Preface前言

增

材制造是一项集机械、材料、计算机、控制、光电、信息等学科于一体的数字化、智能化制造技术，包括3D打印（三维几何空间： X+Y+Z）、4D打印（3D打印+时空）、5D打印（4D打印+生命）、6D打印（5D打印+意识）等。其中： 3D打印可成形任意复杂形状的结构/功能构件； 4D打印可成形可控的智能构件； 5D打印可成形可控的生命器官； 6D打印可成形可控的智慧物体。

增材制造技术的优势在于突破了传统制造技术在材料、尺度、结构、功能、智能、生命、智慧等方面的复杂性，必将对各行各业带来深远的影响。从理论上来说，增材制造技术可成形任何材料、可成形任何物体、可应用于任何领域。相对于传统制造技术，增材制造技术对制造业创新的意义主要体现在： 提供创新的原动力，提升工艺能力，实现绿色可持续发展，催生新的制造模式，创造智能构件、生命器官和智慧物体等。

增材制造技术通过逐层堆积的方式将粉材、丝材、液材和片材等各种形态的材料成形为三维实体，其发展虽然只有30余年，但其在复杂结构/功能构件的快速制造、个性化定制等方面已显示出了明显优势，因而受到了各国、各行各业的高度重视。但是，该技术发展并不成熟。新工艺、新材料、新装备不断涌现，为了更深入地研究增材制造技术并将其推广应用，培养这方面的科技人才，华中科技大学组织了一批国内长期从事增材制造技术研究和教学的科研人员，综合国内外相关研究成果，撰写了本书。在撰写过程中，兼顾了不同知识背景读者的要求，既保证内容新颖、反映最新研究成果，又有理论知识探讨和应用实例。因此，本书既适用于不同领域的工程技术人员阅读，也可作为相关专业师生的参考书。

全书分为14章。第1章为概述，简述增材制造技术的概念、产生背景、发展历程、技术特点、工艺和材料种类及发展趋势； 第2章介绍了增材制造技术的核心元器件，主要包括激光器、振镜式激光扫描系统、熔覆喷头和微喷嘴等关键元器件； 第3～10章介绍了目前得到应用的主流增材制造技术，主要包括激光选区烧结（SLS）、激光选区熔化（SLM）、光固化成形（SLA）、熔融沉积成形（FDM）、三维印刷成形（3DP）、激光近净成形（LENS）、电子束选区熔化（EBM）、电弧熔丝增材制造（WAAM）； 第11章介绍了电子束熔丝增材制造数值模拟技术； 第12章介绍了增材制造的数据处理与工艺规划软件； 第13章介绍了增材制造中的光学三维测量技术； 第14章介绍了智能构件增材制造的4D打印技术。

本书由华中科技大学史玉升牵头编写。具体分工如下： 前言和第1章由华中科技大学史玉升编写； 第2章由华中科技大学文世峰、张鸿海和肖峻峰，厦门理工学院谢丹和舒霞云，苏州大学石世宏编写； 第3章由华中科技大学闫春泽和李昭青编写； 第4章由华中科技大学魏青松和朱文志，中国地质大学周燕编写； 第5章由西安交通大学李涤尘和连芩编写； 第6章和第7章由南京师范大学杨继全和李宗安编写； 第8章由西北工业大学林鑫和于君编写； 第9章由清华大学林峰编写； 第10章由华中科技大学余圣甫和汤铭锴编写； 第11章由华中科技大学庞盛永编写； 第12章由华中科技大学张李超编写； 第13章由华中科技大学李中伟和钟凯编写； 第14章由华中科技大学史玉升和宋波编写。另外，在本书的撰写过程中，华中科技大学博士后陈辉、蔡超、李伟，研究生胡仁志、滕庆、张楠、张金良、田健、党明珠、伍宏志、刘主峰、卓琳蓉、汤桂平等参与了编写工作。

由于本书涉及多学科交叉的前沿新技术，书中难免有疏漏之处，恳请广大读者批评指正！

史玉升

2021年11月