Virtual Modelling and Rapid Manufacturing pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Taylor & Francis

作者:Paulo Jorge da Silva Bartolo

出品人:

页数:652

译者:

出版时间:2006-08-02

价格:USD 209.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780415390620

丛书系列:

图书标签:

• 虚拟建模
• 快速制造
• 增材制造
• 3D打印
• 计算机辅助设计
• CAD
• CAM
• 原型设计
• 数字化制造
• 工业设计

《虚拟建模与快速制造：跨越设计与现实的桥梁》 在当今科技飞速发展的时代，创新与效率已成为各行各业的核心竞争力。从精密的航空航天部件到个性化的医疗设备，再到日新月异的消费品，如何将构思转化为触手可及的实体，并确保其质量与性能达到最优，是摆在我们面前的重大挑战。而《虚拟建模与快速制造》这本书，正是为应对这一挑战而生，它以一种前瞻性的视角，系统地阐述了如何利用现代数字技术，以前所未有的速度和精度，将虚拟世界的概念转化为物理现实，从而彻底颠覆传统的制造流程。 本书并非一本简单的技术手册，而是一次深刻的思维模式革新之旅。它着眼于“虚拟建模”与“快速制造”这两个相互依存、相辅相成的核心领域，深度剖析了它们如何携手合作，打破设计与生产之间的壁垒，实现“设计即制造，制造即设计”的理想状态。我们将深入探索，一个精心构建的虚拟模型，如何不仅仅是图纸上的二维影像或屏幕上的三维模型，而是能够承载无限可能性的数字孪生，它包含了材料属性、应力分析、流体动力学模拟等一切与实体属性相关的关键信息。同时，我们也将全面了解，各种先进的快速制造技术，如增材制造（3D打印）、选择性激光熔化、电子束熔化等，如何能够直接读取并执行这些虚拟模型指令，实现复杂结构的精准成型，而无需经历传统制造工艺中的冗长准备、高昂模具费用以及繁琐的装配过程。 虚拟建模：构筑数字世界的坚实基石 在《虚拟建模与快速制造》的篇章中，虚拟建模的部分将带领读者穿越数字设计的广阔天地。我们首先会从基础的三维建模技术入手，介绍各种主流的建模软件和方法，包括参数化建模、自由曲面建模、实体建模等，以及如何精确地捕捉和表达设计意图。但这仅仅是起点。本书更强调的是高级仿真与分析的应用。读者将学习如何利用有限元分析（FEA）来预测部件在承受载荷时的变形和应力分布，如何进行计算流体动力学（CFD）模拟以优化空气动力学或流体流动性能，以及如何进行热分析、振动分析等，从而在设计阶段就发现并解决潜在的问题，极大地减少了物理原型制作的次数和成本。 此外，本书还将深入探讨材料建模与属性定义的重要性。一个完美的虚拟模型，如果其材料属性定义不清，将无法准确反映真实世界的物理行为。我们将学习如何将各种工程材料的力学性能、热学性能、电学性能甚至化学性能导入到模型中，使其在模拟分析中更加贴近实际。同时，参数化设计与设计优化也是虚拟建模不可或缺的一部分。本书将介绍如何通过参数驱动设计，快速生成一系列设计变体，并通过自动化优化算法，在满足性能要求的前提下，寻找到最优的设计方案，实现轻量化、高强度、低成本等目标。 快速制造：从数字蓝图到实体奇迹的实现者 在虚拟模型构建得炉火纯青之后，本书将重点转向“快速制造”这一颠覆性力量。这里所指的“快速制造”，绝非仅仅是传统意义上的“原型制造”，而是指能够直接将数字设计转化为最终功能性部件或复杂结构的增材制造（Additive Manufacturing），俗称3D打印，以及其他类似的先进成型技术。 