增材制造设计(DfAM)指南
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作者(新西兰)奥拉夫·迪格尔,(瑞典)阿克塞尔·诺丁,(瑞典)达米恩·莫特
出版社机械工业出版社
ISBN9787111674252
出版时间2021-02
装帧平装
开本16开
定价79元
货号1202297309
上书时间2024-06-04
商品详情
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作者简介
奥拉夫·迪格尔是增材制造和产品开发的教育者和实践者，在应用创新方法解决工程问题方面拥有出色的、有目共睹的业绩。
目录
推荐序一
推荐序二
译者序
前言
致谢
关于作者
缩略词
章增材制造导论1
1.1什么是增材制造2
1.2增材制造工艺链4
1.3增材制造的当前应用7
1.4增材制造的优势8
1.4.1零件复杂度8
1.4.2即时装配10
1.4.3零件合并11
1.4.4大规模定制11
1.4.5设计自由度12
1.4.6轻量化12
1.4.7按需制造13
第2章增材制造技术15
2.1材料挤出16
2.2材料喷射19
2.3黏结剂喷射21
2.4薄材叠层23
2.5立体光固化25
2.6粉末床熔融28
2.7定向能量沉积30
2.8复合增材制造32
2.9增材制造用于零件生产的技术成熟度32
第3章DfAM战略性的设计考虑34
3.1面向增材制造的设计导论35
3.2使用AM为产品增值36
3.3设计AM零件的一般指导原则36
3.3.1AM设计规则136
3.3.2AM设计规则237
3.3.3AM设计规则338
3.3.4AM设计规则438
3.3.5AM设计规则538
3.3.6AM设计规则639
3.3.7AM设计规则739
3.4避免各向异性的设计39
3.5增材制造的经济学40
3.6尽量减少打印时间的设计44
3.7最小化后处理的设计46
3.8利用设计复杂性53
3.9功能，材料第二53
3.10使用拓扑优化或晶格结构54
第4章用于增材制造零件设计分析和优化的计算工具57
4.1对增材制造使用设计分析的目的58
4.2分析AM零件的特殊注意事项58
4.2.1材料数据58
4.2.2表面处理58
4.2.3几何59
4.2.4简化几何59
4.2.5基于网格的模型与参数化模型59
4.2.6几何变形60
4.3网格划分60
4.3.1参数化模型60
4.3.2基于网格的模型60
4.4边界条件60
4.5优化61
4.6拓扑优化61
4.6.1目标与约束61
4.6.2通用设置62
4.6.3后处理和解释结果62
4.7参数或尺寸优化63
4.8成型工艺仿真63
4.8.1逐层仿真63
4.8.2扫描模式仿真63
4.8.3局限性64
第5章零件合并准则65
5.1功能设计66
5.2材料方面的考虑67
5.3紧固件数量68
5.4使用传统DFM/DFA中的知识68
5.5组装注意事项69
5.6活动零件69
5.7常识70
第6章增材制造工具设计准则71
6.1安装夹具和导轨72
6.2随形冷却73
6.3冷却剂流动策略74
6.4冷却流道形状75
6.5冷却流道间距76
6.6AM工具复合制备方法76
6.7缩短工具成型时间77
第7章面向聚合物的增材制造设计79
7.1各向异性80
7.2壁厚80
7.3悬垂结构和支撑材料81
7.4孔83
7.5肋板83
7.6避免冗余的材料84
7.7小细节和字体大小85
7.7.1小细节85
7.7.2字体大小85
第8章聚合物设计准则86
8.1材料挤出设计87
8.1.1材料挤出的精度和公差87
8.1.2层厚87
8.1.3支撑材料88
8.1.4填充方式88
8.1.5其他考虑89
8.1.6特征类型：竖直壁厚90
8.1.7特征类型：水平壁面90
8.1.8特征类型：支撑材料悬垂角91
8.1.9特征类型：带有可溶性支撑的活动零件之间的间隙91
8.1.10特征类型：带有可去除支撑材料的活动零件之间的间隙92
8.1.11特征类型：竖直圆孔92
8.1.12特征类型：圆柱销93
8.1.13特征类型：内置螺纹93
8.2聚合物粉末床熔融设计94
8.2.1粉末床熔融的精度和公差94
8.2.2层厚94
8.2.3避免大量物料95
8.2.4粉末寿命和新粉率95
8.2.5特征类型：壁厚95
8.2.6特征类型：活动零件之间的间隙96
8.2.7特征类型：圆形轮廓通孔97
