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好书推荐,3D打印也可以打印出人类

- 编辑:金沙贵宾会 -

好书推荐,3D打印也可以打印出人类

摘要: 随着3D打印技术的广泛应用,在3D打印日益大众化、平民化的同时,我们或许更应该去了解一下这项技术,了解一下其工作原理,以及相关业内人士对3D打印技术发展方向的推测了,今天,推荐书小编为大家搜集了关于3D打印的 ...

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近几年“3D打印”成了超前科技的代言词,火遍全球。其实3D打印并不能算是一项新技术,它早在20世纪80年代便已产生,只是因为成本巨大,在最近几年才进军艺术界和工业界,用以制造假肢、汽车零部件、家具和珠宝等。由于其迅猛的发展态势,也许在未来的某一天,3D打印能够像上帝那样打印出人类。

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2019年1月8日,桌面3D打印领域的全球领导者MakerBot公司,携旗下新推出的高性能3D打印机Method,在上海举行了一场新品发布暨媒体见面会,正式宣布将这款颠覆工业与桌面3D打印应用界限、具有革新意义的3D打印产品,全面推向中国和整个亚太市场。

3D打印:三维智能数字化创造(全彩)(全球第一本系统阐述3D打印与3D智能数字化的专业著作)

人也能造?解读火遍全球的3D打印技术

随着3D打印技术的广泛应用,在3D打印日益大众化、平民化的同时,我们或许更应该去了解一下这项技术,了解一下其工作原理,以及相关业内人士对3D打印技术发展方向的推测了,今天,推荐书小编为大家搜集了关于3D打印的销量前十的书籍,供大家参考、品读。

MakerBot董事长兼首席执行官Nadav Goshen先生、MakerBot亚太及日本地区总经理汪祥艮先生出席活动

吴怀宇 编  

英国《经济学人》杂志认为,这项技术将与数字化生产模式一起推动实现新的工业革命,将3D打印技术列为第三次技术革命范畴;美国《时代》周刊已将3D打印产业列为“美国十大增长最快的工业”。仅仅几十年后,这项技术就得到了长足的发展。但是有些人还是感觉3D打印离我们太远,不能惠及到我们的生活。那么笔者就为大家全方位、立体式地解读一下,这项马上可以触手可及的技术。

NO.1 《3D打印:从想象到现实》

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内容简介:书中讲述了3D打印技术的突破性发展,以及3D打印技术将如何应用在学校、厨房、医院等场所的。并预测,在不远的未来,我们可以用电脑把自己想要的东西设计出来,然后进行三维打印。它将给材料科学、生物科学带来翻天覆地的变化,最终的结果是科学技术和创新呈现爆发式的变革。

精彩书评:对普通读者来说,这本书可以使他们最快速、最全面、最具前景的了解3D打印,并且启发他们思考这种技术与自己的关系。对科学研究者来说,这本书可以使他们更全面的认识3D打印可能应用的领域以及主要空白,从而加速3D打印技术的发展和应用。对于科学政策决策者,这本书可以参考来制订3D打印技术的规划,同时也有助于考虑哪些研究领域可以介入。

一、填补空缺,价格亲民

ISBN 978-7-121-22063-0

对于关注打印领域的读者来说,3D打印技术也许并不是什么陌生词了。而普通大众关注3D技术,还要追溯到前年年初上映的詹姆斯€€卡梅隆的3D大片《阿凡达》。虽然电影《阿凡达》描绘的美丽景象没有在观众记忆中停留多久,但3D影像技术带给观影者震撼的视觉冲击,却一直影响着随后电影工业的发展,从《阿凡达》开始,几乎所有的大制作高成本影片无不推出3D版,而前段时间上映的3D影片《超凡蜘蛛侠》更是叫好又叫座,这说明3D技术的电影制作已经深入人心,并深受大众喜爱。

NO.2《3D打印:三维智能数字化创造》

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内容简介:这是一本以作者原创观点为指导,融汇众多最新思想,详细讲解 3D打印和3D智能数字化技术原理方法,手把手实战型教学的综合类技术书籍,对每一个操作步骤都进行了图文并茂的详细描述,包括实际运作一家 3D照相馆的所有技术细节。本书无论对于国内、国外的广大普通用户及技术爱好者,还是高等院校大学生及研究生、学术界、工业界、政府产业经济决策层,都具有重要的参考价值。

精彩书评:前些日子在互动出版看到本书,马上看完了试读章节,觉得很不过瘾又仔细浏览了一遍目录,发现本书不仅详尽介绍了3D打印的由来、原理、类别和塑材选择,而且对3D打印的各种应用技巧作了深入探讨,在此基础上又进一步诠释了智能数字化的概念和相关数学方法,展望了3D打印在不久的将来必将对人类历史所产生的巨大飞跃,实在是堪称3D打印领域的一部“圣经”!

据了解,MakerBot董事长兼首席执行官Nadav Goshen先生和亚太区总经理汪祥艮先生专程来到上海出席本次活动。“研发Method的初衷,是为了提升工业级打印技术,并更好的满足专业用户的应用需求,帮助工程设计师和机械工程师缩短设计周期,加快创新速度。”Nadav Goshen先生表示。

2014年1月出版

3D电影《阿凡达》

NO.3 《解析3D打印机:3D打印机的科学与艺术》

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内容简介:国内第一本从硬件、软件和升级三个维度全面解析各类开源3D打印机的基本原理和技术细节的著作,不仅详细讲解了3D打印机的结构、固件、分层工具、应用软件、热熔丝的种类、使用技巧,而且还详细讲解了常见3D打印机的调试、使用、升级和维护,以及3D打印模型的设计。它强调动手实践,包含多个实战案例,3D文字、多模型混搭、迷你相扑机器人等,不仅教读者如何打印各类物品,而且能启发读者DIY属于自己的3D打印机。

精彩书评:很喜欢这本书,正好我买了一台3d 打印机,又在自己做一台,这本书帮了我。这本书对3d 打印机的介绍比较全面, 不只是泛泛而谈,很小的细节都有介绍,应该是一本工具书。所介绍的机型国内都有销售,自己也可以动手制作,看书学习也有实践的机会。

在Nadav Goshen先生的介绍中,南极熊了解到,在科技发展日新月异、商业竞争逐年加剧的大背景下,新产品Method的推出,能够帮助企业更加从容开展创新和面对加速将产品推向市场的压力,同时大力推动企业单位和组织机构更加广泛应用3D打印技术。在南极熊看来,MakerBot作为桌面级3D打印技术的领导者,真正起到了一名助推者的角色。

