本教材是材料成型及控制工程专业和增材制造工程专业的专业技术基础教材，为普通高等教育国家级一流本科专业建设成果教材。本教材从打造新形态、立体化教材出发，凸显当前增材制造与再制造领域代表性技术，以校企合作模式，利用信息化技术优势，以满足高等院校增材制造与再制造应用型人才培养的需求。本教材阐述了增材制造的基本原理、材料及组织特性、专用设备及其特征和典型应用等，以及基于喷涂和熔覆成型原理等的再制造技术及应用，使学生对增材制造与再制造基本原理与方法有较深入和系统的理解，为后续课程的学习奠定理论基础。本教材分为十章，第1章概述了增材制造与再制造技术概念、起源与发展，以及对社会的作用；第2～9章主要讲述增材制造基本原理、技术及应用；第10章主要讲述再制造原理、技术及应用。本教材可作为普通高等学校材料成型及控制工程专业和增材制造工程专业本科生教材，也可作为相关专业研究生和工程技术人员的参考用书。

本书是为满足高等院校智能制造人才培养需要，为材料成型及控制工程专业和增材制造工程专业编写的。
本书从打造新形态、立体化教材出发，凸显当前增材制造与再制造领域代表性技术，以校企合作模式，利用信息化技术优势，以满足高等院校增材制造与再制造应用型人才培养的需求。本教材全书分为十章，着重介绍了增材制造的基本原理、材料及组织特性、专用设备及其特征和典型应用等，以及基于沉积成型、喷涂成型、熔覆成型、电弧堆焊成型原理的再制造技术及应用，使学生对增材制造与再制造基本原理与方法有较深入和系统的理解，为后续课程的学习奠定理论基础。本书主要包括以下内容：
（1）金属材料增材制造技术，包括SLM（激光选区熔化）、LMD（激光熔化沉积）、WAAM（电弧增材制造）及其他增材制造技术原理、材料及组织特性、专用设备及其特征和典型应用。（2）非金属材料增材制造技术，包括SLA（光固化成型）、SLS（激光选区烧结）、FDM（熔融沉积成型）及其他增材制造技术原理、材料及组织特性、专用设备及其特征和典型应用。（3）基于沉积成型、喷涂成型、熔覆成型、电弧堆焊成型原理的再制造技术及应用。
安徽工程大学朱协彬教授任主编统稿全书，并编写第1章；中国科学院合肥物质科学研究院核能安全技术研究所翟玉涛副研究员编写第2章；南京工业大学孙中刚教授任副主编统稿第2～5章，编写第3章和5.1节，戴国庆副教授编写第5章5.4和5.5节；武汉理工大学刘凯教授任副主编统稿第6～9章，编写第6、8章及第9章9.1、9.2、9.4、9.5节；铜陵学院王东生教授编写第5章5.2节、第7章；重庆大学伊浩副教授任副主编统稿第10章，编写第4章、第5章5.3节、第9章9.3节和第10章10.1节；燕山大学丁明超讲师编写第10章10.2节；佛山大学魏敏高级工程师编写第10章10.3～10.5节；重庆工商大学杜彦斌教授编写第10章10.6节；中国矿业大学杨海峰副教授编写第10章10.7节；武汉理工大学陈鹏副教授和胡昭博士协助刘凯教授参与编写第6、8、9章。本书出版过程中，安徽省春谷3D打印智能装备产品技术研究院有限公司和武汉易制科技有限公司给予了赞助支持，在此一并表示感谢！
由于编者水平有限，书中可能存在不足之处，敬请读者批评指正。

编者

无

第1章 绪论 001
1.1 增材制造技术概述 001
1.1.1 增材制造技术 001
1.1.2 增材制造技术起源及发展 003
1.1.3 增材制造技术的作用 005
1.2 再制造技术概述 007
1.2.1 再制造技术 007
1.2.2 再制造技术起源及发展 008
1.2.3 再制造技术的作用 010
1.3 教材编写内容与思维导图 010

第2章 金属材料激光选区熔化技术原理及应用 012
案例引入 012
学习目标 013
知识点思维导图 013
2.1 引言 014
2.2 激光选区熔化基本原理 014
2.2.1 激光选区熔化基本过程 017
2.2.2 激光选区熔化冶金过程 018
2.2.3 激光选区熔化技术特征及优缺点 019
2.3 激光选区熔化材料及组织特性 020
2.3.1 激光选区熔化材料类别及要求 020
2.3.2 激光选区熔化冶金组织特征 021
2.3.3 激光选区熔化冶金缺陷类型 022
2.3.4 激光选区熔化合金力学性能 023
2.4 激光选区熔化专用设备及其特征 026
2.4.1 激光选区熔化典型设备基本组成 026
2.4.2 激光选区熔化典型设备 027
2.5 激光选区熔化典型应用 028
2.5.1 航空航天领域典型应用 028
2.5.2 先进核能领域典型应用 029
2.5.3 医疗领域典型应用 030
2.5.4 其他领域典型应用 031
2.6 本章小结 032
思考题 032
附录 扩展阅读 033

