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- 作者: 楊衛民 (著)
- 學科分類: 應用科學類
- 書籍分類: 3D/CAD/CAM ; 電機資訊學院
- 出版社: 崧燁文化事業有限公司
- 出版地:臺灣
- 出版日期:2022
- 語文:繁體中文
- ISBN/識別號:9786263321205
聚合物3D列印與3D影印技術
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書籍內容
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3D列印,一開始叫「快速成型技術」,誕生於一九八〇年代後期,是基於材料堆積法的一種高科技製造技術,多學科、跨領域知識的普及,使得快速成型技術飛速發展。
借鑒這樣一個成功的範例,本書在模塑成型的基礎上提出了「3D影印」的概念:基於目標產品的虛擬設計或三維掃描建模、模具結構智慧規劃三維列印、智慧化射出模塑成型集成創新,「3D影印」可望成為現代製造業智慧化發展的新趨勢。
本書類比介紹了聚合物3D列印與3D影印兩種技術,並詳細闡述了聚合物3D影印技術的核心原理及工藝,聚合物3D影印機的組成、基本參數、結構設計聚合物3D影印製品的精確度控制方法、缺陷的產生機制及解決辦法,以及產業發展趨勢,可供從事聚合物加工的工程技術人員、研發人員和相關系所師生參考。
★本書特色
1.【原創與國際化】:以網路化、智慧化技術為核心,反映了全球最新的一些技術成果,為研究提供新方向、拓展新思路。
2.【聚焦前景趨勢】:在介紹相應專業領域的新技術、新理論和新方法的同時,優先介紹有應用前景的新技術及其推廣應用的範例。
3.【多位專家執筆】:以國際控制工程專家孫優賢院士為首,吳澄、王天然、鄭南寧等多位業內專家參與策劃,具有高學術水準與編寫品質。
4.【兼顧傳統創新】:本書在篇章結構上兼顧學術參考和工業應用兩方面的需要,系統地反映了聚合物3D列印及3D影印技術的內容和應用。
借鑒這樣一個成功的範例,本書在模塑成型的基礎上提出了「3D影印」的概念:基於目標產品的虛擬設計或三維掃描建模、模具結構智慧規劃三維列印、智慧化射出模塑成型集成創新,「3D影印」可望成為現代製造業智慧化發展的新趨勢。
本書類比介紹了聚合物3D列印與3D影印兩種技術,並詳細闡述了聚合物3D影印技術的核心原理及工藝,聚合物3D影印機的組成、基本參數、結構設計聚合物3D影印製品的精確度控制方法、缺陷的產生機制及解決辦法,以及產業發展趨勢,可供從事聚合物加工的工程技術人員、研發人員和相關系所師生參考。
★本書特色
1.【原創與國際化】:以網路化、智慧化技術為核心,反映了全球最新的一些技術成果,為研究提供新方向、拓展新思路。
2.【聚焦前景趨勢】:在介紹相應專業領域的新技術、新理論和新方法的同時,優先介紹有應用前景的新技術及其推廣應用的範例。
3.【多位專家執筆】:以國際控制工程專家孫優賢院士為首,吳澄、王天然、鄭南寧等多位業內專家參與策劃,具有高學術水準與編寫品質。
4.【兼顧傳統創新】:本書在篇章結構上兼顧學術參考和工業應用兩方面的需要,系統地反映了聚合物3D列印及3D影印技術的內容和應用。
- 目錄
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序
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前言
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第1章 緒論
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1.1 3D列印概論
-
1.1.1 3D列印的工作原理
-
1.1.2 3D列印發展歷程
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1.1.3 3D列印在聚合物加工成型中的應用
-
1.2 3D影印概論
-
1.2.1 3D影印的工作原理
-
(1)注塑技術及其衍生技術
-
(2)滾塑成型技術
-
1.2.2 3D影印的意義
-
1.3 3D列印與3D影印的區別
-
參考文獻
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第2章 聚合物3D列印與 3D影印工藝
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2.1 資料擷取
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2.2 資料處理
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2.2.1 3D建模軟體
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(1)Pro/E
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(2)SolidWorks
-
(4)CATIA
-
2.2.2 數值分析軟體
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(1)有限元素分析