定价:99.00元

得益于3D技术制作的电影受到好评,现如今3D技术的发展涉及到了各行各业。而在制造行业,“3D打印技术”的影响正在日益凸显。

NO.4 《3D打印:打印未来》

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内容简介:《3D打印:打印未来》。中国机械工程学会编写了此书,旨在说明了3D打印技术的由来、技术特点、工艺原理、发展现状、未来发展趋势等内容,并系统整理了100个典型应用案例,以期用通俗易懂的语言,使得该技术全面、生动地展现在读者面前。

精彩书评:《3D打印:打印未来》讲述了3D打印的原理和10种工艺, 100个精彩案例,更配以精美图片,让我既了解了这门新技术的科学原理,又充分体验了它在各个领域的广泛应用,可谓知其然更知其所以然。精美的图片,细致的阐述,让我在学习、欣赏、思考中惊叹!(好书推荐尽在:www.xiaoshuozhu.com)

Nadav Goshen先生展示MakerBot历代机型

428页

你可能觉得3D打印技术是边缘技术,只有标新立异的人或者是高端设计室才用,但其实在不经意中,你早就接触到了3D打印产品。比如在牙科诊所,很多定制的口腔设备现在都在使用3D打印机。口腔防护器可调整牙齿的排列,牙科医生扫描了牙齿的位置后就可以利用软件制作一个塑料模型,带上数月后就可以把牙齿调整到合适的位置。另外利用3D打印机可以很快的制作出牙齿的模型,牙医可以现场磨制假牙给你换上。

NO.5《爱上3D打印机》

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内容简介:本书系统介绍了MakerBot3D打印机的工作原理、打印所需材料和方法,并教你如何真正打印出自己的作品。通过《爱上3D打印机(MakerBot权威手册)》,你可以系统、完整地学习MakerBot的使用方法,并用它来设计、制作出现在最新潮的3D打印作品。 本书是创客、制作达人必不可少的一本权威参考手册。

这款高性能3D打印机,Method拥有很高的性价比。“亲民”的价格,能够让全球不同领域的独立设计师和工程师使用这款产品,并将专业级3D打印技术在中国及全亚太地区推广至更广泛的应用场景,开发出更多的应用。

16开

技术篇€€€€3D打印的工作原理

NO.6 《3D打印:改变世界的新机遇新浪潮》

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内容简介:《3D打印:改变世界的新机遇新浪潮》。紧紧围绕3D打印技术,为读者提供全方位的3D打印行业现状解读,为广大的科普爱好者提供最全面的3D打印入门参考读物。本书为读者简述3D打印技术的由来、浅析3D打印技术的原理、分享3D打印行业应用案例、点评意义非凡的3D打印设备、探索3D打印创业机遇、畅谈3D打印的未来。

精彩书评:非常解渴!3D打印在国内的火热要归功于科技博客,但线上文章有碎片化强、体系感弱的问题。这本书涵盖理论和应用、畅谈机遇和未来,它的问世得以让人们从全局和纵深两个角度来了解3D打印,是对世界范围内行业发展状况的有趣集纳。

关于价格方面,Method在中国建议零售价为69999元。在Stratasys的工业级FDM家族中,这算是相当低价格的产品了;但对于其他品牌的工业级FDM来说,就不一样了。而这款新产品的定位,打破了工业与桌面3D打印应用的界限。

​编辑推荐

说到它的原理,其实也并不不复杂,其运作原理和传统打印机工作原理基本相同。传统打印机是只要轻点电脑屏幕上的“打印”按钮,一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上,它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而3D打印机首先将物品转化为一组3D数据,然后打印机开始逐层分切,针对分切的每一层构建,按层次打印。

NO.7 《三维打印技术》

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内容简介:首次系统介绍三维打印机的原理与结构和三维打印自由成形工艺技术,可以说是目前国内内容最丰富、最新颖、最系统介绍三维打印技术的著作之一。

精彩书评:《三维打印技术》总结了编著者近年来有关三维打印技术的研究实践,汇集了国内外大量有关文献中的精华,系统地阐述了三维打印机的原理和结构,以及三维打印自由成形工艺和最新应用进展。

Method的上市,为国际3D打印行业开启一片全新市场领域。我们都知道MakerBot的母公司是Stratasys,具有领先的技术创新能力和丰富的专业经验,这一点彰显无遗。另外也展示出MakerBot对中的战略重视,并坚持了“支持中国和亚太区域3D打印技术创新和产业发展”的坚定承诺。

本书包含最新创客实践:组装3D打印机,开设3D照相馆,制作四轴飞行器......

MakerBot公司的3D打印机

NO.8 《3D打印:从平面到立体》

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内容简介:主要特色:最全面的3D打印内容介绍+最丰富的3D打印应用实例+最完备的3D打印功能查询。《3D打印:从平面到立体》细节特色:8大行业领域应用+10章3D打印专题精讲+60多个经典专家提醒+190个3D打印应用案例+300多张图片全程图解,帮助读者在最短的时间内掌控3D打印的秘密。

二、兼备工业级和桌面级的优点

拥有众多读者群体:操作实战派、技术方法派、商业运作派、大局宏观派、学院理论派......

打印时,粉末耗材会一层一层地打印出来,层与层之间通过特殊的胶水进行粘合,并按照横截面将图案固定住,最后一层一层叠加起来,就像我们坐在海边用沙子堆砌城堡一样的程序,最终经过分层打印、层层粘合、逐层堆砌,一个完整的物品就会呈现在我们眼前了。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。

NO.9 《玩转3D打印》

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内容简介:本书带领读者了解3D打印技术的起源、发展和现状,结合3D模型构建、3D打印机的操作和使用,介绍了如何掌握和应用3D打印技术、众多的3D打印机的应用案例,并且展望了3D打印给各行各业所带来的发展机遇。全书图文并茂、讲解细致;内容层次分明,由浅入深,并配有大量3D打印机的操作截图。

Method拥有工业级精准度与可靠性,这是普通桌面级3D打印机所不具备的:

操作实战派:面向所有对3D打印感兴趣的读者,包括3D打印操作、3D智能数字化扫描、建模、网格处理(适合章节:除了第10章之外的所有章节)

Objet Connex 3D打印机工作原理

NO.10 《了不起的3D打印》

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内容简介:3D打印究竟有没有传说得那么神奇?《了不起的3D打印》将揭开其神秘面纱,从技术的角度诠释相关概念,让这一炒作得火热的概念变成可以理解的知识。同时,本文还将讲解如何自制激光3D扫描仪,并将3D扫描与3D打印结合在一起,实现跨越虚拟与现实的分界线复制实物的奇迹。

一方面,可以重复打印具有±0.2毫米尺寸精度、表面光滑、垂直层均匀和圆柱度高度一致的零部件。这一点,此前只有工业级3D打印机才能做到;

