譯者序
增材制造技術(shù)（又稱 3D 打�。┦且詳�(shù)字模型為基礎(chǔ)，通過(guò)逐層堆積粉末狀金屬或塑料等可黏合材料實(shí)現(xiàn)物體成形的先進(jìn)制造技術(shù)�，F(xiàn)代意義上的增材制造可以追溯到 20 世紀(jì) 80 年代末，愛(ài)荷華州立大學(xué)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用光固化法和熔融沉積法成功制造出首個(gè)增材成形物體。1986 年美國(guó)科學(xué)家 Charles Hull 研制出首臺(tái)商用 3D 打印機(jī)，其工作原理與普通打印機(jī)相似，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制將液態(tài)或粉末材料逐層疊加，將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體物件。
該技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中具有顯著優(yōu)勢(shì)：突破傳統(tǒng)加工生產(chǎn)限制，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜多面體結(jié)構(gòu)的一體成形；免除切削工序與模具使用，顯著縮短生產(chǎn)周期；所制部件具有輕量化、薄壁化特征，在降低制造成本的同時(shí)提升設(shè)計(jì)自由度。尤其在金屬制造領(lǐng)域，其應(yīng)用已拓展至汽車、航空航天及軍工等領(lǐng)域，可加工材料涵蓋鋼、鋁、鈦、鎂、銅、鎳、鉭等多種金屬。
金屬增材制造技術(shù)發(fā)展歷程可分為兩個(gè)階段：初期以熱成形和熔融沉積工藝為主，后期逐步發(fā)展出電子束熔融、激光選區(qū)熔化、粉末床熔融等先進(jìn)工藝。這些技術(shù)可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜金屬構(gòu)件的高精度快速制造，有效縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提升產(chǎn)品質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。其環(huán)保效益體現(xiàn)在材料利用率提升 85% 以上，能源消耗較傳統(tǒng)工藝減少 30% - 50%。
《金屬增材制造的科學(xué)、技術(shù)及應(yīng)用》（愛(ài)思唯爾，2019）是該領(lǐng)域權(quán)威著作，由 DM3D 總工程師 Bhaskar Dutta、橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 Sudarsanam Babu 博士及桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 Bradley Jared 博士聯(lián)合編撰。全書(shū)系統(tǒng)闡釋了金屬增材制造的技術(shù)原理、材料特性、設(shè)計(jì)規(guī)范、微觀組織控制、質(zhì)量評(píng)估及仿真模擬等內(nèi)容，涵蓋基礎(chǔ)理論、應(yīng)用研究及政策法規(guī)等維度，現(xiàn)已成為全球高校及科研機(jī)構(gòu)的核心參考教材之一。
本書(shū)中文版由南京工程學(xué)院于皓團(tuán)隊(duì)完成主要翻譯工作（第 1 - 6 章），南京工程學(xué)院陶學(xué)偉、郝振東參與了第 7、第 8 章的翻譯，江蘇省人民醫(yī)院朱妍慧完成了第 9 章的翻譯，南京理工大學(xué)談玲華教授領(lǐng)銜校審。術(shù)語(yǔ)翻譯嚴(yán)格遵循 GB/T 353512017《增材制造 術(shù)語(yǔ)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，重要術(shù)語(yǔ)還在頁(yè)下注與括號(hào)中標(biāo)注通用表述。在譯校過(guò)程中，編委會(huì)特別致謝談玲華教授的專業(yè)指導(dǎo)，同時(shí)聲明因?qū)W科交叉性強(qiáng)、技術(shù)發(fā)展迅速，譯本難免存在疏漏，誠(chéng)邀業(yè)界專家指正完善。
