Book(專著):
2 吳懷宇,《3D打?。喝S智能數(shù)字化創(chuàng)造》,電子工業(yè)出版社(全彩印刷),2014
Huai-Yu Wu, "3D Printing: Three-Dimensional Creation via Intelligent Digitization", PHEI Press, 2014
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《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》、《福布斯》、《紐約時(shí)報(bào)》等主流媒體稱3D打印將引發(fā)“第三次工業(yè)革命”。3D打印無需模具就可加工任意復(fù)雜的中空形狀,用戶也無需掌握各種復(fù)雜的制造工藝和加工技能,這樣大幅降低了制造業(yè)的技術(shù)門檻。本書首先從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的宏觀角度對(duì)3D打印的發(fā)展現(xiàn)狀和未來進(jìn)行了詳盡的討論。為了讓讀者對(duì)3D打印有透徹的了解,我們從專業(yè)技術(shù)的角度對(duì)3D打印的原理、結(jié)構(gòu)和工藝方法作了詳細(xì)介紹,包括對(duì)十多種典型的成形工藝進(jìn)行優(yōu)劣分析和比較,乃至手把手地、從無到有地組裝一臺(tái)3D打印機(jī)。
智能數(shù)字化技術(shù)是3D打印實(shí)現(xiàn)“規(guī)模定制”的基礎(chǔ)和關(guān)鍵所在,計(jì)算機(jī)需要知道如何更好地生成數(shù)字化形狀,并能夠智能地理解用戶的意圖。因此本書詳細(xì)討論了各種3D智能數(shù)字化理論和方法,如立體視覺、形狀檢索、形狀分析、形狀的自平衡處理、形狀優(yōu)化生成輕質(zhì)結(jié)構(gòu)以節(jié)省耗材、涉及3D計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域,并將這些專業(yè)化的算法理論(如SVM、AAM、Adaboost、粒子濾波、Mean Shift、Visual Hull、深度學(xué)習(xí))以一種3D打印行業(yè)人士能夠接受的方式娓娓道來、且通俗易懂。
本書是一本以作者原創(chuàng)觀點(diǎn)為指導(dǎo),融匯眾多最新思想、詳細(xì)講解技術(shù)原理和方法、且手把手實(shí)戰(zhàn)型教學(xué)的綜合類技術(shù)書籍,對(duì)每一個(gè)操作步驟都進(jìn)行了圖文并茂的詳細(xì)描述,包括實(shí)際運(yùn)作一家3D照相館的所有技術(shù)細(xì)節(jié)。同時(shí),立足于本行業(yè)的前沿,作者對(duì)3D打印、3D智能數(shù)字化、創(chuàng)客、中國智造、全球第三次工業(yè)革命之間的內(nèi)在緊密關(guān)聯(lián)有著深入的研究,為加深讀者理解,本書對(duì)這五者的作用和關(guān)系進(jìn)行了抽絲剝繭般地剖析。
本書無論對(duì)于國內(nèi)還是國外的廣大普通用戶及技術(shù)愛好者、高等院校大學(xué)生及研究生、學(xué)術(shù)界、工業(yè)界、政府產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)決策層都具有重要的參考價(jià)值。
目錄:
推薦序——張正友(美國微軟研究院 首席研究員、IEEE院士、ACM院士)推薦序——楊明玄(美國加州大學(xué) 終身教授、IEEE Transactions on PAMI、IJCV副主編)推薦序——楊睿剛(美國肯塔基大學(xué) 終身教授)推薦序——舒 暢(加拿大國家研究委員會(huì) 資深科學(xué)家)推薦序——王飛躍(中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所 研究員、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì) 秘書長)推薦序——黃明明(《中國科學(xué)報(bào)》 主編)前言第1章 3D打印與“全球第三次工業(yè)革命”1.1 3D打?。后w驗(yàn)造物奇跡1.2 全球第三次工業(yè)革命的導(dǎo)火索
1.2.1 從“第一次工業(yè)革命”到“第三次工業(yè)革命”
1.2.2 3D打印的顯著優(yōu)勢
1.2.3 3D打印的應(yīng)用現(xiàn)狀1.3 對(duì)3D打印的質(zhì)疑
1.3.1 來自傳統(tǒng)制造業(yè)大佬的質(zhì)疑:不看好3D打印
1.3.2 關(guān)于“3D打印技術(shù)的可實(shí)現(xiàn)性”釋疑
1.3.3 關(guān)于“3D打印技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性”釋疑
