本书系统地讲述了3D打印技术的原理、应用及CAD建模，全书共5章，内容包括3D打印技术原理、金属零件3D打印设备及原理、3D打印金属粉末制备与检测、3DP产品质量分析及后处理、数据处理、CAD建模及反求工程等方面。从科学、集成的角度，系统介绍了3D打印技术的理念、内容、关键技术和新成果，力求实时跟进科技发展动态，让读者领略和了解3D打印前沿热点，开阔视野、拓宽知识。
本书配套有相应的电子教案、视频资料及课后思考题答案，以方便广大师生和读者阅读学习。
本书可作为高等院校理工科专业教材，也可供对3D打印技术有兴趣或希望尽快进入3D打印领域的人员参考。
适读人群 ：本书可作为高等院校理工科专业教材，也可供对3D打印技术有兴趣或希望尽快进入3D打印领域的人员参考。
《3D打印技术及CAD建模》追踪科技热点，以作者自身实践经验和多年从事相关科研为依托，系统地讲解了3D打印技术的原理及应用，为提供给读者更多的3D打印技术知识，以案例的形式介绍了CAD建模等内容，力求以崭新的视角为读者展现3D打印技术的魅力，配套相应的电子教案、视频资料及课后思考题答案，以方便广大师生和读者阅读学习。。
以信息技术与制造技术深度融合为特征的智能制造模式，正在引发整个制造业的深刻变革。3D打印是制造业有代表性的颠覆性技术，实现了制造从减材、等材到增材的重大转变，改变了传统制造的理念和模式，具有重大价值和拓展空间。近年来，3D打印技术正迅速发展，其所涉及的领域、概念及板块几乎涵盖了制造业的方方面面，尤其是以互联网为支撑平台进行智能化、规模化定制，标志着新一轮制造方式、市场营销乃至电子商务模式的到来。有机构预测，在不久的将来，3D打印将做到与等材制造、减材制造三足鼎立。美国《时代周刊》已将3D打印产业列为“美国十大增长快的工业”，英国《经济学人》杂志则认为3D打印将与其他数字化生产模式一起推动实现新的工业革命。
在经济发展全球化的大背景下，个性化消费时代已经到来，3D打印技术可以方便、快捷地制作出从单件到批量的定制化产品，加速推动着传统加工模式的改变。有专家指出：“处不在的互联网技术和日益成熟的3D打印结合之后，可以形成威力巨大的智能制造生态系统，打通从设计师到消费者之间的通道，并有可能取代传统生产模式。”同时，作为产品数字化开发的利器，3D打印技术可以更好地为创客所用，在“大众创业、万众创新”的时代浪潮中发挥出独特的作用。
本书系统地介绍了3D打印的技术原理及相关工艺过程，阐述了与之相关的材料特征、数据准备、后期制作以及CAD建模、反求工程等环节，让读者对3D打印技术所涉及的前沿领域和新科技成果，有一个全面系统的认识。为提供给读者更多的3D打印技术知识，本书以案例的形式介绍了几款通用模型制作软件——Thinkercad/Blender/Rhino/Blender/3D One的使用，同时通过反求测量实际案例，介绍了通过CATIA进行创成式设计的过程，以崭新的视角为读者展现3D打印技术的魅力。
本书配套有相应的电子教案、视频资料及课后思考题答案，并将免费提供给采用本书作为教材的院校使用。如有需要，请发电子邮件至cipedu@163.com获取，或登录www.cipedu.com.cn免费下载。
本书由陈中中、朱惠玉主编，张建立、刘建伟参编，感谢蒋志强、王一工教授和畅鹏豪、杨承宇、王鹏同学提供的帮助；感谢河南泛锐研究院和3D人才网提供的教学培训平台，使本书更加系统和完善。
本书很多内容来自笔者在西安交通大学先进制造技术研究所读博期间搜集和整理的原始资料，借此向导师卢秉恒院士和所引论文的作者表示衷心的感谢。
由于时间仓促，笔者水平有限，不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。后，笔者真诚地希望能够借此机会，在与读者的交流中共同获得新的知识和力量。
编者
