类型：圆柱销 93 8.1.13 特征类型：内置螺纹 93 8.2 聚合物粉末床熔融设计 94 8.2.1 粉末床熔融的精度和公差 94 8.2.2 层厚 94 8.2.3 避免大量物料 95 8.2.4 粉末寿命和新粉率 95 8.2.5 特征类型：壁厚 95 8.2.6 特征类型：活动零件之间的间隙 96 8.2.7 特征类型：圆形轮廓通孔 97 8.2.8 特征类型：方形轮廓通孔 97 8.2.9 特征类型：圆柱销 98 8.2.10 特征类型：孔到墙边缘的接近度 98 8.3 立体光固化设计 99 8.3.1 分辨率 99 8.3.2 打印方向 99 8.3.3 支撑材料 100 8.3.4 悬垂 100 8.3.5 各向同性 100 8.3.6 中空零件和树脂去除 101 8.3.7 细节 101 8.3.8 水平桥 101 8.3.9 连接 101 8.3.10 特征类型：壁厚 102 8.3.11 特征类型：圆孔 102 第9章 金属增材制造的设计 103 9.1 金属粉末床熔融的设计准则 104 9.2 粉末床熔融的基础 105 9.3 金属粉末的制造过程 105 9.4 粉末形态（理想的粉末形状） 106 9.5 粉末粒度分布 107 9.6 粉末的其他注意事项 107 9.7 金属AM材料的特性 108 9.8 AM材料中的潜在缺陷 110 9.9 金属AM工艺 111 9.10 受控的混乱 114 9.11 金属AM的现状 115 9.12 拓扑优化 115 9.13 晶格结构 116 9.14 悬垂和支撑材料 120 9.14.1 打印具有较大水平面的零件 121 9.14.2 支撑材料的角度 121 9.14.3 无支撑的角、悬垂和桥 122 9.15 残余应力 124 9.15.1 减少残余应力的设计方法 125 9.15.2 残余应力最小化设计的示例 126 9.16 应力集中 129 9.17 水平孔 130 9.18 设置金属AM打印作业 131 第10章 金属增材制造指南 135 10.1 基于激光粉末床熔融技术的设计 136 10.1.1 特征类型：壁厚 136 10.1.2 特征类型：悬垂角 136 10.1.3 特征类型：活动零件之间的间隙 137 10.1.4 特征类型：竖直方向的槽和圆孔 138 10.1.5 特征类型：竖直方向的凸台和圆柱销 138 10.1.6 特征类型：内置外螺纹 139 10.2 基于电子束熔化技术的设计 139 10.2.1 后处理 140 10.2.2 设计准则 141 10.2.3 特征类型：壁厚 143 10.2.4 特征类型：竖直方向的槽和圆孔 144 10.2.5 特征类型：清除粉末所需的间隙 144 10.2.6 特征类型：螺钉和螺纹 145 10.3 基于金属黏结剂喷射技术的设计 145 10.3.1 收缩 146 10.3.2 零件致密度 146 10.3.3 最重要的设计准则 147 10.3.4 特征类型：壁厚 150 10.3.5 特征类型：悬垂结构 150 10.3.6 特征类型：圆孔 151 10.3.7 特征类型：溢粉孔 151 第11章 增材制造其他注意事项 153 11.1 设计师与机器操作员的合作 154 11.2 健康与安全 154 11.2.1 材料暴露 155 11.2.2 气体监测 155 11.2.3 气体排放 155 11.2.4 物料搬运 155 11.2.5 爆炸危险 156 11.3 增材制造零件认证 156 第12章 后处理 158 12.1 去除支撑材料 160 12.1.1 聚合物 160 12.1.2 金属 162 12.2 聚合物表面处理 168 12.2.1 蒸气平滑 168 12.2.2 滚筒磨光 170 12.2.3 染色 170 12.2.4 涂漆 171 12.2.5 表面纹理化 172 12.2.6 喷砂 173 12.2.7 机加工 173 12.2.8 金属化 173 12.2.9 覆膜 173 12.2.10 水纹 174 12.3 金属表面处理 174 12.3.1 喷丸处理 175 12.3.2 等离子清洗和离子束清洗 175 12.3.3 机加工和打磨 176 12.3.4 磨料流加工 176 12.3.5 阳极氧化 177 12.3.6 等离子喷涂 177 12.3.7 电镀和PVD 177 12.3.8 涂漆 178 12.4 黏结和焊接AM零件 178 12.5 热处理和时效处理 179 12.5.1 残余应力消除 179 12.5.2 热等静压 180 12.5.3 表面硬化和渗氮处理 181 第13章 增材制造的未来 182 13.1 功能梯度材料 183 13.2 生物打印 184 13.3 建筑应用 185 13.4 电子产品打印 186 13.5 纳米打印 187 13.6 食品打印 188 第14章 结束语 190 术语表 192 参考文献和拓展阅读 196 |