本书将详细介绍当前主流的增材制造技术，例如： 粉末床熔化（Powder Bed Fusion - PBF）技术：包括选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM），它们如何通过激光或电子束逐层熔化金属粉末，实现高精度、高密度的金属部件制造。读者将了解到不同金属材料（如钛合金、不锈钢、铝合金等）在这些工艺中的应用特性、工艺参数的优化以及后处理方法。 材料喷射（Material Jetting）与粘结剂喷射（Binder Jetting）技术：这些技术如何通过喷嘴将液态材料或粘结剂按需喷射，实现彩色、多材料甚至集成电子元件的制造，在消费品、医疗模型等领域有着广泛应用。 熔融沉积成型（Fused Deposition Modeling - FDM）：一种广泛应用的聚合物增材制造技术，本书将探讨其在功能性原型、工具和最终零件生产中的应用，以及如何选择合适的耗材和优化打印参数。 立体光刻（Stereolithography - SLA）与数字光处理（Digital Light Processing - DLP）：这些基于光敏树脂固化的技术，如何实现极高的表面光洁度和精细的细节，尤其适用于珠宝、牙科和精细模型制造。 本书将深入探讨这些技术背后的工艺原理、设备特点、材料选择、质量控制以及后处理工艺。例如，对于金属增材制造，我们将探讨热处理、表面精加工、机械加工等对最终性能的影响；对于聚合物增材制造，我们将关注材料的力学性能、耐候性以及表面处理技术。 跨越鸿沟：虚拟与现实的深度融合 《虚拟建模与快速制造》最核心的价值在于，它清晰地描绘了虚拟建模与快速制造如何从各自的领域走向深度融合，创造出前所未有的价值。本书将探讨： 设计驱动的制造：如何利用先进的仿真分析来指导设计，并直接将优化的设计参数转化为快速制造的工艺指令。例如，通过拓扑优化设计出仿生学结构，再通过增材制造将其精确成型。 制造驱动的设计：在某些情况下，快速制造技术的独特性（如逐层叠加）能够实现传统工艺无法达到的结构，从而反过来启发新的设计思路。本书将介绍如何利用这些可能性进行创新设计。 数字化供应链与个性化制造：虚拟模型可以作为数字资产在供应链中自由传递，结合快速制造的柔性，实现小批量、定制化的产品生产，满足市场日益增长的个性化需求。 质量保证与追溯性：如何将虚拟模型中的设计数据、制造过程中的工艺参数以及实体的检测结果进行关联，建立完整的数字档案，实现产品的可追溯性和质量的可靠保障。 材料创新与工艺开发：虚拟建模工具能够帮助科学家和工程师加速新材料的开发和性能预测，同时，快速制造技术也为这些新材料的应用提供了全新的平台。 应用前景与未来展望 本书的内容将贯穿多个关键行业，展现虚拟建模与快速制造的广泛应用前景： 航空航天：制造轻质、高强度的复杂结构件，如涡轮叶片、发动机支架等，实现燃油效率的提升和性能的优化。 汽车工业：加速新车型开发，制造定制化的内饰件、功能性零部件，以及用于测试的快速原型。 医疗健康：制造个性化的植入物、手术导板、假肢，甚至在体内打印药物缓释系统，实现精准医疗。 消费品与电子产品：实现产品的快速迭代，制造高度个性化的产品，以及集成式、功能丰富的电子设备。 能源领域：制造高效的换热器、高性能的电池组件以及用于极端环境下的特种设备。 《虚拟建模与快速制造》不仅为工程师、设计师、制造商和研究人员提供了一个全面的知识框架，更重要的是，它激发了一种全新的思维方式：拥抱数字化，驾驭创新，以前所未有的速度和精度，将无限的创意转化为改变世界的实体。这本书，将是您在这场激动人心的工业革命中，成为引领者和创新者的重要向导。它将帮助您理解，如何构建一座坚实的虚拟桥梁，连接起人类的智慧与物质世界的现实，让梦想不再遥不可及，而是触手可及的奇迹。

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