陈中中，郑州大学机械工程学院，副教授，2005.1获西安交通大学工学博士学位。主要从事先进制造、反求工程和生物制造技术。先后参加并完成有：国家自然科学基金项目3项；863计划项目专项课题；国家教育部教学与科研奖励基金项目；教育部骨干教师计划项目等多项课题研究。发表核心论文16篇，2篇被SCI & EI收录，4篇被EI收录。2005年进入郑州大学从教以来，担任有《机械制造工艺学》《先进制造技术》《快速成型技术》课程的教学任务。2006年被聘为硕士生导师。先后获得：2005年“Emerald”国际检索机构“论文推荐奖”；2005年河南省第九届自然科学学术论文二等奖；2006年河南省科学技术成果奖两项，并通过省科技厅鉴定；2006年郑州大学“三育人”先进个人荣誉称号；2006年郑州大学校青年骨干教师资助计划项目；2007年河南省教育厅自然科学基础研究计划项目；2009年河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目等。
研究方向：
◆ 先进制造技术及成型工艺研究
◆ 快速成型、反求工程及快速模具制造技术
◆ 数字化医学及医疗设备的开发
第1章3D打印技术概论 / 1
1.13D打印技术1
1.1.13D打印技术原理1
1.1.23D打印技术分类3
1.1.33D打印技术的应用16
1.2金属成型技术22
1.2.1金属粉末3D打印技术分类23
1.2.2其他直接金属成型工艺29
1.3直接金属成型工艺面临的问题30
第2章金属零件3D打印设备及原理 / 33
2.1选区激光烧结技术33
2.1.1选区激光烧结工艺特点34
2.1.2选区激光烧结后处理35
2.2选区激光熔化技术38
2.2.1选区激光熔化工艺特点38
2.2.2选区激光熔化应用现状39
2.3激光近形制造技术40
2.4三维微滴喷射自由成型42
2.4.1三维微滴喷射自由成型原理42
2.4.2DoP物理黏结型3D打印43
2.4.3DoD反应相变型3D打印45
2.4.4DoD热相变型3D打印47
2.4.5三维微滴喷射自由成型系统结构48
2.5三维微滴喷射自由成型材料61
2.5.1DoP物理黏结型3D打印机成型材料61
2.5.2DoD三维打印机成型材料65
第3章3D打印金属粉末制备与检测 / 70
3.13D打印金属粉末介绍70
3.23D打印金属粉末制备方法71
3.2.1水雾化法72
3.2.2气雾化法72
3.3金属粉末的检测77
3.3.1球形2A14铝合金粉末结构与粒径分析77
3.3.2球形铜粉结构与性能分析79
3.3.3球形304不锈钢粉末结构与性能分析81
3.3.4球形630不锈钢粉末结构与性能分析84
3.4不同因素对球形金属粉末性能的影响86
3.4.1雾化压力对球形金属粉末性能的影响86
3.4.2喷嘴结构对球形金属粉末性能的影响88
3.4.3金属本身性质对金属粉末性能的影响90
3.5金属粉末的其他检测方法93
3.5.1X射线衍射分析93
3.5.2金相组织分析93
3.5.3扫描电镜分析94
3.5.4平均粒径及粒度分布分析95
第4章3D打印产品的质量分析及后处理 / 96
4.1选区激光熔化（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射线衍射（XRD）物相分析97
4.1.3SLM成型件扫描电镜（SEM）分析98
4.1.4SLM成型件显微硬度分析101
4.1.5SLM成型件尺寸精度分析101
4.1.6SLM标准样件成型实验及综合性能分析102
4.2烧结及后处理工艺研究104
4.2.1烧结实验过程104
4.2.2不同颗粒配比下的理论计算106
4.2.3实验结果及分析106
4.2.4烧结及后处理工艺小结111
第5章3D打印技术的数据处理及CAD建模 / 112
5.13D打印的数据流程112
5.23D模型制作软件114
5.2.1Thinkercad教程——小黄人卡通模型的建立114
5.2.2Rhino教程——小P优优卡通模型的建立118
5.2.3SketchUp铁艺栏杆建模教程122
5.2.4Blender教程——樱桃小丸子三维模型的建立129
5.2.53D One玛雅金字塔建模教程137
5.3反求工程145
5.3.1反求工程概述146
5.3.2反求测量方法分类147
5.3.3反求数据处理153
5.3.4反求工程实例154
参考文献 / 165
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