本书以增材制造(3D打印)产业真实生产项目为载体,系统构建“设计—制造—应用—创新”一体化的实践教学体系,紧密对接国家制造强国战略和创新驱动发展战略。本书包含发动机创新设计与打印、慕斯蛋糕造型设计与打印、机械夹爪创新设计与打印、莲花灯创新设计与打印、无人小车创新设计与打印、晶格运动鞋建模与打印六大项目,覆盖FDM、SLA等主流增材制造工艺与设备,突出真实工程情境下的综合能力培养。本书配套了PPT、项目视频、考核方案、教学模型等丰富资源,可作为高等院校增材制造技术专业的核心教材,也可作为智能制造类专业的教材,还可作为技工院校及国家开放大学3D打印技术应用专业的教材。此外,对广大3D打印技术爱好者、相关行业从业者及应用领域的工程技术人员而言,本书也是一本实用的参考用书。
安鹏芳,男,硕士,高级工程师,现任杭州喜马拉雅产品技术总监。毕业于新疆大学机械工程专业,是增材制造(3D打印)产教融合领域的资深专家,在企业实践与职业教育结合方面具有丰富经验。他担任多项社会与行业职务,包括浙江省增材制造中高职产业学院联盟理事、浙江机电机电技师学院企业兼职教授、浙江省智能制造高水平专业群专家委员,并曾获鼎利教育全国十佳教师等荣誉。同时,安鹏芳也是睿抗机器人增材制造赛事西部赛区裁判长、国赛裁判员及组委会专家成员。在专业贡献方面,他主编或参编校企合作增材制造类项目化教材30余门,发表教改与科研论文十余篇,申请专利3项,并多次指导高校学生在省级及以上竞赛中获奖。其研究方向主要包括激光熔覆沉积(LMD)金属3D打印成型工艺、流体分析、金属材料工艺、路径优化以及"3D+”产品应用研发等,在相关技术领域具有扎实的理论基础与工程实践能力。
项目1 发动机创新设计与打印 1
1.1 发动机模型的创新设计与建模 2
1.2 发动机模型的运动学仿真 13
1.3 发动机模型的切片处理 19
1.4 发动机模型的打印与后处理 24
思考题 29
知识测评 29
项目2 慕斯蛋糕造型设计与打印 30
2.1 慕斯蛋糕造型设计 31
2.2 模型打印与模具制作 43
2.3 慕斯蛋糕原材料准备 49
2.4 慕斯蛋糕的制作 51
思考题 52
知识测评 53
项目3 机械夹爪创新设计与打印 54
3.1 夹爪齿模型的创新设计 55
3.2 手柄及其他模型的建模 62
3.3 机械夹爪模型的仿真装配 72
3.4 机械夹爪模型的打印与组装调试 86
思考题 92
知识测评 93
项目4 莲花灯创新设计与打印 94
4.1 莲花灯模型的建模 95
4.2 莲花灯模型的创新设计 125
4.3 莲花灯模型的上色渲染与装配 130
4.4 莲花灯模型的打印与后处理 135
思考题 146
知识测评 146
项目5 无人小车创新设计与打印 147
5.1 机械夹爪端盖轻量化设计 148
5.2 无人小车机械夹爪模型的仿真装配 163
5.3 无人小车模型的打印与后处理 178
5.4 无人小车的组装与调试 190
思考题 196
知识测评 197
项目6 晶格运动鞋建模与打印 198
6.1 晶格运动鞋鞋底的建模 199
6.2 晶格运动鞋鞋面的建模 214
6.3 晶格运动鞋Logo的设计 222
6.4 晶格运动鞋模型的导出与切片 229
思考题 234
知识测评 234