譯者
2024 年 9 月 1 日
以下從內(nèi)容價(jià)值、專業(yè)權(quán)威、實(shí)踐應(yīng)用等維度，提煉《金屬增材制造的科學(xué)、技術(shù)及應(yīng)用》核心賣點(diǎn)：
前沿技術(shù)聚焦：深度剖析增材制造（3D 打�。┘夹g(shù)，涵蓋從基礎(chǔ)原理到前沿應(yīng)用全鏈條，聚焦金屬增材制造，緊跟先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展潮流，助力讀者掌握行業(yè)前沿知識(shí) 。
專業(yè)權(quán)威背書(shū)：由領(lǐng)域權(quán)威專家（DM3D 總工程師、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室博士等）聯(lián)合編撰，南京工程學(xué)院團(tuán)隊(duì)翻譯、高校教授領(lǐng)銜校審，術(shù)語(yǔ)遵循國(guó)標(biāo)，專業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)，保證內(nèi)容高質(zhì)量與權(quán)威性 。
全維度知識(shí)體系：系統(tǒng)闡釋技術(shù)原理、材料特性、設(shè)計(jì)規(guī)范、質(zhì)量評(píng)估等內(nèi)容，覆蓋基礎(chǔ)理論、應(yīng)用研究、政策法規(guī)，構(gòu)建完整知識(shí)框架，滿足不同讀者學(xué)習(xí)需求 。
實(shí)踐價(jià)值顯著：詳解金屬增材制造在汽車、航空航天、軍工等領(lǐng)域應(yīng)用，分析技術(shù)優(yōu)勢(shì)（一體成形、縮短周期、降本提效等）與環(huán)保效益（高材料利用率、低能耗），為工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐提供指導(dǎo) 。
適配多元讀者：既是全球高校、科研機(jī)構(gòu)核心參考教材，也適合工業(yè)界從業(yè)者了解技術(shù)、優(yōu)化生產(chǎn)，助力教學(xué)科研與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用銜接，推動(dòng)技術(shù)落地轉(zhuǎn)化 。
第 1 章 增材制造簡(jiǎn)介
1.1 增材制造的概念及意義
1.2 增材制造的歷史
1.3 多種增材制造工藝
1.4 與傳統(tǒng)制造工藝的相關(guān)性
1.5 增材制造質(zhì)量鑒定面臨的挑戰(zhàn)
參考文獻(xiàn)
第 2 章 金屬增材制造技術(shù)
2.1 概述
2.2 金屬增材制造的設(shè)計(jì)和刀具路徑
2.3 金屬增材制造技術(shù)
2.3.1 粘結(jié)劑噴射工藝
2.3.2 定向能量沉積工藝
2.3.3 粉末床熔融工藝
2.3.4 薄材疊層工藝
2.3.5 其他增材制造工藝
2.4 金屬增材制造工藝控制
2.4.1 工藝參數(shù)
2.4.2 缺陷
2.4.3 殘余應(yīng)力和畸變
2.4.4 流程圖
2.4.5 過(guò)程控制和原位監(jiān)測(cè)
2.5 金屬增材制造件的后處理
參考文獻(xiàn)
第 3 章 多種金屬增材制造工藝
3.1 工藝比較
3.2 自由成形能力
3.3 維修和再制造
3.4 大構(gòu)件混合增材制造
3.5 多孔結(jié)構(gòu)的增材制造
3.6 多材料增材制造
3.7 特殊應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第 4 章 金屬增材制造的原材料
4.1 概述
4.2 粉末制備技術(shù)