技术方法派:面向IT软件算法开发人员,包括计算机视觉、3D计算机图形学、模式识别的技术和方法(适合章节:所有章节)

堆叠薄层的形式有多种多样。有些3D打印机使用“喷墨”的方式。例如,一家名为Objet的以色列3D打印机公司,使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上,此涂层然后被置于紫外线下进行处理。

另一方面,借助流畅可靠的工作流程管理,能够帮助用户更快速的将CAD文件转换为可打印部件,比传统桌面3D打印机的速度快两倍。

商业运作派:面向准备投资3D行业的人士,包括如何运转一个3D照相馆、3D食品打印、教育服务行业的3D打印、创客新产品发明(适合章节:除了第3、6、10章之外的所有章节)

Objet Connex 3D打印机工作原理

Method的三大优势

大局宏观派:面向省市级政府宏观经济政策制定人员,包括3D打印、3D智能数字化的发展现状,未来经济模式展望和预测(适合章节:第1、2、4、5、7、9章)

之后铸模托盘下降极小的距离,以供下一层堆叠上来。另外一家总部位于美国明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技术,整个流程是在喷头内熔化塑料,然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。

现场展示的打印件

学院理论派:面向3D打印科研人员和3D智能数字化算法研究人员、高年级本科生和研究生,包括3D打印的原理工艺、3D智能数字化的理论方法、最优化理论及概率数学方法(适合章节:除了第8章之外的所有章节)

Objet Connex 3D打印机工作原理

南极熊了解到,MakerBot Method 3D打印机已经经历超过220,000小时的系统可靠性测试,在研发阶段进行了大量的投入。另外很重要的一个数据是,这款机器第一年的拥有成本,仅是入门级工业3D打印机的三分之一左右。

内容提要

还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层,然后由喷出的液态粘合剂进行固化。

如今,MakerBot已经发展了10年。从第一代机型开始,MakerBot就引领了3D打印的标准:可靠性、可及性、精确性和易用性。在这10年中,MakerBot在全球已卖出超过了10万台3D打印机,并且在全世界拥有21所3D打印创新中心。

《经济学人》等主流媒体称 3D打印将引发“第三次工业革命”。本书从产业经济的宏观视角对 3D打印、 3D智能数字化、创客、中国智造、全球第三次工业革命这五者的关系进行了详尽讨论。

Objet Connex 3D打印机工作原理

Nadav Goshen先生告诉南极熊,从2016年开始,MakerBot进行战略转型。首先从消费市场转向教育和专业市场,其次要先于别人预测市场发展趋势。他们成功建立了一套专注于产品和科技领域的全新企业文化,并在这些领域逐步构建起市场领先的核心竞争力。

《3D打印:三维智能数字化创造(全彩)》从专业技术的角度对 3D打印的原理、结构和工艺方法做了详细介绍,包括 10多种典型成型工艺的优劣分析和比较,手把手、从无到有地组装一台 3D打印机等。 3D智能数字化是 3D打印的基础和关键,涉及 3D计算机图形学、计算机视觉、模式识别、机器学习等领域。本书以通俗易懂、娓娓道来的方式对它们进行了详细讲解。

它也可以使用一种叫做“激光烧结”的技术熔铸成指定形状。这也正是德国EOS公司在其叠加工艺制造机上使用的技术。而瑞士的Arcam公司则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒。以上提到的这些仅仅是许多成型方式中的一部分。

为适应新战略和企业文化,Nadav Goshen先生领导MakerBot全面提高工程能力、重建产品团队,并为专业工程制造建立了一套独特方法论。

《3D打印:三维智能数字化创造(全彩)》是一本以作者原创观点为指导,融汇众多最新思想,详细讲解 3D打印和 3D智能数字化技术原理方法,手把手实战型教学的综合类技术书籍,对每一个操作步骤都进行了图文并茂的详细描述,包括实际运作一家 3D照相馆的所有技术细节。《3D打印:三维智能数字化创造(全彩)》无论对于国内、国外的广大普通用户及技术爱好者,还是高等院校大学生及研究生、学术界、工业界、政府产业经济决策层,都具有重要的参考价值。

Objet Connex 3D打印机工作原理

现场展示的MakerBot全新高性能3D打印机Method


​目录

当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时,介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸,最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。

三、通过落地应用,助力行业发展

​第1章 3D打印与“全球第三次工业革命”

Objet Connex 3D打印机工作原理

“纵观全球市场,中国及整个亚太地区经济前景依然强劲,仍是世界经济最有活力的国家和地区。自2013年进入中国市场,MakerBot便致力于为中国带来其全球领先的3D打印前沿经验和研发成果,并不断与本土行业需求相融合。”MakerBot亚太区总经理汪祥艮先生介绍说。

1.1 3D打印:体验造物奇迹

如今可用于打印的介质种类多样,从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质,令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。

过去5年,MakerBot通过一系列落地合作项目,为中国的3D打印行业发展做出了卓越的贡献。其中包括:北京市自动化工程学校改革传统教学模式、助力上海同济大学以3D打印为飞行器设计注入新动力、为满足专业人士和教育工作者的广泛需求推出全新3D打印解决方案。据南极熊了解,MakerBot未来还会开发出更多的可打印材料,并不断提升打印机的性能。新产品Method的推出,或许将进一步打开更多的应用,扩大应用规模。

1.2 全球第三次工业革命的导火索

行情篇€€€€3D打印的发展现状

一直以来,中国是MakerBot最至关重要的战略阵地。未来,MakerBot将继续深耕中国市场,进一步扩大渠道网络并完善运营机制,巩固本土优势的同时进一步推动3D打印向更高水平发展。

1.2.1 从“第一次工业革命”到“第三次工业革命”

3D打印,过去在科研、教学或者制造领域被称为“快速成型技术”。3D打印”这个更为形象的叫法快速被大众接受和普及。随着材料科学的快速发展,快速成型技术正在各个领域均有极大延伸,比如打印建筑物、打印汽车、打印人体器官、打印骨骼,而且我们还可以用3D打印机打印自己设计的衣服。我们首先用扫描仪对自己的身体进行一下扫描,这样就能得到我们身材的尺寸,然后通过CAD对扫描数据进行加工和修改,这样我们就可以自己打印出衣服和裤子。

1.2.2 3D打印的显著优势

打印出来的衣服

1.2.3 3D打印的应用现状

目前美国的3D打印技术较为领先,应用范围更广。近期,全美第一家3D打印机耗材专营店在纽约曼哈顿的NOHO地区正式开业。据悉,这家商店是由全球3D打印设备领头羊企业MakerBot公司开设的。并推出了最新一代也是该公司的第四代3D打印机“Replicator2”。该机器具有更加灵巧的外观以及3倍于老款机器的打印精度。据了解,MakerBot零售店里并不提供现场3D打印服务,而且正在销售的3D打印机产品则要价2199美元。

