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出版者:机械工业

作者:谢忠佑

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2007-10

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787111223726

丛书系列:

图书标签:

• SolidWorks
• 机械设计
• CAD
• 教程
• 实例
• 入门
• 完全自学
• 工程制图
• 三维建模
• 数字化设计

《创客的3D打印设计与实践：从概念到实物》 图书简介 在当今快速迭代的创新时代，将数字创意转化为物理实体的能力，正成为工程师、设计师乃至普通创客必备的核心技能。本书《创客的3D打印设计与实践：从概念到实物》，正是为满足这一需求而精心打造的一本全面、实用的指南。它旨在带领读者跨越软件操作的表象，深入理解3D打印背后的设计逻辑、材料科学和制造流程，使读者能够真正掌握“所想即所得”的实现路径。 本书聚焦于3D打印技术，而非特定的CAD建模软件，其核心价值在于构建一套完整的、以项目驱动的制造思维体系。 第一部分：3D打印基础与设计思维的重塑（超越“画图”） 本部分将系统性地介绍当前主流的增材制造技术（如FDM、SLA、SLS）的工作原理、优缺点及其适用场景。我们不探讨如何点击某个菜单按钮，而是深入分析不同技术对几何结构、壁厚、支撑需求和精度要求的内在影响。 设计为制造（DFM）的3D打印视角： 传统制造思维强调减材，而3D打印要求从“加法”的角度重新审视结构强度、内部填充（Infill）策略与外形约束。我们将详细解析如何设计出既满足功能需求，又能完美适配打印机物理限制的零件。例如，如何优化倒角（Fillet）与圆角（Chamfer）以避免打印失败，如何布局开口与通风孔以应对收缩和翘曲。 材料科学入门： 介绍热塑性塑料（PLA, ABS, PETG, Nylon）和树脂材料的基本性能指标（拉伸强度、柔韧性、耐温性）。重点讲解如何根据零件的使用环境（室内、户外、受力件）选择合适的材料，并提供一份详尽的材料性能对比图表。 第二部分：高效能三维建模策略（侧重结构化、参数化思维） 本部分的核心在于培养用户建立高效、可修改的模型架构，而非拘泥于单一的建模步骤。我们将采用一种基于约束和特征的建模方法，强调模型的逻辑性和可追溯性。 自顶向下与自底向上设计整合： 讲解如何为复杂系统建立顶层装配框架（Top-Down Assembly），确保所有子部件之间的配合关系清晰。同时，探讨如何通过标准的、可参数化的基准特征（如孔、槽、圆柱）快速搭建基础模块（Bottom-Up）。 复杂曲面与拓扑优化初探： 对于需要轻量化或特定空气动力学表现的零件，本书将介绍如何使用曲线和曲面工具建立平滑过渡的几何体，并引导读者理解拓扑优化设计软件的基本输出逻辑，及其转化为可打印STL文件的关键步骤。 公差与配合设计： 深入讲解不同打印技术带来的尺寸精度偏差。设计实用的配合方案，如滑动配合、过盈配合和间隙配合，并提供针对FDM和SLA技术的具体间隙补偿参考值，确保装配的成功率。 第三部分：切片与后处理的优化艺术（从数据到成品的核心环节） 许多设计失败的案例并非出在建模阶段，而是源于对切片软件（Slicer）参数的误解。本部分将深度剖析切片软件中的关键变量及其对最终物理性能的影响。 打印路径的精细控制： 详细解析层高（Layer Height）、线宽（Line Width）、打印速度对表面质量和机械强度的影响曲线。探讨如何通过调整填充密度和填充图案（如立方体、蜂窝、直线）来控制零件的各向异性强度。 支撑结构的高级应用： 不仅仅是生成支撑，而是“设计”支撑。讲解如何利用树状支撑、悬空角度阈值、支撑密度与接触面积的权衡，实现易于移除且不损伤零件表面的最佳支撑策略。 后处理的价值最大化： 涵盖树脂件的光固化（Curing）时间对材料最终硬度的影响，以及热塑性零件的退火（Annealing）工艺，用以消除内部应力、提高耐温性。 第四部分：实战项目——从构想到迭代 本书的最后部分通过一系列跨越不同领域的实际项目案例，检验和巩固前面所学的知识。这些案例涵盖了机械结构件、电子产品外壳、定制夹具和功能性原型。 项目一：定制化工具与夹具设计： 专注于快速原型制造，如何为特定的工作流程设计高效率、低成本的辅助工具。 项目二：集成式电子设备外壳： 重点解决散热、电磁屏蔽（通过导电材料或结构设计实现）以及电池仓的卡扣设计。 项目三：运动部件与传动系统： 设计齿轮、轴承座和联轴器，探讨如何通过材料选择和几何优化来应对动态负载。 目标读者： 本书适合已经掌握了基础CAD软件操作，但希望深入了解如何利用3D打印技术实现高品质、高可靠性物理原型的工程师、产品设计师、机械爱好者（Maker）、以及从事快速原型制造的技术人员。它提供的是“为什么”和“如何做”，而非简单的“在哪里点”。通过本书的学习，读者将能够自信地将任何复杂的数字模型，转化为稳定、可靠的物理实体。