4.2.1 規(guī)則球形粉末
4.2.2 不規(guī)則形狀的粉末
4.2.3 粉末質(zhì)量和要求
4.3 粉末回收和再利用
4.4 先驅(qū)絲工藝
參考文獻(xiàn)
第 5 章 金屬增材制造件的微觀組織與性能
5.1 概述
5.2 減少缺陷的優(yōu)化工藝
5.2.1 熔融焊珠的不穩(wěn)定性
5.2.2 表面粗糙度
5.2.3 體積孔隙率
5.2.4 微裂紋、殘余應(yīng)力、變形和層間分離
5.3 基于熔融的增材制造微觀組織與性能演變
5.3.1 由凝固控制的微觀結(jié)構(gòu)演變
5.3.2 由固態(tài)相變控制的微觀組織演變
5.3.3 異種成分的增材制造
5.3.4 基于熔融的增材制造部件的力學(xué)性能
5.3.5 增材制造組件的環(huán)境降解
5.4 固態(tài)原料增材制造的微觀組織演變與性能
5.4.1 粘結(jié)劑噴射工藝
5.4.2 超聲波增材制造
5.4.3 其他新興的固態(tài)原料增材制造工藝
5.5 增材制造件質(zhì)量鑒定
參考文獻(xiàn)
第 6 章 金屬增材制造工藝建模與仿真
6.1 物理過(guò)程概述
6.2 增材制造工藝模型的適用范圍
6.3 工藝 - 結(jié)構(gòu) - 屬性集成建模
6.3.1 原材料分布和能量吸收的模型
6.3.2 蒸發(fā)、冷凝和鎖孔
6.3.3 傳熱和傳質(zhì)模擬
6.3.4 預(yù)測(cè)相的穩(wěn)定性、動(dòng)力學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)的演變
6.3.5 預(yù)測(cè)殘余應(yīng)力、變形和開(kāi)裂
6.3.6 部件性能的預(yù)測(cè)
6.4 挑戰(zhàn)和未來(lái)研究方向
參考文獻(xiàn)
第 7 章 金屬增材制造的設(shè)計(jì)
7.1 動(dòng)機(jī)和機(jī)遇
7.1.1 幾何復(fù)雜性
7.1.2 材料的復(fù)雜性
7.1.3 減少風(fēng)險(xiǎn)
7.1.4 規(guī)�；ㄖ�
7.2 工藝約束
7.2.1 工藝細(xì)節(jié)
7.2.2 后處理
7.3 材料
7.3.1 空間變化
7.3.2 材料分布
7.4 設(shè)計(jì)工具
7.4.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
7.4.2 設(shè)計(jì)規(guī)則
7.4.3 性能模型
7.4.4 計(jì)算機(jī)輔助制造
7.4.5 工藝模擬
7.4.6 設(shè)計(jì)優(yōu)化
參考文獻(xiàn)
第 8 章 金屬增材制造的質(zhì)量鑒定
8.1 質(zhì)量鑒定和產(chǎn)品驗(yàn)收
8.1.1 挑戰(zhàn)
8.1.2 缺陷的形成
8.1.3 開(kāi)發(fā)組織
8.2 鑒定方法
8.2.1 傳統(tǒng)制造業(yè)
8.2.2 點(diǎn)設(shè)計(jì)
8.2.3 零件族
8.2.4 先進(jìn)的認(rèn)證方法
8.2.5 鑒定設(shè)計(jì)
8.3 功能
8.3.1 設(shè)計(jì)要求
8.3.2 性能評(píng)估
8.3.3 產(chǎn)品驗(yàn)收
8.4 幾何特征
8.4.1 要求
8.4.2 尺寸測(cè)量學(xué)
8.5 原料
8.5.1 要求
8.5.2 檢查
8.6 材料
8.6.1 要求
8.6.2 檢測(cè)
8.7 成形條件
8.7.1 要求
8.7.2 控制
8.8 后處理
參考文獻(xiàn)
第 9 章 金屬增材制造的市場(chǎng)、應(yīng)用和成本
9.1 金屬增材制造的市場(chǎng)和應(yīng)用
9.1.1 牙科和醫(yī)療行業(yè)
9.1.2 航空航天業(yè)
9.1.3 工具和模具行業(yè)
9.1.4 其他行業(yè)
9.2 增材制造的成本分析
9.3 增材制造的經(jīng)濟(jì)影響
9.3.1 直接收益
9.3.2 間接收益
參考文獻(xiàn)
書(shū)單推薦