1.3 对3D打印的质疑

而据MakerBot的未来业务规划显示,该公司还会再明年年初推出第五代机器Replicator2X,该机器可以满足发烧友和专业人士对打印效果的需要。对此,MakerBot的CEO佩蒂斯在早前新闻发布会上说到:“我们所推出的新款打印机制定了桌面3D印刷的标准。打印出来的东西再也不会像过去那么粗糙了。如果未来零售业务运行良好的话,那就代表3D打印将进入主流消费市场。”

1.3.1 来自传统制造业大佬的质疑:不看好3D打印

MakerBot Replicator€€

1.3.2 关于“3D打印技术的可实现性”释疑

而在国内,今年1月份,华中科技大学材料科学与工程学院副院长史玉升带领的团队成功研制出世界上最大的3D立体打印机,并且凭借这一研究成果入选两院院士评选的“2011年中国十大科技进展”,中国的3D打印正在快速发展,从工业和制造业应用开始朝个人和小型化方向发展。

1.3.3 关于“3D打印技术的经济性”释疑

早期一套用于工业设计制造的3D打印设备在10万美金左右,近几年价格降低到2万美金左右,而小型化个人桌面3D打印机售价在1000美金左右,史玉升研制的这款3D立体打印机UP!3D官方售价9999元人民币,这款国产3D打印机已经在美国等国外地区销售。

1.3.4 关于“3D打印产业的成长性”释疑

应用篇€€€€3D打印早已来到我们身边

1.4 3D智能数字化与3D打印:用“虚拟”再造“现实”

目前,3D打印使产品供应链的格局和人们的生活方式都发生了转变。而且它的应用范围之广让人难以置信。今天笔者就列举几项和我们生活密切相关的例子,让大家感受一下3D打印离我们并不遥远。

1.4.1 3D智能数字化设计技术的发展现状

英国埃克塞特大学研究人员,去年推出世界首台3D巧克力打印机。是了,你没有看错。研究人员已经开始尝试打印巧克力了。或许在不久的将来,很多看起来一模一样的食品就是用食品3D打印机“打印”出来的。当然,到那时可能人工制作的食品会贵很多倍。

1.4.2 智能数字化扫描技术的发展现状

食品行业

1.4.3 智能云网:云端智能服务和云制造

在建筑业里,工程师和设计师们已经接受了用3D打印机打印的建筑模型,这种方法快速、成本低、环保,同时制作精美。完全合乎设计者的要求,同时又能节省大量材料。

1.4.4 3D打印技术的发展现状

建筑设计

1.5 创客DIY:新工业革命的启蒙运动

最近,一位83岁的老人由于患有慢性的骨头感染,因此换上了由3D打印机“打印”出来的下颚骨,这是世界上首例使用3D打印产品做人体骨骼的案例。

1.5.1 以小博大:创客挑战巨头公司

医疗行业

1.5.2 聚沙成塔:改变工业社会的组成结构

不是说你的车是3D打印机打印出来的,而是说汽车行业在进行安全性测试等工作时,会将一些非关键部件用3D打印的产品替代,在追求效率的同时降低成本。

1.6 “中国制造”向“中国智造”转变的机遇

汽车制造业

1.6.1 “中国制造”需转型升级

传统制造业也需要很多3D打印产品,因为3D打印无论是在成本、速度和精确度上都要比传统制造好很多。而3D打印技术本身非常适合大规模生产,所以制造业利用3D技术能带来很多好处,甚至连质量控制都不再是个问题。

1.6.2 来自“德国制造”的启示

传统制造业

1.6.3 “中国智造”的发展机遇

美国德雷塞尔大学的研究人员通过对化石进行3D扫描,利用3D打印技术做出了适合研究的3D模型,不但保留了原化石所有的外在特征,同时还做了比例缩减,更适合研究。

 

科学研究

第2章 3D打印机的原理与种类

比如微软的3D模型打印车间,在产品设计出来之后,通过3D打印机打印出来模型,能够让设计制造部门更好的改良产品,打造出更出色的产品。

2.1 3D打印时间简史──源自

产品原型

2.2 3D打印机的工作原理和家族

博物馆里常常会用很多复杂的替代品来保护原始作品不受环境或意外事件的伤害,同时复制品也能将艺术或文物的影响传播给更多的人。最近史密森尼博物馆就因为原始的托马斯€€杰弗逊要放在弗吉尼亚州展览,所以博物馆用了一个巨大的3D打印替代品放在了原来雕塑的位置。

2.2.1 3D打印机的工作原理与流程

文物保护

2.2.2 FDM:熔融沉积成型(FFF:熔丝制造)

这是最广阔的一个市场。在未来不管是你的个性笔筒,还是有你半身浮雕的手机外壳,抑或是你和爱人拥有的世界上独一无二的戒指,都有可能是通过3D打印机打印出来的。甚至不用等到未来,现在就可以实现。

2.2.3 3DP:三维打印黏结成型(喷墨沉积)

配件、饰品

2.2.4 SLS:选择性激光烧结

3D打印机可以完成很多在现在看起来匪夷所思的事,从某种角度来说,很多想象的到的东西,都可以通过3D打印直接得到。在未来3D打印还有可能走进千家万户,融入到我们的生活中,像电脑一样普及。

2.2.5 SLA:光固化立体成型(立体光刻)

展望篇€€€€未来甚至能够打印出人类

2.2.6 PolyJet:多头喷射技术

在1997年,发生了一件震惊医学界的大事。那就是马萨诸塞州总医院的杰伊€€瓦康提医生,成功地让老鼠背上长出一只人的耳朵。瓦康提用可以缓慢降解的材料制做了一个布满小孔的支架,他的同事将这个支架植入没有免疫力的小鼠皮肤下,并注入牛的成软骨细胞。发育的软骨组织渗透进支架,支架降解掉,就得到了一只真正的耳朵。

2.2.7 DLP:数字光处理

耳朵鼠太过恶心 此图替代

2.2.8 LOM:分层实体制造

四年后,这项技术被应用到新领域:他为一个失去1/6颅骨的孩子修补了颅骨,用这个孩子自身的成骨细胞成功地再造了骨头,而这一切背后使用的工具,不过是改进过的3D打印机。

2.3 塑料还是石膏?3D打印机的各种耗材

这种3D打印机和传统的喷墨打印机原理差不多,只是采用了不同的“墨”。它相当于把一个模型分成许多层“横截面” ,将原料液体或颗粒喷射到指定位置,一层一层地堆叠起来,最后得到精确模型。如果给墨盒里装满人体细胞,以打印机的打印精度精确地堆叠这些细胞,最终变成了活的人体组织。现在经过测试,这种从打印机喷嘴发射出来的细胞,成活率居然高达95%以上。

2.4 金属3D打印技术大盘点

蝙蝠侠:“不会吧,人也能造?!”

