前言
制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。自从18世纪中叶开启工业文明以来,世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明,没有强大的制造业,就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业,是我国提升综合国力,保障国家安全,建设世界强国的必由之路。随着全球市场一体化的发展,制造业的竞争从过去单纯的质量竞争,发展到产品全生命周期的全方位竞争——T(及时快速)、Q(高质量)、C(低成本)、S(优质售后服务)缺一不可。制造业既要满足日益变化的用户需要,又要有较强的灵活性。在这种形势下,能够以单件、小批量生产而又不增加产品成本的增材制造和3D打印技术得到了迅猛发展和越来越广泛的应用。
增材制造和3D打印技术是20世纪80年代出现的一种全新概念的制造技术,被认为是现代制造技术的革命性发明。李克强总理在《求是》杂志发表的署名文章中写道: “3D打印实现了制造方式从等材、减材到增材的重大转变,改变了传统制造的理念和模式,大幅缩减了产品开发周期与成本,也会推动材料革命,具有重大价值。”将增材制造和3D打印技术引入大学工科教学,作为对大学生进行现代制造工程技术培养的重要内容,可使学生对现代机械电子系统的集成性、综合性、交叉性等特点有深刻的认识,从而使学生拓宽视野、活跃思想、增强创新意识。
本书对增材制造技术的工艺、材料、装备、应用等进行详细介绍的同时,也不回避该技术的局限性、发展瓶颈,同样进行了细致的分析和论述。
本书的编写具有以下特点。
(1) 内容与技术发展同步。本书作者紧跟增材制造技术发展趋势,实时更新书中内容,并根据全国上百所用书学校的意见和建议,在作者主编的2006年清华大学出版社《快速成型与快速模具制造技术》、2017年清华大学出版社出版的本书第1版基础上,紧跟增材制造技术和3D打印发展趋势,根据全国上百所用书学校使用意见和建议修订而成,非常切合师生的实际需要。
(2) 充分吸纳国家教学资源库建设精髓。教材主编杨占尧教授是高等职业教育国家级模具专业教学资源库建设中的课程资源库建设主持人,是国家级精品课程和国家级精品资源共享课程“家电产品模具工艺与制造”建设的主持人。此次修订,我们参照这些成果以及近年来教育教学改革的重要成果,丰富教材内容,非常适合教学。(3) 国家级教学名师领衔,行业企业专家共同编写教材。杨占尧教授在企业实际工作14年,在高校工作22年,是国家级教学名师、河南省优秀专家,连续三届河南省高等教育省级教学成果特等奖获得者,河南省特色专业建设主持人,河南省高等学校优秀教学团队建设主持人,河南省优秀教育管理人才。本书由杨占尧教授领衔主编,编写团队包括学校和行业企业的专家学者,成员构成合理,共同开发出体现增材制造行业发展要求的高质量教材,充分体现校企合作、产学融合,行业特点鲜明。
(4) 使用信息化技术演示原理动画。通过二维码链接以动画形式演示增材制造技术原理图、结构图,使学生随时随地使用手机就可以学习。
本书由国家级教学名师、河南省优秀专家、河南工学院杨占尧教授和赵敬云教授、新乡职业技术学院崔风华教授担任主编,并由杨占尧教授负责统稿。卫华集团有限公司聂福全,河南工学院王鹏飞、董二婷、丁海、杨晓航担任副主编。与本书有关的课题研究得到了河南省科技厅、河南省教育厅、河南工学院和卫华集团有限公司给予的大力支持,投入了大量的资金,创造了良好的软、硬件环境。本书在编写过程中,还得到了西安交通大学等单位专家、教授的指导和帮助,特别是新乡学院3D打印学院院长高雪霞教授对本书的指导思想和编写内容都提出了宝贵意见。同时,河南筑诚电子科技有限公司的吕益良董事长和李岗礼总裁对本书的编写给予了大力支持,提供了大量宝贵的核心技术参数和尚未公开的设备原型机供参考。此外,在编写过程中参考了有关兄弟院校的部分著作、论文和研究成果,在此向他们一并表示真诚的感谢!
由于作者水平有限,并且该技术在快速发展时期,许多问题有待进一步研究和探讨。因此,书中难免有不足之处,望读者不吝赐教!
编者2021年5月