内容简介
本书分为四部分。第一部分(包括第1~2章)介绍3D打印的基础知识,涉及3D打印的历史与演进,并介绍3D打印机的基本工作原理,以及两种主要的3D打印机类型。第二部分(包括第3~9章)介绍使用123D工具进行3D模型设计,涉及iPad版123DCreature、123DCatch、iPad版123DDesign、123DDesignMac和PC版等工具软件的使用方法与技巧,并且介绍了成功打印3D模型的技巧。第三部分(包括第10~14章)介绍使用AutoCAD和Inventor进行3D打印,分析了曲面模型与实体模型之间的差异、使用3D打印的原因及方法、如何设计易于打印的零件、为打印预装配组件设计组合模型以及输出模型到3D打印机等内容。第四部分(包括第15~16章)介绍使用第三方3D打印服务商的服务,涉及利用第三方3D打印服务商打印服务的方式与方法。第17章展望了3D打印的未来趋势。
目录
译者序
作者简介
致辞
第一部分 3D打印入门
第1章 3D打印的兴起
第2章 3D打印的基本原理
2.1 3D打印的工作原理
2.1.1 用于3D打印的分层方法
2.1.2 每一层的打印时间
2.2 3D打印机的两种基本类型
2.2.1 沉积型—沉淀这个物体
2.2.2 熔融型—使用这种材料, 把它们粘接起来
2.2.3 叠加起来:3D打印的第三种过程
2.3 3D打印工艺的优缺点
2.3.1 沉积型打印机的优缺点
2.3.2 熔融型打印机的优缺点
2.4 总结
第二部分 使用123D工具
第3章 iPad版3D建模工具123D Cre
3.1 创建生物模型
3.1.1 添加骨骼和关节
3.1.2 雕刻生物模型
3.2 使用控制选项进行工作
3.3 总结
第4章 使用数码相机和123D Catch创建3D模型
4.1 拍摄物体
4.2 修正模型
4.2.1 重定向模型
4.2.2 修复模型
4.3 总结
第5章 123D Design iPad版
5.1 123D Design的界面
5.1.1 基本几何体
5.1.2 零件套件库
5.1.3 对象编辑工具
5.2 项目/文件菜单选项
5.2.1 项目和画廊
5.2.2 其他支持
5.2.3 保存到云端
5.2.4 摄像机视图
5.3 总结
第6章 123D Design iPad版设计练习
6.1 创建新项目
6.1.1 缩放和平滑边缘
6.1.2 应用倒角工具
6.2 操作现有项目
6.2.1 对齐模型
6.2.2 完成模型
6.3 发送文件到3D打印机
6.4 总结
第7章 123D Design Mac和PC版的工作区基础
7.1 123D Design模板
7.2 启动一个新项目
7.2.1 工具栏控制选项
7.2.2 菜单选项
7.3 总结
第8章 123D Design Mac和PC版设计练习
8.1 设计练习:创建咖啡杯
8.2 制作杯手柄
8.3 练习:创建一个名片盒
8.4 总结
第9章 准备用于打印的3D模型
9.1 打印3D模型所用的代码
9.2 比例和尺寸
9.3 流形几何体
9.4 定向
9.4.1 添加支撑材料
9.4.2 将模型恰当的面放置到打印床上
9.4.3 确认打印方向
9.5 总结
第三部分 使用AutoCAD和
Inventor进行3D打印
第10章 曲面模型与实体模型之间的差异
10.1 关于CAD实体模型的实质
10.2 动画3D CAD模型
10.3 展示一些表面模型
10.4 AutoCAD与Inve
10.5 总结
第11章 使用3D打印的原因及方法
11.1 可能会出错地方
11.2 使用3D打印进行小批量生产
11.3 使用3D打印制造金属零件
11.4 允许收缩
11.5 总结
第12章 设计易于打印的零件
12.1 设计与制造:了解工艺
12.1.1 我们可以用复杂的方法来解决
12.1.2 或者我们可以用简单的方法完成这件事
12.2 有用的提示,以尽量减少问题
12.2.1 细节的尺寸
12.2.2 没有有形的支撑
12.3 创建实用的可3D打印的螺纹
12.4 大对象的3D打印解决方案
12.5 总结
第13章 为打印预装配组件设计组合模型
13.1 打印机分辨率对零件的影响
13.2 解决干涉问题
13.2.1 AutoCAD独有的问题
13.2.2 滚珠轴承和滚柱轴承的问题
13.3 应用3D打印零件之前的注意事项
13.4 总结
第14章 输出模型到3D打印机
14.1 输出STL文件
14.1.1 使用Inventor来输出文件
14.1.2 使用AutoCAD来输出文件
14.1.3 缩放
14.1.4 可
摘要与插图
第1章3D打印的兴起
18世纪晚期一直到19世纪中叶的工业革命,造成了社会和经济结构的改变,这是一场如此的变革,分析人士甚至在这几十年前,也没有看出它即将到来。
在此之前,农业占据了超过90%的人口,个体制造了几乎所有的人造物体。事实上,在大多数情况下,谁制造了产品,谁就是该产品的用户。
工业革命开始了从手工制作产品向机器生产产品的转变,并使用煤炭代替了木材,采用了化工新工艺,还有精炼铁和炼钢新工艺。
这一直持续到21世纪的早期,当阅读这本书时,看看你的周围有多少种物品,如果有,你能否看出它们是否是手工制作的?有多少,如果有,是你制作的吗?