1.3.4 關(guān)于“3D打印產(chǎn)業(yè)的成長性”釋疑
1.4 3D智能數(shù)字化與3D打印:用“虛擬”再造“現(xiàn)實(shí)”
1.4.1 3D智能數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.4.2 智能數(shù)字化掃描技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.4.3 智能云網(wǎng):云端智能服務(wù)和云制造
1.4.4 3D打印技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.5 創(chuàng)客DIY:新工業(yè)革命的啟蒙運(yùn)動(dòng)
1.5.1 以小博大:創(chuàng)客挑戰(zhàn)巨頭公司
1.5.2 聚沙成塔:改變工業(yè)社會(huì)的組成結(jié)構(gòu)
1.6 “中國制造”向“中國智造”轉(zhuǎn)變的機(jī)遇
1.6.1 “中國制造”需轉(zhuǎn)型升級(jí)
1.6.2 來自“德國制造”的啟示
1.6.3 “中國智造”的發(fā)展機(jī)遇
第2章 3D打印機(jī)的原理與種類2.1 3D打印時(shí)間簡史──源自18602.2 3D打印機(jī)的工作原理和家族
2.2.1 3D打印機(jī)的工作原理與流程
2.2.2 FDM:熔融沉積成型(FFF:熔絲制造)
2.2.3 3DP:三維打印黏結(jié)成型(噴墨沉積)2.2.4 SLS:選擇性激光燒結(jié)2.2.5 SLA:光固化立體成型(立體光刻)2.2.6 PolyJet:多頭噴射技術(shù)
2.2.7 DLP:數(shù)字光處理
2.2.8 LOM:分層實(shí)體制造
2.3 塑料還是石膏?3D打印機(jī)的各種耗材
2.4 金屬3D打印技術(shù)大盤點(diǎn)
2.4.1 SLS、SLM和DMLS技術(shù)
2.4.2 LCF:激光熔覆成型
2.4.3 LENS/LNSF:激光近凈成型
2.4.4 EBM:電子束熔煉
2.4.5 EBDM:電子束直接制造
2.4.6 金屬3D打印技術(shù)小結(jié)
2.5 兩大陣營:工業(yè)級(jí)打印機(jī)與桌面級(jí)打印機(jī)
2.5.1 工業(yè)級(jí)打印機(jī):兩個(gè)巨頭的主戰(zhàn)場
2.5.2 桌面級(jí)打印機(jī):創(chuàng)客們的多樣世界
2.6 3D打印與傳統(tǒng)手辦模型制作
2.7 3D打印機(jī)購買指南
第3章 剖析3D打印機(jī):輪子是怎樣發(fā)明的3.1 RepRap:開源3D打印機(jī)的鼻祖和奠基石
3.2 MakerBot與Ultimaker:桌面雙雄
3.3 Ultimaker組裝實(shí)戰(zhàn)
3.3.1 Ultimaker新到貨開箱照
3.3.2 搭建框架
3.3.3 X/Y/Z軸電機(jī)
3.3.4 X/Y軸承
3.3.5 擠出頭
3.3.6 Z軸載物平臺(tái)
3.3.7 送料機(jī)
3.3.8 Ultimaker的大腦:電路板
3.3.9 大功告成:一臺(tái)完整的打印機(jī)
3.3.10 Gcode與前臺(tái)軟件Cura使用指南
3.3.11 Ultimaker打印成果實(shí)例
3.4 MakerBot Replicator 2與MakerWare打印實(shí)戰(zhàn)
3.4.1 MakerWare進(jìn)行切片和打印
3.4.2 ReplicatorG控制前臺(tái)的設(shè)置:雙噴頭打印雙色模型
3.4.3 MakerBot Replicator 2打印成果實(shí)例
3.5 用輔助盤(Helper Disks)解決翹邊問題
3.6 3D打印疑問與故障排解小貼士
3.6.1 模型的水密性(Watertight)
3.6.2 模型必須為流形(Manifold)3.6.3 切片(Slice)與橫切面
3.6.4 層厚度(Layer Thickness)
3.6.5 支撐材料(Support Material)
3.6.6 如何開始打印
3.6.7 如何調(diào)平打印平臺(tái)(粗調(diào)和精調(diào))
3.6.8 如何更換耗材(上料、退料)
3.6.9 我裝不了塑料絲
3.6.10 我取不出塑料絲導(dǎo)管
3.6.11 為什么我的送料機(jī)挖坑,但就是不吐絲
3.6.12 噴頭堵塞,如何處理
3.6.13 擠出的料無法粘牢打印平臺(tái)
3.6.14 打印出的東西粘不牢平臺(tái)
3.6.15 噴頭位置偏移,擠出頭坐標(biāo)異常
3.6.16 為什么打印的圓是橢圓
3.6.17 電機(jī)不轉(zhuǎn),像得了帕金森癥抖個(gè)不停
3.6.18 如何讓模型表面更光滑
3.6.19 我的打印機(jī)需要日常維護(hù)嗎
