3D打印 三维智能数字化创造 全彩PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

3D打印 三维智能数字化创造 全彩PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 3D打印与“全球第三次工业革命”1

1.1 3D打印：体验造物奇迹1

1.2全球第三次工业革命的导火索10

1.2.1从“第一次工业革命”到“第三次工业革命”10

1.2.2 3D打印的显著优势11

1.2.3 3D打印的应用现状13

1.3对3D打印的质疑15

1.3.1来自传统制造业大佬的质疑：不看好3D打印15

1.3.2关于“3D打印技术的可实现性”释疑16

1.3.3关于“3D打印技术的经济性”释疑17

1.3.4关于“3D打印产业的成长性”释疑18

1.4 3D智能数字化与3D打印：用“虚拟”再造“现实”19

1.4.1 3D智能数字化设计技术的发展现状19

1.4.2智能数字化扫描技术的发展现状20

1.4.3智能云网：云端智能服务和云制造21

1.4.4 3D打印技术的发展现状22

1.5创客DIY：新工业革命的启蒙运动24

1.5.1以小博大：创客挑战巨头公司25

1.5.2聚沙成塔：改变工业社会的组成结构26

1.6“中国制造”向“中国智造”转变的机遇27

1.6.1“中国制造”需转型升级27

1.6.2来自“德国制造”的启示28

1.6.3“中国智造”的发展机遇29

第2章 3D打印机的原理与种类35

2.1 3D打印时间简史——源自186035

2.2 3D打印机的工作原理和家族38

2.2.1 3D打印机的工作原理与流程39

2.2.2 FDM：熔融沉积成型（FFF：熔丝制造）40

2.2.3 3DP：三维打印黏结成型（喷墨沉积）41

2.2.4 SLS：选择性激光烧结42

2.2.5 SLA：光固化立体成型（立体光刻）43

2.2.6 PolyJet：多头喷射技术44

2.2.7 DLP：数字光处理45

2.2.8 LOM：分层实体制造46

2.3塑料还是石膏？3D打印机的各种耗材47

2.4金属3D打印技术大盘点53

2.4.1 SLS、SLM和DMLS技术54

2.4.2 LCF：激光熔覆成型56

2.4.3 LENS/LNSF：激光近净成型57

2.4.4 EBM：电子束熔炼58

2.4.5 EBDM：电子束直接制造59

2.4.6金属3D打印技术小结59

2.5两大阵营：工业级打印机与桌面级打印机60

2.5.1工业级打印机：两个巨头的主战场60

2.5.2桌面级打印机：创客们的多样世界66

2.6 3D打印与传统手办模型制作70

2.7 3D打印机购买指南71

第3章 剖析3D打印机：轮子是怎样发明的74

3.1 RepRap：开源3D打印机的鼻祖和奠基石74

3.2 MakerBot与Ultimaker：桌面双雄75

3.3 Ultimaker组装实战77

3.3.1 Ultimaker新到货开箱照78

3.3.2搭建框架78

3.3.3 X/Y/Z轴电机82

3.3.4 X/Y轴承84

3.3.5挤出头87

3.3.6 Z轴载物平台92

3.3.7送料机96

3.3.8 Ultimaker的大脑：电路板98

3.3.9大功告成：一台完整的打印机102

3.3.10 Gcode与前台软件Cura使用指南104

3.3.11 Ultimaker打印成果实例109

3.4 MakerBot Replicator 2与MakerWare打印实战110

3.4.1 MakerWare进行切片和打印111

3.4.2 ReplicatorG控制前台的设置：双喷头打印双色模型116

3.4.3 MakerBot Replicator 2打印成果实例119

3.5用辅助盘（Helper Disks）解决翘边问题120

3.6 3D打印疑问与故障排解小贴士123

3.6.1模型的水密性（Watertight）123

3.6.2模型必须为流形（Manifold）123

3.6.3 切片（Slice）与横切面124

3.6.4层厚度（LayerThickness）125

3.6.5支撑材料（Support Material）125

3.6.6如何开始打印125

3.6.7如何调平打印平台（粗调和精调）125

3.6.8如何更换耗材（上料、退料）126

3.6.9我装不了塑料丝126

3.6.10我取不出塑料丝导管126

3.6.11为什么我的送料机挖坑，但就是不吐丝127

3.6.12喷头堵塞，如何处理127

3.6.13挤出的料无法粘牢打印平台127

3.6.14打印出的东西粘不牢平台127

3.6.15喷头位置偏移，挤出头坐标异常127

3.6.16为什么打印的圆是椭圆128

3.6.17电机不转，像得了帕金森症抖个不停128

3.6.18如何让模型表面更光滑128

3.6.19我的打印机需要日常维护吗128