2.4.1 SLS、SLM和DMLS技术

既然骨骼、肌肉和皮肤都能用3D打印机打印出来,在未来,造人可能也只需要获得一张精确的三维图。也许下一个时代的创世神话是这样开始的:上帝对自己的设计很满意,然后,他按下了“打印”键。

2.4.2 LCF:激光熔覆成型

“让印花更简单”上海国际纺织品数码印花高峰论坛,《时尚印花》在此等你!期待在2018与您见面!

2.4.3 LENS/LNSF:激光近净成型

想要了解更多相关资讯,

2.4.4 EBM:电子束熔炼

请联系《时尚印花》或者下方留言,

2.4.5 EBDM:电子束直接制造

您想知道的,

2.4.6 金属3D打印技术小结

我们会一一为您解答。

2.5 两大阵营:工业级打印机与桌面级打印机

春霞 18001811779

2.5.1 工业级打印机:两个巨头的主战场

秀丽 15618201948

2.5.2 桌面级打印机:创客们的多样世界

张欣 15618938948

2.6 3D打印与传统手办模型制作

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2.7 3D打印机购买指南

欢迎关注时尚印花FashionPrint

 

了解更多关于印花行业干货

第3章 剖析3D打印机:轮子是怎样发明的

3.1 RepRap:开源3D打印机的鼻祖和奠基石

3.2 MakerBot与Ultimaker:桌面双雄

3.3 Ultimaker组装实战

3.3.1 Ultimaker新到货开箱照

3.3.2 搭建框架

3.3.3 X/Y/Z轴电机

3.3.4 X/Y轴承

3.3.5 挤出头

3.3.6 Z轴载物平台

3.3.7 送料机

3.3.8 Ultimaker的大脑:电路板

3.3.9 大功告成:一台完整的打印机

3.3.10 Gcode与前台软件Cura使用指南

3.3.11 Ultimaker打印成果实例

3.4 MakerBot Replicator 2与MakerWare打印实战

3.4.1 MakerWare进行切片和打印

3.4.2 ReplicatorG控制前台的设置:双喷头打印双色模型

3.4.3 MakerBot Replicator 2打印成果实例

3.5 用辅助盘(Helper Disks)解决翘边问题

3.6 3D打印疑问与故障排解小贴士

3.6.1 模型的水密性(Watertight)

3.6.2 模型必须为流形(Manifold)

3.6.3 切片(Slice)与横切面

3.6.4 层厚度(Layer Thickness)

3.6.5 支撑材料(Support Material)

3.6.6 如何开始打印

3.6.7 如何调平打印平台(粗调和精调)

3.6.8 如何更换耗材(上料、退料)

3.6.9 我装不了塑料丝

3.6.10 我取不出塑料丝导管

3.6.11 为什么我的送料机挖坑,但就是不吐丝

3.6.12 喷头堵塞,如何处理

3.6.13 挤出的料无法粘牢打印平台

3.6.14 打印出的东西粘不牢平台

3.6.15 喷头位置偏移,挤出头坐标异常

3.6.16 为什么打印的圆是椭圆

3.6.17 电机不转,像得了帕金森症抖个不停

3.6.18 如何让模型表面更光滑

3.6.19 我的打印机需要日常维护吗

3.6.20 异常情况如何中断打印

3.6.21 如何将金属零件放入我的3D塑料模型中

3.6.22 用CNCSimulator进行打印模拟和打印预览

3.6.23 打印失败后是什么样子

 

第4章 3D智能数字化:3D打印的孪生兄弟

4.1 不以规矩,不成方圆——STL数字标准文件解析

4.2 3D智能数字化设计技术

4.2.1 “所想即所得”:3D设计的新境界

4.2.2 商业设计软件:3D设计的重型武器(Maya、UG)

4.2.3 杀鸡焉用牛刀:基于网页的设计软件(Tinkercad、3DTin)

4.3 3D智能数字化扫描技术

4.3.1 光学三维扫描仪的原理和实例(激光、结构白光)

4.3.2 基于Kinect的3D扫描原理和设备(红外光斑、ToF)

4.3.3 房地产行业的新应用:室内3D扫描建模

4.4 面向“批量定制”和“柔性制造”的智能数字化

4.5 智能云网:云端智能服务和云制造

4.6 大数据和深度学习:3D打印内容的挖掘与推荐

4.6.1 什么是大数据

4.6.2 大数据背景下的个性化推荐系统

4.6.3 深度学习:像人脑一样深层次地思考

 

第5章 3D智能数字化与3D照相馆:科学与艺术的结合

5.1 那些年,我们一起追过的3D照相馆

5.1.1 细数国内外的3D照相馆

5.1.2 3D照相馆的设备及成本

5.1.3 3D照相馆赢利模式的探讨

5.2 3D照相馆的核心技术:3D智能数字化

5.3 基于图像的3D人脸重建技术

5.3.1 基于单张照片的3D人脸重建及立体浮雕

5.3.2 基于多视角照片的3D人脸重建

5.3.3 人是种视觉动物:如何美化你的照片

5.4 Skanect:使用Kinect实现3D扫描

5.5 头发修补:3D照相馆的头痛问题

5.5.1 使用3D-Coat/ ZBrush软件手工修补发型

5.5.2 基于视觉计算自动修补发型

5.5.3 Geomagic Studio:更通用的任意形状修补

5.6 3D人脸表情形变与编辑

5.7 直接全彩打印,还是单色打印再上色

5.8 3D打印数字化设计技巧

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转换3D文件格式

 

第6章 视觉计算:构建3D打印的杀手级应用

6.1 视觉计算:计算机视觉与计算机图形学的融合

6.2 3D打印“批量定制”的智能实现

6.2.1 个性特征的描述与检测

6.2.2 个性特征的定位与匹配

6.2.3 个性化形状的编辑与合成

6.3 立体视觉重建:将照片转成3D数字模型

6.3.1 摄像机定标

6.3.2 基于立体视觉、SFM和Visual Hull的三维重建

6.4 众里寻她千百度──海量3D模型的检索

6.4.1 线性分类与感知机模型

6.4.2 支持向量机SVM

6.4.3 基于内容的3D模型检索

6.5 形状拆解:大尺寸物件的自动分块打印

6.6 形状分析:优化桌面3D打印机打印精度的表现力

6.7 形状平衡:如何确保3D物件站立稳当

6.8 形状优化:生成坚固的内部轻质结构使得耗材最省

6.9 基于笔画的3D建模:让新手和孩子轻松设计形状

6.9.1 Doodle3D:3D设计就像涂鸦一样简单

6.9.2 Teddy/FiberMesh:更精准的3D笔画建模

6.9.3 3-Sweep技术:轻松让照片中的2D物体变3D模型

6.9.4 “神笔马良”3Doodler:用笔直接画出3D线框实物

6.10 增强现实:在打印之前看到融入环境的真实效果

6.11 OpenCV与OpenGL:视觉计算入门的两大利器

6.11.1 OpenCV与AdaBoost人脸检测

6.11.2 OpenGL与3D图形绘制

 