3.6.20 異常情況如何中斷打印
3.6.21 如何將金屬零件放入我的3D塑料模型中
3.6.22 用CNCSimulator進(jìn)行打印模擬和打印預(yù)覽
3.6.23 打印失敗后是什么樣子
第4章 3D智能數(shù)字化:3D打印的孿生兄弟4.1 不以規(guī)矩,不成方圓——STL數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)文件解析
4.2 3D智能數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)
4.2.1 “所想即所得”:3D設(shè)計(jì)的新境界4.2.2 商業(yè)設(shè)計(jì)軟件:3D設(shè)計(jì)的重型武器(Maya、UG)
4.2.3 殺雞焉用牛刀:基于網(wǎng)頁的設(shè)計(jì)軟件(Tinkercad、3DTin)
4.3 3D智能數(shù)字化掃描技術(shù)
4.3.1 光學(xué)三維掃描儀的原理和實(shí)例(激光、結(jié)構(gòu)白光)
4.3.2 基于Kinect的3D掃描原理和設(shè)備(紅外光斑、ToF)
4.3.3 房地產(chǎn)行業(yè)的新應(yīng)用:室內(nèi)3D掃描建模
4.4 面向“批量定制”和“柔性制造”的智能數(shù)字化
4.5 智能云網(wǎng):云端智能服務(wù)和云制造
4.6 大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí):3D打印內(nèi)容的挖掘與推薦4.6.1 什么是大數(shù)據(jù)4.6.2 大數(shù)據(jù)背景下的個(gè)性化推薦系統(tǒng)4.6.3 深度學(xué)習(xí):像人腦一樣深層次地思考第5章 3D智能數(shù)字化與3D照相館:科學(xué)與藝術(shù)的結(jié)合5.1 那些年,我們一起追過的3D照相館
5.1.1 細(xì)數(shù)國內(nèi)外的3D照相館
5.1.2 3D照相館的設(shè)備及成本
5.1.3 3D照相館贏利模式的探討
5.2 3D照相館的核心技術(shù):3D智能數(shù)字化5.3 基于圖像的3D人臉重建技術(shù)
5.3.1 基于單張照片的3D人臉重建及立體浮雕
5.3.2 基于多視角照片的3D人臉重建5.3.3 人是種視覺動(dòng)物:如何美化你的照片
5.4 Skanect:使用Kinect實(shí)現(xiàn)3D掃描
5.5 頭發(fā)修補(bǔ):3D照相館的頭痛問題
5.5.1 使用3D-Coat/ ZBrush軟件手工修補(bǔ)發(fā)型
5.5.2 基于視覺計(jì)算自動(dòng)修補(bǔ)發(fā)型
5.5.3 Geomagic Studio:更通用的任意形狀修補(bǔ)
5.6 3D人臉表情形變與編輯
5.7 直接全彩打印,還是單色打印再上色
5.8 3D打印數(shù)字化設(shè)計(jì)技巧
5.8.1 3DS Max建模用于3D打印
5.8.2 Netfabb/Magics:修正你的STL打印文件
5.8.3 使用AccuTrans 3D轉(zhuǎn)換3D文件格式
第6章 視覺計(jì)算:構(gòu)建3D打印的殺手級(jí)應(yīng)用6.1 視覺計(jì)算:計(jì)算機(jī)視覺與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的融合6.2 3D打印“批量定制”的智能實(shí)現(xiàn)
6.2.1 個(gè)性特征的描述與檢測
6.2.2 個(gè)性特征的定位與匹配
6.2.3 個(gè)性化形狀的編輯與合成
6.3 立體視覺重建:將照片轉(zhuǎn)成3D數(shù)字模型6.3.1 攝像機(jī)定標(biāo)6.3.2 基于立體視覺、SFM和Visual Hull的三維重建
6.4 眾里尋她千百度──海量3D模型的檢索6.4.1 線性分類與感知機(jī)模型6.4.2 支持向量機(jī)SVM6.4.3 基于內(nèi)容的3D模型檢索
6.5 形狀拆解:大尺寸物件的自動(dòng)分塊打印
6.6 形狀分析:優(yōu)化桌面3D打印機(jī)打印精度的表現(xiàn)力6.7 形狀平衡:如何確保3D物件站立穩(wěn)當(dāng)
6.8 形狀優(yōu)化:生成堅(jiān)固的內(nèi)部輕質(zhì)結(jié)構(gòu)使得耗材最省
6.9 基于筆畫的3D建模:讓新手和孩子輕松設(shè)計(jì)形狀
6.9.1 Doodle3D:3D設(shè)計(jì)就像涂鴉一樣簡單
6.9.2 Teddy/FiberMesh:更精準(zhǔn)的3D筆畫建模
6.9.3 3-Sweep技術(shù):輕松讓照片中的2D物體變3D模型
6.9.4 “神筆馬良”3Doodler:用筆直接畫出3D線框?qū)嵨?div style="height:15px;">