3.6.20异常情况如何中断打印129

3.6.21如何将金属零件放入我的3D塑料模型中129

3.6.22用CNCSimulator进行打印模拟和打印预览129

3.6.23打印失败后是什么样子129

第4章 3D智能数字化：3D打印的孪生兄弟131

4.1不以规矩，不成方圆——STL数字标准文件解析131

4.2 3D智能数字化设计技术134

4.2.1“所想即所得”：3D设计的新境界134

4.2.2商业设计软件：3D设计的重型武器（Maya、UG）138

4.2.3杀鸡焉用牛刀：基于网页的设计软件（Tinkercad、3DTin）145

4.3 3D智能数字化扫描技术147

4.3.1光学三维扫描仪的原理和实例（激光、结构白光）150

4.3.2基于Kinect的3D扫描原理和设备（红外光斑、ToF）154

4.3.3 房地产行业的新应用：室内3D扫描建模160

4.4面向“批量定制”和“柔性制造”的智能数字化161

4.5智能云网：云端智能服务和云制造162

4.6大数据和深度学习：3D打印内容的挖掘与推荐164

4.6.1什么是大数据164

4.6.2大数据背景下的个性化推荐系统165

4.6.3深度学习：像人脑一样深层次地思考167

第5章 3D智能数字化与3D照相馆：科学与艺术的结合171

5.1那些年，我们一起追过的3D照相馆172

5.1.1细数国内外的3D照相馆172

5.1.2 3D照相馆的设备及成本173

5.1.3 3D照相馆赢利模式的探讨176

5.2 3D照相馆的核心技术：3D智能数字化177

5.3基于图像的3D人脸重建技术180

5.3.1基于单张照片的3D人脸重建及立体浮雕180

5.3.2基于多视角照片的3D人脸重建183

5.3.3人是种视觉动物：如何美化你的照片188

5.4 Skanect：使用Kinect实现3D扫描192

5.5头发修补：3D照相馆的头痛问题195

5.5.1使用3D-Coat/ZBrush软件手工修补发型195

5.5.2基于视觉计算自动修补发型200

5.5.3 Geomagic Studio：更通用的任意形状修补202

5.6 3D人脸表情形变与编辑209

5.7直接全彩打印，还是单色打印再上色212

5.8 3D打印数字化设计技巧214

5.8.1 3DS Max建模用于3D打印214

5.8.2 Netfabb/Magics：修正你的STL打印文件218

5.8.3使用AccuTrans 3D转换3D文件格式221

第6章 视觉计算：构建3D打印的杀手级应用222

6.1视觉计算：计算机视觉与计算机图形学的融合222

6.2 3D打印“批量定制”的智能实现224

6.2.1个性特征的描述与检测224

6.2.2个性特征的定位与匹配229

6.2.3个性化形状的编辑与合成234

6.3立体视觉重建：将照片转成3D数字模型238

6.3.1摄像机定标239

6.3.2基于立体视觉、SFM和Visual Hull的三维重建245

6.4众里寻她千百度——海量3D模型的检索248

6.4.1线性分类与感知机模型249

6.4.2支持向量机SVM251

6.4.3基于内容的3D模型检索254

6.5形状拆解：大尺寸物件的自动分块打印257

6.6形状分析：优化桌面3D打印机打印精度的表现力259

6.7形状平衡：如何确保3D物件站立稳当261

6.8形状优化：生成坚固的内部轻质结构使得耗材最省263

6.9基于笔画的3D建模：让新手和孩子轻松设计形状267

6.9.1 Doodle3D：3D设计就像涂鸦一样简单267

6.9.2 Teddy/FiberMesh：更精准的3D笔画建模268

6.9.3 3-Sweep技术：轻松让照片中的2D物体变3D模型270

6.9.4“神笔马良”3Doodler：用笔直接画出3D线框实物271

6.10增强现实：在打印之前看到融入环境的真实效果273

6.11 OpenCV与OpenGL：视觉计算入门的两大利器274

6.11.1 OpenCV与AdaBoost人脸检测274

6.11.2 OpenGL与3D图形绘制280

第7章 创客：个人3D打印机的创造者284

7.1创客文化与开源DIY284

7.2五花八门的创客杰作：从玩具到高速跑车286

7.3寓教于乐：3D打印出你的个人数学博物馆290

7.4创客之开源硬件Arduino（阿德伟诺）294

7.4.1 Arduino简介294

7.4.2初窥Arduino295

7.4.3牛刀小试：叩开Arduino之门296

7.5创客之开源软件Android（安卓）298

7.5.1 Android概述298

7.5.2开发平台搭建299

7.5.3 Android之旅起航：Hello，Android！301

7.6靠创意去赚钱：漫谈Kickstarter、Quirky与Shapeways304

7.6.1 Kickstarter众筹：靠创意去筹资304

7.6.2 Quirky创意加工厂：把创意变成产品306