第7章 创客:个人3D打印机的创造者

7.1 创客文化与开源DIY

7.2 五花八门的创客杰作:从玩具到高速跑车

7.3 寓教于乐:3D打印出你的个人数学博物馆

7.4 创客之开源硬件Arduino(阿德伟诺)

7.4.1 Arduino简介

7.4.2 初窥Arduino

7.4.3 牛刀小试:叩开Arduino之门

7.5 创客之开源软件Android(安卓)

7.5.1 Android概述

7.5.2 开发平台搭建

金沙贵宾会,7.5.3 Android之旅起航:Hello, Android!

7.6 靠创意去赚钱:漫谈Kickstarter、Quirky与Shapeways

7.6.1 Kickstarter众筹:靠创意去筹资

7.6.2 Quirky创意加工厂:把创意变成产品

7.6.3 Shapeways在线打印:把个性化产品定制出来

7.7 创客中国:中国版乔布斯和比尔?盖茨的诞生地

7.7.1 国外创客为什么纷纷青睐中国

7.7.2 创客中国的背景优势

7.7.3 创客中国的市场细分定位

 

第8章 创客实战:四轴飞行器

8.1 你准备好了吗:自己制作四轴飞行器

8.2 器件与3D打印

8.2.1 四轴飞行器DIY所需的器件汇总

8.2.2 四轴飞行器的遥控器和接收机

8.2.3 四轴飞行器的飞行控制板

8.2.4 四轴飞行器电调的选用

8.2.5 四轴飞行器的无刷电机和螺旋桨

8.2.6 四轴飞行器的电池和充电器

8.2.7 四轴飞行器的连接线选用

8.2.8 四轴飞行器机架的3D打印

8.3 三轴陀螺仪和加速度计的入门与调试

8.4 自制基于Arduino的飞控板

8.4.1 四轴飞行器的基本电控结构

8.4.2 飞行控制板的制作

8.5 遥控开始:Android手机的Wi-Fi通信

8.6 四轴飞行器的智能视觉跟踪

8.6.1 基于粒子滤波的目标跟踪算法

8.6.2 基于Mean Shift(均值漂移)的目标跟踪算法

 

第9章 3D打印之不远的将来

9.1 3D打印的未来:由创客们决定

9.1.1 几乎为零的设计和制造门槛

9.1.2 创客成就3D打印

9.2 手机应用FabApp、App Store与智能云网

9.3 不再仅仅是看着粗糙的FDM

9.4 生物医疗打印:越来越近的科幻

9.5 美食打印机:“吃货”的钱最好赚

9.6 绿色经济:变沙漠为光影城市

9.7 打印房屋:安得广厦千万间

9.8 混合材料制造:3D打印电路

9.9 枪支打印“让子弹飞”、版权与社会伦理

9.9.1 3D打印引发社会公共安全的忧虑

9.9.2 版权保护的难题

9.9.3 社会伦理的思考及技术层面解决

9.10 3D打印3D打印机自己:遗传与升级

9.11 3D打印的经济模式:利基与长尾效应

9.12 “中国智造”推动“全球第三次工业革命”

9.12.1 新工业革命之“永不枯竭的绿色能源”

9.12.2 新工业革命之“3D打印新材料”

9.12.3 新工业革命之“先进制造及3D打印”

9.12.4 新工业革命之“3D智能数字化创造”

 

第10章 道:数字智能的最优化及相关数学方法

10.1 最优化理论的基本常识

10.1.1 从凸集和凸函数开始说起

10.1.2 无约束优化与约束优化

10.1.3 线性规划与非线性规划及其对偶(Dual)形式

10.1.4 澄清混淆:二次规划、二次收敛、二阶收敛

10.2 最优化根基之单变量“一维搜索”

10.2.1 初始搜索区域的加步探索法(进退法)

10.2.2 黄金分割搜索法(Golden Section Search)

10.2.3 斐波那契(Fibonacci)搜索法

10.2.4 牛顿法、抛物线法

10.2.5 不精确线搜索的Armijo-Goldstein准则及Wolfe-Powell准则

10.3 多变量的无约束优化

10.3.1 最速下降法(Steepest Descent,梯度下降法Gradient Descent)

10.3.2 牛顿法(Newton)

10.3.3 拟牛顿法(Quasi-Newton):DFP和BFGS方法

10.3.4 共轭方向法(Conjugate Direction)

10.3.5 共轭梯度法(Conjugate Gradient)

10.3.6 Powell直接法

10.4 最优化根基之“信赖域”

10.4.1 Levenberg-Marquardt(L-M)方法

10.4.2 详解L-M方法的求解过程与步骤

10.5 最小二乘问题的求解

10.5.1 线性最小二乘问题的求解(正规化方法、QR分解、SVD分解)

10.5.2 非线性最小二乘问题(Gauss-Newton方法)

10.6 约束优化问题的求解

10.6.1 等式约束的拉格朗日乘子法(Lagrange Multiplier)

10.6.2 不等式约束的KKT(KT)条件

10.6.3 惩罚函数法(外点法、内点法)

10.7 最短路径与动态规划(Dynamic Programming)

10.8 “偶然中的必然”──概率与贝叶斯(Bayes)

10.8.1 先验概率、似然函数、后验概率、贝叶斯公式

10.8.2 朴素(Na?ve)贝叶斯分类

10.8.3 最大似然估计、最大后验概率估计、贝叶斯估计

10.8.4 贝叶斯学派与频率学派之争论

参考文献

后记

作者简介


​作者简介

​    吴怀宇,博士,中国科学院副研究员,任职于中国科学院自动化研究所,模式识别国家重点实验室(NLPR),中国-欧洲信息、自动化与应用数学联合实验室(LIAMA)。主要研究领域包括3D智能数字化打印、计算机三维视觉、视觉形状感知分析与处理、计算机交互式图形学等。目前担任多个国际刊物的评审专家和国际程序委员会成员等学术任职,美国电气与电子工程师学会(IEEE)、美国计算机协会(ACM)会员,ICCV/CVPR/ACCV国际程序委员会委员、程序主席秘书,以及北京市科学技术委员会项目评审专家、国家自然科学基金评审专家。