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说实话，我买过好几本号称“零基础入门”的CAD/CAE书籍，但大多在进入高级功能时就显得力不从心，或者干脆就是把官方帮助文档的文字搬了过来，枯燥乏味。然而，《SolidWorks完全实例教程》在这方面做得极其出色，它成功地搭建了一座理论知识与工程应用之间的坚实桥梁。我特别欣赏作者在处理“装配体管理”和“工程图输出”这两个关键环节时的深度。在装配部分，它不仅仅演示了如何拖拽零部件，而是详细剖析了如何运用“配合”的类型（比如齿轮配合、导轨配合）来模拟真实世界的运动和约束，这对于理解机构设计至关重要。更妙的是，书中的案例都是围绕实际工程问题展开的，比如如何优化一个现有产品的结构以减轻重量，或者如何设置不同的工程图视图来满足不同车间的制造需求，并且对标注规范的讲解非常到位，几乎可以作为我未来出图的标准参考。当我把书中演示的那个复杂的四连杆机构模型搭建起来并成功进行运动仿真时，那种成就感是无与伦比的，这让我坚信，这本书的作者绝对是一位经验丰富的工程师，而不是一个单纯的软件操作员。

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这本书的排版和视觉呈现也极大地提升了我的学习体验，这在技术书籍中往往是被忽视的细节。清晰、高分辨率的屏幕截图是基础，但更重要的是作者在截图和文字描述之间建立的无缝衔接。你会发现，讲解一段复杂的特征创建过程时，图片会精确地框选出需要点击的菜单、下拉列表和输入框，并配以简短精炼的文字说明，完全避免了阅读时需要在文字和图片之间反复来回寻找焦点的困扰。这种高度的视觉组织能力，极大地加快了我的学习速度，特别是对于图形化操作为主的SolidWorks而言，直观性至关重要。比如，在讲解“扫掠”和“混成”等复杂命令时，作者不仅展示了最终结果，还配上了不同阶段的截面图，这对于理解截面轮廓与路径的关系至关重要。总而言之，这本教程的设计者显然对读者的学习曲线有着深刻的洞察力，他们提供了一个既详实又易于消化的学习路径，让枯燥的软件学习过程变得像是在跟随一位经验丰富的导师进行一对一指导。

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这本书，天哪，我刚翻开《SolidWorks完全实例教程》，就有一种被带入了实战的震撼感。它的结构安排简直是教科书级别的典范，每一个章节的逻辑递进都像设计师在精心打磨一个复杂的装配体。我原本以为这种“实例教程”无非就是把软件操作步骤罗列出来，但这本书完全不是那样。它从最基础的草图绘制、特征创建开始，就融入了大量的工程思维。比如，在讲解零件建模时，作者没有停留在“画个圆拉伸”这种初级阶段，而是深入探讨了如何选择最优的基准面、如何利用构造几何体简化复杂造型，甚至还讨论了在不同行业背景下（比如模具设计与机械结构设计）对模型设计意图的权衡。书中对于复杂曲面模块的讲解尤其精彩，那部分内容绝对是许多其他教程避之不及的“硬骨头”，但这本书用非常清晰的视觉引导和详尽的步骤拆解，让我这个初学者也能摸到曲面造型的门道。特别是当你完成书中的某个综合案例——比如一个精密的齿轮箱外壳时，你会深刻体会到，这不仅仅是学会了软件的按钮在哪里，而是真正理解了如何用三维软件去“思考”一个产品从概念到数字模型的全过程。这种由浅入深、注重原理和实践相结合的编写方式，使得这本书的价值远超一般的操作手册。

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这本书的配套资源和内容组织方式，简直是为自学者量身打造的贴心设计。我很少看到一本技术书籍能把“理论讲解”、“操作步骤”和“常见错误解析”组织得如此紧密而有序。在每一个关键节点，比如参数化修改或公式驱动的应用时，作者都会预先设置一个“陷阱”——也就是一个新手很容易犯错的地方，然后用一个专门的侧边栏或者小提示来提醒读者，并给出正确的解决方法。这种防患于未然的写作风格，极大地减少了我调试模型时浪费的时间和挫败感。例如，在讲解如何使用“方程式”来控制多个特征的尺寸联动时，书中清晰地展示了如果变量命名不规范会导致系统报错的后果，并提供了规范化的模板。此外，书中对特定环境的设置，比如如何定制化SolidWorks的用户界面以适应更高效的工作流程，也做了详尽的描述，这使得我的软件使用效率在读完相关章节后立刻提升了一个档次。这种对用户体验的细致关怀，让这本书在众多工具书中脱颖而出，它不仅仅在教你“做什么”，更在教你“怎么高效地做”。

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与其他市面上那些重理论轻实践，或者反过来只教按键的教程相比，《SolidWorks完全实例教程》的宏大叙事感令人印象深刻。它不是零散的技巧集合，而是一套完整的、从三维建模到二维出图再到基础仿真分析的完整工作流手册。我特别欣赏它在高级模块中引入的“设计意图与可追溯性”的理念。作者反复强调，一个优秀的三维模型，其特征历史树应该清晰地反映出设计师的原始意图，并且易于后续的修改。书中对“父子关系”和“参考几何”的讲解，简直是大师级的点拨，它教会了我如何构建一个“健壮”的模型，一个在未来面对客户频繁需求变更时不会轻易崩溃的模型。当我尝试去修改书中一个复杂模型中的某个基础尺寸时，发现整个模型结构都能平滑地适应变化，这完全得益于书中早期对这些高级概念的铺垫和强调。这种前瞻性的教学设计，让这本书的价值不仅停留在当前版本的软件操作，更是培养了读者一种面向未来、面向工程维护的结构化建模思维。

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