7.6.3 Shapeways在线打印：把个性化产品定制出来308

7.7创客中国：中国版乔布斯和比尔·盖茨的诞生地309

7.7.1国外创客为什么纷纷青睐中国309

7.7.2创客中国的背景优势309

7.7.3创客中国的市场细分定位310

第8章 创客实战：四轴飞行器312

8.1你准备好了吗：自己制作四轴飞行器312

8.2器件与3D打印313

8.2.1四轴飞行器DIY所需的器件汇总314

8.2.2四轴飞行器的遥控器和接收机315

8.2.3四轴飞行器的飞行控制板316

8.2.4四轴飞行器电调的选用317

8.2.5四轴飞行器的无刷电机和螺旋桨318

8.2.6四轴飞行器的电池和充电器319

8.2.7四轴飞行器的连接线选用320

8.2.8四轴飞行器机架的3D打印320

8.3三轴陀螺仪和加速度计的入门与调试321

8.4自制基于Arduino的飞控板324

8.4.1四轴飞行器的基本电控结构324

8.4.2飞行控制板的制作326

8.5遥控开始：Android手机的Wi-Fi通信328

8.6四轴飞行器的智能视觉跟踪330

8.6.1基于粒子滤波的目标跟踪算法331

8.6.2基于Mean Shift（均值漂移）的目标跟踪算法333

第9章 3D打印之不远的将来335

9.1 3D打印的未来：由创客们决定335

9.1.1几乎为零的设计和制造门槛336

9.1.2创客成就3D打印336

9.2手机应用FabApp、App Store与智能云网338

9.3不再仅仅是看着粗糙的FDM339

9.4生物医疗打印：越来越近的科幻340

9.5美食打印机：“吃货”的钱最好赚343

9.6绿色经济：变沙漠为光影城市345

9.7打印房屋：安得广厦千万间346

9.8混合材料制造：3D打印电路348

9.9枪支打印“让子弹飞”、版权与社会伦理351

9.9.1 3D打印引发社会公共安全的忧虑351

9.9.2版权保护的难题353

9.9.3社会伦理的思考及技术层面解决354

9.10 3D打印3D打印机自己：遗传与升级355

9.11 3D打印的经济模式：利基与长尾效应357

9.12“中国智造”推动“全球第三次工业革命”359

9.12.1新工业革命之“永不枯竭的绿色能源”360

9.12.2新工业革命之“3D打印新材料”361

9.12.3新工业革命之“先进制造及3D打印”361

9.12.4新工业革命之“3D智能数字化创造”362

第10章 道：数字智能的最优化及相关数学方法365

10.1最优化理论的基本常识366

10.1.1从凸集和凸函数开始说起367

10.1.2无约束优化与约束优化369

10.1.3线性规划与非线性规划及其对偶（Dual）形式370

10.1.4澄清混淆：二次规划、二次收敛、二阶收敛371

10.2最优化根基之单变量“一维搜索”372

10.2.1初始搜索区域的加步探索法（进退法）372

10.2.2黄金分割搜索法（Golden Section Search）373

10.2.3斐波那契（Fibonacci）搜索法374

10.2.4牛顿法、抛物线法375

10.2.5不精确线搜索的Armijo-Goldstein准则及Wolfe-Powell准则376

10.3多变量的无约束优化378

10.3.1最速下降法（Steepest Descent，梯度下降法Gradient Descent）378

10.3.2牛顿法（Newton）379

10.3.3拟牛顿法（Quasi-Newton）：DFP和BFGS方法380

10.3.4共轭方向法（Conjugate Direction）381

10.3.5共轭梯度法（Conjugate Gradient）382

10.3.6 Powell直接法383

10.4最优化根基之“信赖域”383

10.4.1 Levenberg-Marquardt（L-M）方法385

10.4.2详解L-M方法的求解过程与步骤385

10.5最小二乘问题的求解386

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）387

10.5.2非线性最小二乘问题（Gauss-Newton方法）388

10.6约束优化问题的求解388

10.6.1等式约束的拉格朗日乘子法（Lagrange Multiplier）389

10.6.2不等式约束的KKT（KT）条件389

10.6.3惩罚函数法（外点法、内点法）390

10.7最短路径与动态规划（Dynamic Programming）391

10.8“偶然中的必然”——概率与贝叶斯（Bayes）392

10.8.1先验概率、似然函数、后验概率、贝叶斯公式392

10.8.2朴素（Naive）贝叶斯分类393

10.8.3最大似然估计、最大后验概率估计、贝叶斯估计396

10.8.4贝叶斯学派与频率学派之争论398

参考文献400

后记403

作者简介405