​媒体评论

​    以3D打印为代表的第三次工业革命,以数字化、人工智能化制造与新型材料的应用为标志。

── 英国《经济学人》

 

3D打印是第三次工业革命重要环节之一。

── 中国工程院院士徐志磊

 

在我国,3D打印之所以广受关注,是因为它与创新紧密相关。

── 中国工程院院士卢秉恒

 

3D打印是一种变革性的、短流程的、低成本的数字化制造技术。

── 北京航空航天大学教授王华明

 

中国有望在近年跃升为全球最大的3D打印市场,国内3D打印产值三年或可达百亿元。

── 中国3D打印技术产业联盟秘书长罗军

 

3D打印与传统加工工艺是结合关系。

── 清华大学教授颜永年

 

3D打印是提升我国创新能力,实现从中国制造走向中国创造的重要途径。

── 华中科技大学教授史玉升

 

3D打印将无处不在,并让每个人都能够成为创客。

── 3D Systems公司总裁Avi Reichental

 

广泛的各个行业都受到3D打印的影响,不仅是传统的航空、汽车、医疗等行业,同时也包括珠宝、时装、食品等,还有纺织业,以及生物医疗,比如打印人类的身体组织。

──世界著名3D打印咨询机构Wohlers主席Terry Wohlers


​前言

​    《诗经•小雅•鹤鸣》有云:“它山之石,可以攻玉”。本书取名《3D打印:三维智能数字化创造》,灵感源自于笔者发表在《光明日报》上的一篇3D打印综述文章的标题《3D打印:智能数字化》。其实笔者最初提交的是一个又长又绕口的题目,非常感谢《光明日报》的编辑以金刚钻般的犀利进行了打磨,使3D打印的本质顿时“彰明较著”,也让我那篇文章的条理和纹路立刻清晰了许多!所以本书也受此启发,起了一个相似的名字。

相信大多数读者在拿起这本书的时候,对3D打印或多或少已有耳闻。确实,自从《经济学人》、《福布斯》、《纽约时报》等欧美主流媒体声称3D打印将引发第三次工业革命开始,全世界各类媒体都对3D打印做了大量的跟踪报道。那么,为什么欧美这么看好3D打印?3D打印又为什么会引发一场新工业革命?3D打印不是30年前就有了吗?那时只是一种快速成型工具而已,难道一种“新瓶装旧酒”的工具就会引发一场全球范围内的工业变革?这场变革与我们中国的制造业会有关联吗?此外,媒体上经常报道国外“创客”通过3D打印机造出了创意新奇的作品,可当我们也深受鼓舞买回一台,却会发现3D打印远没有2D打印轻松,其中最头疼的事情莫过于要设计和处理所谓的3D数字化模型了。那么,3D数字化和3D打印到底是什么关系?我们又该如何轻松应对呢?

以上这些最基本的问题,实际上已经引出了多个主题,归纳一下:有3D打印、3D智能数字化、创客、中国智造、全球第三次工业革命这5个关键词,而且都互有关联。忽略掉其中任何一个,都无法完整地回答读者的上述诸多问题。这是摆在本书面前的一个艰巨的任务。倘若选择性忽略,只讨论其中的某一个或几个方面,则3D打印机与一般人眼中的2D打印机或一台普通机床又有什么差别呢?3D打印无须模具就可加工任意复杂的中空形状,用户也无须掌握各种复杂的制造工艺和加工技能,这样大幅降低了制造业的技术门槛。3D打印的巨大威力虽然源于技术,但其产生的重要影响力却又远超于此。

依我看来,欧美现在之所以看好3D打印,主要是希望将制造业回流到欧美,而不是继续转移到中国和印度。2007年爆发的全球金融危机,根源在于美国重视房地产、金融、消费等第三产业的发展而将大量的制造业外包给了其他国家,导致自身产业空心化问题日益严重。3D打印这种快速成型制造技术最近几年的突然火爆,有一个重要原因和转折点,那就是2008年创客们发布了第一款完全开源的个人3D打印机RepRap,并把机械设计图纸、电路图纸、智能控制代码无偿放到了网上供人免费下载。几年下来,原本极其昂贵(几十万元起价)的3D打印机降到现在几千元即可买到,变得大众化,由此掀起了“个人智造”、“家庭智造”、“网络社区智造”的热潮。欧美正是希望借创客运动和“全民智造”的东风,激发国民的创造精神,上下齐心来实现这次战略大转移。2014年1月,3D打印的激光金属烧结技术也将因专利到期而开源,这将为3D打印的发展注入更大活力。

与 此同时,我国政府也非常渴望将原本处于产业链低端的“中国制造”转型为“中国智造”,从加工组装环节升级到上游的设计研发环节。“中国智造”的核心在于智 能化和数字化(简称“智能数字化”),不仅要建立数字化工厂提高各种设计制造工艺的精度和效率,同时要使生产系统向着具有感知、决策、执行能力的智能化系 统发展,以做大做强“高端制造”。“中国智造”在3D打印产业上的竞争力可以通过发展3D智能数字化来提升。实际上,“当今世界是平的”,在经济全球化的背景下,中国制造业的深度发展离不开全球市场化布局。因此,“中国制造”向“中国智造”转型升级历程,实际上也是共同推动和实现“全球第三次工业革命”的过程,并将在其中扮演越来越重要的角色。

具体来说,第三次工业革命是以智能数字化制造及新型材料应用为代表的一个崭新的时代,具体特点可描述为:智能数字化、分布式网络化、个性定制化、绿色可持续化,典型特征为“智能数字化”。3D打印、智能数字化、新材料以及机器人技术的发展,将极大地改变制造业原有的投入模式,使得依靠较少的自然资源和人力资源投入,就能取得良好的经济效益,并将远离产品千篇一律的大规模制造模式,向更具个性化的定制规模发展。

以上就是全书的基本思路和逻辑线索。下面,具体介绍一下本书的主要内容。

本书首先从产业经济的宏观视角对3D打印的发展现状和未来进行了详尽的讨论。为了能使读者对3D打印、3D智能数字化、创客、中国智造、全球第三次工业革命之间的内在紧密关联有比较深入的理解,我们对这五者的相互作用和关系进行剖析。

3D打印将虚拟的智能数字化技术与实实在在的工业产品桥接在一起,跨越了虚拟的比特世界和实体的原子世界之间的鸿沟。为了让读者对3D打印有透彻的了解,我们从专业技术的角度对3D打印的原理结构、成型工艺和实际操作进行了详细介绍,包括对10多种典型的成型工艺进行优劣分析和比较,乃至手把手地、从无到有地组装一台3D打印机,以便让大家看得清清楚楚、明明白白。本书对每一个操作步骤都进行了图文并茂的详细描述,包括实际运作一家3D照相馆的所有技术细节。