第3章 金属材料激光熔化沉积技术原理及应用 034
案例引入 034
学习目标 034
知识点思维导图 035
3.1 引言 035
3.2 激光熔化沉积基本原理 035
3.2.1 激光熔化沉积基本过程 036
3.2.2 激光熔化沉积冶金过程 037
3.2.3 激光熔化沉积技术特征及优缺点 038
3.3 激光熔化沉积材料及组织特性 039
3.3.1 激光熔化沉积材料类别及要求 039
3.3.2 激光熔化沉积冶金组织特性 040
3.3.3 激光熔化沉积冶金缺陷类型 047
3.4 激光熔化沉积专用设备及其特征 051
3.4.1 激光熔化沉积典型设备基本组成 051
3.4.2 激光熔化沉积典型设备 051
3.5 激光熔化沉积典型工程应用案例 054
3.5.1 航空领域典型应用 054
3.5.2 航天领域典型应用 056
3.5.3 其他领域典型应用 057
3.6 本章小结 058
思考题 058
附录 扩展阅读 059

第4章 金属材料电弧增材制造技术原理及应用 061
案例引入 061
学习目标 061
知识点思维导图 062
4.1 引言 062
4.2 电弧增材制造基本原理 063
4.2.1 电弧增材制造基本过程 063
4.2.2 电弧增材制造冶金过程 064
4.2.3 电弧增材制造技术特征及优缺点 065
4.3 电弧增材制造材料及组织特性 066
4.3.1 电弧增材制造材料类别及要求 066
4.3.2 电弧增材制造冶金组织特征 067
4.3.3 电弧增材制造冶金缺陷类型 078
4.3.4 电弧增材制造合金力学性能 080
4.4 电弧增材制造专用设备及其特征 083
4.4.1 电弧增材制造典型设备基本组成 083
4.4.2 电弧增材制造典型设备 084
4.5 电弧增材制造典型应用 085
4.5.1 航天领域典型应用 085
4.5.2 船舶领域典型应用 086
4.5.3 兵器领域典型应用 087
4.5.4 其他领域典型应用 087
4.6 本章小结 089
思考题 089
附录 扩展阅读 089

第5章 其他金属材料增材制造技术原理及应用 091
案例引入 091
学习目标 091
知识点思维导图 092
5.1 引言 092
5.2 金属电子束增材制造技术 093
5.2.1 金属电子束增材制造基本原理 093
5.2.2 金属电子束增材制造工艺特点 093
5.2.3 金属电子束增材制造材料与工艺 094
5.2.4 金属电子束增材制造典型应用 099
5.3 金属3DP增材制造技术 102
5.3.1 金属3DP增材制造基本原理 102
5.3.2 金属3DP增材制造工艺特点 102
5.3.3 金属3DP增材制造材料与工艺 103
5.3.4 金属3DP增材制造典型应用 106
5.4 金属固相增材制造技术 107
5.4.1 金属固相增材制造基本原理 107
5.4.2 金属固相增材制造工艺特点 107
5.4.3 金属固相增材制造工艺分类 108
5.4.4 金属固相增材制造典型应用 110
5.5 金属间接FDM增材制造技术 111
5.5.1 金属间接FDM增材制造基本原理 111
5.5.2 金属间接FDM增材制造工艺特点 112
5.5.3 金属间接FDM增材制造材料与工艺 113
5.5.4 金属间接FDM增材制造典型应用 114
5.6 本章小结 114
思考题 115
附录1 扩展阅读 115
附录2 相关软件介绍 116

第6章 非金属材料光固化成型技术原理及应用 117
案例引入 117
学习目标 117
知识点思维导图 118
6.1 引言 118
6.2 光固化成型基本原理 119
6.2.1 点扫描光固化 119
6.2.2 面曝光光固化 119
6.2.3 光固化成型技术特征及优缺点 119
6.3 光固化成型材料及组织特性 121
6.3.1 光固化成型材料类别及要求 121
6.3.2 光固化成型组织特性 121
6.3.3 光固化成型缺陷类型 122
6.3.4 光固化成型产品力学性能 124
6.4 光固化成型专用设备及其特征 125
6.4.1 光固化成型典型设备基本组成 125
6.4.2 光固化成型典型设备 126
6.5 光固化成型典型应用 127
6.5.1 电子构件领域典型应用 127
6.5.2 生物制造领域典型应用 127
6.5.3 医疗领域典型应用 128
6.5.4 其他领域典型应用 129
6.6 本章小结 129
思考题 130
附录1 扩展阅读 130
附录2 相关软件介绍 131