在制造业这场革命意味着今天生活在工业化国家里的普通民众,要比不到一个半世纪前的帝王生活得更好。如果你正坐在马桶上读这本书,请注意抽水马桶也只有150年的历史。
维多利亚女王拥有了第一个抽水马桶。她的水暖工是Thomas(后期的“Sir Thomas”)Crapper,因此有了“拉大便”(不受牵制,不受利用;不替人收拾残局等)这句话的由来。
1984年,Charles Hull发明了stereolithography(立体光刻,又称为光固化)技术,源自希腊词语stereo(实体)、litho(石头)和graphien(写)的组合。光固化实际上是一个比3D打印更科学的术语。在相当短的时间内,光固化逐步成为像工业革命一样的革命—而且,不,与流行的看法相反,并不是Jay Leno发明了光固化技术,虽然在电视剧《Jay Leno抯 Garage》中展示了他使用这种技术复制他所收藏的多辆汽车之一的零件。
光固化仅是曾经用来描述3D打印的一个术语。在它逐渐演变的短短时间内,也曾使用了几个命名,包括快速成型制造(rapid prototyping)、增材制造(additive manufacturing)和快速制造(rapid manufacturing)。就个人而言,我更喜欢Captain Kirk和他的公司的命名,称为“物质复制机”(matter replicator),不过对于本书,我们会沿用3D打印(3D printing)这个术语。
3D打印将改变世界
那就是似曾相识的事情重演一遍。像其他革命一样,3D打印将要改变生活方式,比想象的更快。不再需要去商店,只需要上网,购买一个文件,将它下载到你的打印机中,就会打印出来想要的物体。如果找不到喜欢的东西?没有问题,只需要自己设计一个并将它打印出来。需要婚礼、周年纪念、生日聚会或公司事件的个性化纪念品?当然也没有问题。正在修复的老爷车需要一部分配件吗?只要拍摄20~30张数码照片,并把它们上传到一个免费的网站,不到一分钟,你就会收到一个3D模型的文件,把这个文件发送给3D打印机就可以打印出来。
徜赖?章,看看用3D打印创建出的零件的一些照片。
即使我们并没有源于《Star Trek》(星际迷航)系列中的物质复制机,但拥有移动“传播者”,我们称为手机(cell phone)。用手机能够看到其他人员,在几年前还是科幻小说,而今天我们经常在洲际之间Skype(免费通话)。
我出生在20世纪40年代初,从那时起,科技变化的速度相当惊人。在当时,并不存在或者还没有大规模应用的发明如下:
喷气发动机
大多数塑料制品
彩色电视
晶体管、集成电路和计算机芯片
计算机
人造卫星
信用卡
电子手表
有线电视
录音带
VCR、CD、DVD
传真
手机
因特网
数码相机
许多人的年龄可能不够大,不会记得还没有上面所列的一些项目的世界。当身处其中时,就会看到它们当中的一些项目是如何产生和消亡的。如果还认为从3D打印到《Star Trek》中的复制机的跨越是不着边际的,这里有一些小花絮,有助于从变化速率的角度来观察:
在莱特兄弟试验飞行前20年