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(2)模流分析
-
2.2.3 點雲端處理軟體
-
(1)Geomagic
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(2)Imageware
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(3)Copycad
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(4)Rapidform
-
2.2.4 3D列印切片軟體
-
(1)Cura
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(2)Makerbot
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(3)XBuilder
-
2.3 原料製備與塑化
-
(1)「硒鼓」概念類比
-
(2)原料塑化品質控制
-
2.4 模具設計與製造[26]
-
(1)注塑模具的典型結構
-
(2)CAE仿真分析
-
(3)熱流道技術
-
(1)熱流道系統的結構
-
(2)熱流道模具的選用
-
2.5 「樣本複製」──列印和影印
-
2.5.1 聚合物3D列印工藝──FDM
-
2.5.2 聚合物3D影印工藝──射出成型
-
(1)射出壓縮成型(injection compression molding, ICM)
-
(2)氣體或水輔助射出成型(gas/water assisted injection molding, GAIM/WAIM)
-
(3)傳遞模塑成型(resin transfer molding, RTM)
-
(4)反應射出成型(reaction injection molding, RIM)
-
(5)發泡射出成型[45]
-
(6)多組分射出成型(multi-component injection molding)
-
(7)微射出成型
-
(8)快速熱循環射出成型(rapid heating cycle molding, RHCM)
-
(9)光聚合射出成型[57, 58]
-
參考文獻
-
第3章 聚合物3D列印機
-
3.1 聚合物3D列印常用技術
-
(1)絲材熔融沉積成型(FDM)
-
(2)選擇性雷射光燒結成型(SLS)
-
(3)液態樹脂光固化成型(SLA)
-
(4)薄材疊層實體製造成型(LOM)
-
(5)3D印刷成型(3DP)
-
(6)微滴噴射成型(MDJ)
-
3.2 聚合物直接熔融3D列印設備
-
3.2.1 自由成型機
-
3.2.2 熔體微分3D列印機
-
3.2.3 熔體微分3D列印理論分析
-
(2)熔體按需擠出過程及熔體動力學分析
-
(3)熔體區域微分填充理論分析
-
(4)熔體微滴噴射可行性分析
-
(5)閥控系統參數對熔體擠出的影響
-
(6)熔體區域微分填充對製品精確度的影響
-
3.2.4 熔體微分3D列印裝置的設計
-
(1)耗材塑化裝置設計
-
(2)按需擠出裝置設計
-
(4)設備控制單元
-
3.2.5工業級熔體微分3D列印機
-
(1)堆積過程理論分析
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(2)工業級熔體微分3D列印機設計
-
參考文獻
-
第4章 聚合物3D影印機
-
4.1 概述
-
4.2 3D影印機的組成及分類
-
4.2.1 3D影印機的組成
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(1)射出系統
-
(2)合模系統
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(3)傳動系統
-
(4)加熱與冷卻系統
-
(5)電氣控制系統
-
(6)潤滑系統
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(7)安全系統及輔助系統
-
4.2.2 3D影印機的分類
-
(1)按結構形式分類
-
(2)按機器加工能力分類
-
(3)按用途分類
-
4.3 3D影印機的工作原理
-
4.3.1 塑化
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(1)熔融物理模型
-
(2)影響塑化品質的主要因素及其調
-
4.3.2 充模與成型
-
(1)模腔壓力
-
(2)全程壓力分布及壓力損失
-
4.4 3D影印機的基本參數
-
4.4.1 射出裝置主要參數[7]
-
(1)理論射出容積Vi
-
(2)射出量Wi
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(3)射出壓力pi
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(4)射出速率qi
-
(5)塑化能力Qs
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4.4.2 合模裝置主要參數[8]
-
(1)合模力Pcm
-
(2)頂出力Pj
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4.5 3D影印機結構設計