3D智能数字化是3D打印的“孪生兄弟”,通过利用计算机来智能化地设计或获取一个3D数字化模型,以便输出到3D打印机。这是本书要讨论的重点所在:为了让用户“所想即所得”地进行数字化创造,计算机需要知道如何更好地生成形状,即能够智能地理解用户的意图。

我们可以使用智能数字化设计软件,从无到有地设计3D数 字化产品。最普通的方法是采用传统的建模工具进行实体建模和曲面建模。而手工建模是一件比较烦琐、费时的工作,研究人员于是推出了参数化建模、直接建模工 具来减轻设计负担。更加智能化的是编程式设计,计算机把形状的设计过程描述成一系列有特定顺序的操作步骤,有点像按照食谱而不是最终的外观来制作蛋糕。编 程式智能设计可以轻易地在这个蛋糕上绘制几百万个规则的精美图案,而这对于手工设计来说犹如噩梦。

为 了生成更加丰富多变的个性图案,还可采用复杂的生长式智能系统,即所谓的过程建模。智能化达到一定层次后,更可让设计的形状根据未知环境实时调整,适应各 种物理和美学约束条件。比如,基于算法的智能设计软件能够根据物理环境(如在月球上)调整建筑结构的空间形状,以此来动态获得一个最优的设计形状,从而使 建筑结构更加稳定。

当然,并非人人都有能力自己设计3D形状,因此3D智能数字化的另外一种方法就是3D扫描(俗称3D照相),基于计算机视觉、计算机图形学、模式识别与智能系统、光机电一体化控制等技术对现实存在的3D物 体进行扫描采集,以获得逼真的数字化重建。在获得数字化模型之后,通常还需要进行个性化编辑定制。特别是对于“大批量定制”,如为一万名用户打印定制个性 化的眼镜、服装、帽子、鞋子,则需应用智能化数字技术,如采用视觉计算方法,利用摄像头自动采集、分析提取每位用户的体貌个性特征,进行匹配和定位,并自 动根据视觉美感进行形状设计、颜色肤色搭配等,可极大地缩减定制周期。

以开办一家3D照相馆为例,这是3D智能数字化的典型案例。首先需要对人体进行3D扫描或根据多视角照片进行立体重建,然后利用数字几何处理的方法对缺失和噪声数据进行修补,并拼接得到一个完整的3D模型。其中头发的快速修复就是一个值得研究的课题,涉及视觉计算技术。此外,用户很可能还希望对3D人体形状或表情进行美化、编辑、修改、迁移等,这涉及图形图像、模式识别、机器学习等多个领域。在输出打印前,还涉及形状的自平衡处理、形状分析以提高表现力、大尺寸形状的自动分块、形状优化生成轻质结构以节省耗材、利用增强现实预览融入环境的效果等。

当3D数字化模型变得跟目前的MP3歌曲一样普及甚至泛滥时,又会遇到如何快速检索的难题。不像MP3那样可以通过歌名与歌手名这些结构化的文本信息来定位,3D模型的检索要复杂得多,涉及非结构化数据的特征提取、相似度度量以及分类算法的设计。更让人头疼的是,在这个大数据时代,我们将被信息的海洋淹没而变得迷失,以至于都不知道每天应该挑选哪些3D模型打印出来。这时,通过对大数据的挖掘,个性化推荐系统可以对你的个性偏好进行分析,把你可能会感兴趣的3D模型推荐给你。其中,深度学习这种模拟人类大脑进行智能分析学习的方法,将获得越来越广泛的应用。

通过智能感知设备,3D打印机还可控制制造的行为,对打印的过程进行实时监控,然后根据反馈信息随时做出调整。也就是说,这台3D打印机具有学习和控制的能力。将来,通过把人工智能从计算机拓展到现实世界,还可打印具备感知和学习能力的智能物品。此时,3D打印机就是新一代智能机器人,它们能设计、制造、修理、回收其他机器,甚至能够改进和升级机器自身,达到“机器制造机器”的新境界。

可以说,3D智能数字化技术是3D打印实现“规模定制”的基础和关键所在。因此,本书详细讨论了上面提到的各种3D智能数字化理论及其实现方法(如MVS、SVM、AAM、AdaBoost、粒子滤波、Mean Shift、Visual Hull、深度学习),涉及3D计算机图形学、计算机视觉、模式识别、机器学习。我们面向3D打印和3D数字化行业人士,将这些非常专业化的智能算法理论以通俗易懂的方式娓娓道来,这也是本书的一大特色。

“创客”不仅创造了个人3D打印机,同时也是第三次工业革命的启蒙者。这是任何一本3D打印书籍都绕不开的话题,因此,我们详细介绍了创客,并专门开设一章介绍四轴飞行器的DIY制作,以实例的方式讲解创客们喜爱做的东西,将3D打印、智能数字化技术这些先进的工具融入到创客实践当中。

综上,本书是一本以最新视角阐述新工业经济发展趋势、详细讲解3D打印与3D智能数字化技术原理方法、手把手实战型教学的综合类技术书籍,因此无论对于国内还是国外的广大3D打印爱好者、学术圈、工业界、政府产业经济决策层均具有重要的参考价值。

另外,本书提供丰富的网络资源下载,其中的内容包括:Ultimaker原理图纸、3D模型头发修复视频教程、四轴飞行器完整资料。如有需要,读者可在(博文视点官网)和(作者主页)下载。

凭 一己之力是无法完成本书的,在此要衷心感谢多年来一直关心和支持我的师长、朋友、同事和学生。本书在写作过程中得到了汪凌峰博士、王颖博士、刘利刚教授、 吴毅红研究员、邓小明副研究员、汪国平教授、唐俊副教授、王俊、王润元、张华、隋伟、赵松、沙金正、李成华、吴挺的帮助和支持。此外,参与编写工作的还有 李青、王博洋、刘庆芳、刘孟起、吴炳根、丁根秀、文桂绣、魏淑芹、张云铎、国霁、曾杨圆、彭锋、文雨虹、殷海东。感谢电子工业出版社各位老师的辛勤工作, 最后特别感谢永远关爱着我的家人。

本书的编写工作得到了国家自然科学基金(No. 61272049)、北京市自然科学基金(No. 4132075)的资助。

由于作者水平有限,书中难免存在纰漏,欢迎广大读者批评指正。在阅读过程中,如果发现问题,请发送E-Mail电子邮件告知,以便今后再版时加以修正。

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