第7章 非金属材料激光选区烧结技术原理及应用 132
案例引入 132
学习目标 132
知识点思维导图 133
7.1 引言 133
7.2 激光选区烧结基本原理 134
7.2.1 激光选区烧结成型原理 134
7.2.2 激光选区烧结机制 136
7.2.3 激光选区烧结技术特征及优缺点 138
7.3 激光选区烧结材料及组织特性 138
7.3.1 激光选区烧结材料类别及要求 138
7.3.2 激光选区烧结组织特性 144
7.3.3 激光选区烧结缺陷类型 148
7.4 激光选区烧结专用设备及其特征 148
7.4.1 激光选区烧结典型设备基本组成 148
7.4.2 激光选区烧结典型设备 149
7.5 激光选区烧结典型应用 150
7.5.1 铸造砂型（芯）成型 150
7.5.2 高分子功能零件的成型 152
7.5.3 铸造熔模的成型 154
7.5.4 其他领域典型应用 157
7.6 本章小结 159
思考题 159
附录 相关软件介绍 160

第8章 非金属材料熔融沉积成型技术原理及应用 161
案例引入 161
学习目标 162
知识点思维导图 162
8.1 引言 162
8.2 熔融沉积成型基本原理 163
8.2.1 熔融沉积成型工艺原理 163
8.2.2 熔融沉积成型过程 163
8.2.3 熔融沉积成型技术特征及优缺点 165
8.3 熔融沉积成型材料种类及性能 166
8.3.1 熔融沉积成型材料类别及要求 166
8.3.2 熔融沉积成型缺陷类型 170
8.3.3 熔融沉积成型力学性能 176
8.4 熔融沉积成型专用设备及其特征 177
8.4.1 熔融沉积成型典型设备基本组成 177
8.4.2 熔融沉积成型典型设备 181
8.5 熔融沉积成型典型应用 182
8.5.1 教育科研领域典型应用 182
8.5.2 建筑领域典型应用 183
8.5.3 医疗领域典型应用 183
8.5.4 其他领域典型应用 184
8.6 本章小结 184
思考题 185
附录1 扩展阅读 185
附录2 相关软件介绍 186

第9章 其他非金属材料增材制造技术原理及应用 187
案例引入 187
学习目标 188
知识点思维导图 188
9.1 引言 189
9.2 三维打印成型增材制造技术 189
9.2.1 三维打印成型增材制造基本原理 189
9.2.2 三维打印成型增材制造工艺特点 190
9.2.3 三维打印成型增材制造材料与工艺 190
9.2.4 三维打印成型增材制造典型应用 191
9.3 墨水直写成型技术 194
9.3.1 墨水直写成型基本原理 194
9.3.2 墨水直写成型工艺特点 195
9.3.3 墨水直写成型材料与工艺 196
9.3.4 墨水直写成型典型应用 198
9.4 分层实体制造成型技术 202
9.4.1 分层实体制造成型基本原理 202
9.4.2 分层实体制造成型工艺特点 203
9.4.3 分层实体制造成型材料与工艺 204
9.4.4 分层实体制造成型典型应用 207
9.5 非金属增材制造前沿新技术 209
9.5.1 4D打印 209
9.5.2 微纳尺度增材制造 215
9.5.3 太空增材制造 221
9.6 本章小结 224
思考题 225
附录1 扩展阅读 225
附录2 相关软件介绍 226

第10章 再制造技术原理及应用 227
学习目标 227
知识点思维导图 227
10.1 引言 228
10.2 可再制造性评价技术 228
10.2.1 可再制造性评价意义 228
10.2.2 剩余服役性能评价指标 229
10.2.3 全损伤尺寸可再制造性判断 236
10.3 基于沉积成型原理的再制造技术 236
10.3.1 气相沉积技术 237
10.3.2 电沉积技术 240
10.3.3 基于沉积成型原理的再制造技术典型应用 243
10.4 基于喷涂成型原理的再制造技术 245
10.4.1 热喷涂技术 245
10.4.2 冷喷涂再制造技术 249
10.4.3 基于喷涂成型原理的再制造技术典型应用 251
10.5 基于熔覆成型原理的再制造技术 252
10.5.1 激光熔覆技术 252
10.5.2 等离子熔覆技术 255
10.5.3 基于熔覆成型原理的再制造技术典型应用 257
10.6 基于电弧堆焊成型原理的再制造技术 259
10.6.1 钨极气体保护电弧堆焊再制造技术 259
10.6.2 熔化极气体保护电弧堆焊再制造技术 261
10.6.3 等离子电弧堆焊再制造技术 266
10.6.4 冷金属过渡堆焊再制造技术 270
10.6.5 基于电弧堆焊成型原理的再制造技术典型应用 273
10.7 多能场复合增材再制造技术 276
10.7.1 激光-电弧复合能场堆焊技术 276
10.7.2 磁场辅助堆焊技术 277
10.7.3 超声能场辅助堆焊技术 279
10.8 本章小结 280
思考题 281
附录　相关软件介绍 281

参考文献 282