8.2.8特征类型：方形轮廓通孔97
8.2.9特征类型：圆柱销98
8.2.10特征类型：孔到墙边缘的接近度98
8.3立体光固化设计99
8.3.1分辨率99
8.3.2打印方向99
8.3.3支撑材料100
8.3.4悬垂100
8.3.5各向同性100
8.3.6中空零件和树脂去除101
8.3.7细节101
8.3.8水平桥101
8.3.9连接101
8.3.10特征类型：壁厚102
8.3.11特征类型：圆孔102
第9章金属增材制造的设计103
9.1金属粉末床熔融的设计准则104
9.2粉末床熔融的基础105
9.3金属粉末的制造过程105
9.4粉末形态（理想的粉末形状）106
9.5粉末粒度分布107
9.6粉末的其他注意事项107
9.7金属AM材料的特性108
9.8AM材料中的潜在缺陷110
9.9金属AM工艺111
9.10受控的混乱114
9.11金属AM的现状115
9.12拓扑优化115
9.13晶格结构116
9.14悬垂和支撑材料120
9.14.1打印具有较大水平面的零件121
9.14.2支撑材料的角度121
9.14.3无支撑的角、悬垂和桥122
9.15残余应力124
9.15.1减少残余应力的设计方法125
9.15.2残余应力最小化设计的示例126
9.16应力集中129
9.17水平孔130
9.18设置金属AM打印作业131
0章金属增材制造指南135
10.1基于激光粉末床熔融技术的设计136
10.1.1特征类型：壁厚136
10.1.2特征类型：悬垂角136
10.1.3特征类型：活动零件之间的间隙137
10.1.4特征类型：竖直方向的槽和圆孔138
10.1.5特征类型：竖直方向的凸台和圆柱销138
10.1.6特征类型：内置外螺纹139
10.2基于电子束熔化技术的设计139
10.2.1后处理140
10.2.2设计准则141
10.2.3特征类型：壁厚143
10.2.4特征类型：竖直方向的槽和圆孔144
10.2.5特征类型：清除粉末所需的间隙144
10.2.6特征类型：螺钉和螺纹145
10.3基于金属黏结剂喷射技术的设计145
10.3.1收缩146
10.3.2零件致密度146
10.3.3最重要的设计准则147
10.3.4特征类型：壁厚150
10.3.5特征类型：悬垂结构150
10.3.6特征类型：圆孔151
10.3.7特征类型：溢粉孔151
1章增材制造其他注意事项153
11.1设计师与机器操作员的合作154
11.2健康与安全154
11.2.1材料暴露155
11.2.2气体监测155
11.2.3气体排放155
11.2.4物料搬运155
11.2.5爆炸危险156
11.3增材制造零件认证156
2章后处理158
12.1去除支撑材料160
12.1.1聚合物160
12.1.2金属162
12.2聚合物表面处理168
12.2.1蒸气平滑168
12.2.2滚筒磨光170
12.2.3染色170
12.2.4涂漆171
12.2.5表面纹理化172
12.2.6喷砂173
12.2.7机加工173
12.2.8金属化173
12.2.9覆膜173
12.2.10水纹174
12.3金属表面处理174
12.3.1喷丸处理175
12.3.2等离子清洗和离子束清洗175
12.3.3机加工和打磨176
12.3.4磨料流加工176
12.3.5阳极氧化177
12.3.6等离子喷涂177
12.3.7电镀和PVD177
12.3.8涂漆178
12.4黏结和焊接AM零件178
12.5热处理和时效处理179
12.5.1残余应力消除179
12.5.2热等静压180
12.5.3表面硬化和渗氮处理181
3章增材制造的未来182
13.1功能梯度材料183
13.2生物打印184
13.3建筑应用185
13.4电子产品打印186
13.5纳米打印187
13.6食品打印188
4章结束语190
术语表192
参考文献和拓展阅读196
内容摘要
本书就如何设计零件以从增材制造（AM）所能提供的优选收益方面提供一些实用的指导，包括增材制造导论、增材制造工艺、DfAM战略设计注意事项、用于AM零件设计分析和优化的计算工具、零件合并准则、增材制造工夹具设计准则、面向聚合物的增材制造设计、面向金属的增材制造设计、后处理、增材制造的未来等部分。
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