-
4.5.1 射出裝置
-
(1)螺桿的結構設計
-
(2)機筒結構設計
-
(3)噴嘴的結構設計
-
4.5.2合模裝置
-
(1)合模機構的設計
-
(2)頂出機構的設計
-
(3)拉桿的設計
-
(4)調模機構的設計
-
4.5.3驅動與安全裝置
-
4.6 3D影印機過程控制[12]
-
4.6.1 製品精確度控制核心原理
-
4.6.2 製品精確度過程控制方法
-
(1)射出成型過程中聚合物PVT關係特性與壓力變化情況
-
(2)基於注塑裝備的聚合物PVT關係特性控制技術原理
-
4.7 精密3D影印機
-
(1)原料的選擇
-
(2)射出成型設備的高精密化
-
(3)射出成型工藝的精確控制
-
參考文獻
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第5章 聚合物3D影印用材料及缺陷分析
-
5.1 3D影印材料
-
5.1.1 3D影印材料分類
-
(1)射出用熱塑性塑膠
-
(2)射出用熱固性塑膠
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(3)射出用彈性體
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(4)射出用複合材料
-
(5)其他射出成型材料
-
(6)射出塑膠助劑
-
(7)射出成型材料應用
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5.1.2 材料的熔體特點
-
(1)流變特性[1, 2]
-
(2)溫度特性[5, 6]
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(3)物理性質
-
(4)PVT特性[7]
-
5.1.3 材料的加工特性
-
(1)可塑化特性
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(2)熱穩定性[8-11]
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(4)材料的準備
-
(5)脫模性
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(6)殘留應力
-
5.1.4 材料的微觀特性
-
(1)結晶[12, 13]
-
(2)取向[17-19]
-
(3)殘餘應力[20, 21]
-
5.2 模具模穴可視化
-
(1)靜態可視化
-
(2)動態可視化
-
5.3 3D影印缺陷產生機制及解決辦法
-
5.3.1 製品的常見缺陷[30]
-
5.3.2 典型缺陷產生機制[30,31]
-
5.3.3 3D影印製品缺陷產生原因及解決方案
-
(1)欠注(short shot)
-
(2)毛邊(flashes)
-
(3)充填不平衡(filling unbalance)
-
(4)縮痕縮孔(sink marks)
-
(5)熔接痕(weld line)
-
(6)噴射痕(jetting)
-
(7)波流痕(flow mark)
-
(8)澆口暈(clod flow lines)
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(9)焦痕(burn mark)
-
(10)氣泡(bubble)
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(11)銀紋(silver mark)
-
(12)色差(lusterless)
-
(13)白化(whitening)
-
(14)龜裂(crack)
-
(15)表面浮纖(glass fiber steaks )
-
(16)翹曲變形(warpage)
-
(17)脆化(embrittlement)
-
(18)殘餘應力(residual stress)
-
參考文獻
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第6章 聚合物3D影印技術的未來
-
6.1 模具智慧製造
-
6.1.1 3D列印模具
-
(1)3D列印製造模具的優點
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(2)高性能金屬模具直接3D製造技術
-
(3)無燒焙陶瓷型精密鑄造快速模具技術
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(4)鑄造用蠟模和砂型的SLS成形製造
-
(5)基於3D列印的中硬模具和軟模具的快速製造
-
(6)基於網際網路快速模具的網絡製造技術
-
6.1.2 響應式模具
-
(1)響應式射出模具
-
(2)響應式吸塑模具
-
6.2 3D印製技術
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6.3智慧物聯時代
-
(1)高度自動化集成
-
(2)RFID技術的應用
-
(3)設備智慧化
-
(4)資訊的通訊
-
(5)資訊的集成
-
(6)對反饋資訊的智慧反應
-
參考文獻
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版權頁