本书全面系统地介绍了增材制造技术的原理与方法，包括增材制造技术概述、增材制造技术的核心元器件、激光选区烧结、激光选区熔化、光固化成形、熔融沉积成形、三维印刷成形、电子束选区熔化、激光近净成形、电弧熔丝增材制造等技术，以及这些技术的应用案例。本书具有系统性、全面性、普遍性和新颖性，图文并茂，既有理论研究，也有实际应用，是一本对增材制造技术的研究和应用极具实用价值的参考书。

史玉升，曾任华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室副主任，华中科技大学材料学院副院长、党委书记，中央军委国防科技创新特区主题专家组首席科学家等；现任全国增材制造标准化技术委员会专用材料工作组副主任委员、中国航天科技集团有限公司增材制造工艺技术中心专家委员会主任、数字化材料加工技术与装备国家地方联合工程实验室(湖北)主任、中国机械工程学会增材制造分会和特种加工分会副主任委员、湖北省3D打印联盟理事长等职务。获国家科学技术进步奖二等奖2项、国家技术发明奖二等奖1项、中国十大科技进展1项、中国智能制造十大科技进展1项、各类省部级奖一等奖9项。荣获发明创业奖人物奖特等奖暨当代发明家、十佳全国优秀科技工作者提名奖、国务院政府特殊津贴、武汉市科技重大贡献奖个人奖、湖北省五一劳动奖章等称号。领导的团队入选湖北省和教育部创新团队。

第1章 增材制造技术概述
1.1 增材制造技术的基本概念
1.2 增材制造技术产生的背景
1.3 增材制造技术的发展
1.3.1 增材制造技术在国外的发展概况
1.3.2 增材制造技术在中国的发展概况
1.4 增材制造技术的特点
1.5 增材制造与制造业提升
1.5.1 增材制造技术提供制造业创新原动力
1.5.2 增材制造技术提升制造业工艺能力
1.5.3 增材制造技术实现制造业绿色可持续发展
1.5.4 增材制造技术催生新的制造模式
1.6 增材制造与制造业创新
1.6.1 增材制造先进材料
1.6.2 增材制造先进结构
1.6.3 增材制造智能构件
参考文献
第2章 增材制造技术的核心元器件
2.1 激光器系统
2.1.1 激光的基本物理原理
2.1.2 CO2激光器
2.1.3 固体激光器
2.2 振镜式激光扫描系统
2.2.1 振镜式激光扫描系统基本理论
2.2.2 振镜式激光扫描系统的数学模型
2.2.3 振镜式激光扫描系统设计与误差校正
2.3 熔覆喷头
2.3.1 熔覆喷头光料传输耦合原理
2.3.2 熔覆喷头的结构
2.3.3 熔覆喷头控制技术
2.4 微滴喷射系统
2.4.1 微喷嘴流道结构设计
2.4.2 微喷嘴制造技术
2.4.3 微滴喷射系统应用实例
参考文献
第3章 激光选区烧结
3.1 激光选区烧结原理
3.1.1 激光选区烧结成形原理
3.1.2 激光烧结机制
3.2 激光选区烧结装备
3.3 激光选区烧结材料及其成形工艺
3.3.1 结晶态高分子材料及其成形工艺
3.3.2 非晶态高分子材料及其成形工艺
3.3.3 覆膜砂及其成形工艺
3.3.4 陶瓷基粉末材料及其成形工艺
3.4 激光选区烧结应用实例
参考文献
第4章 激光选区熔化
4.1 激光选区熔化原理
4.2 激光选区熔化装备
4.3 激光选区熔化材料及其成形工艺
4.3.1 模具钢材料及其成形工艺
4.3.2 钛合金材料及其成形工艺
4.3.3 铝合金材料及其成形工艺
4.3.4 镍合金材料及其成形工艺
4.3.5 金属基复合材料及其成形工艺
4.4 激光选区熔化应用实例
参考文献
第5章 光固化成形
第6章 熔融沉积成形
第7章 三维印刷成形
第8章 激光近净成形
第9章 电子束选区熔化
第10章 电弧熔丝增材制造
第11章 电子束熔丝增材制造数值模拟
第12章 增材制造数据处理及工艺规划软件
第13章 增材制造中的光学三维测量技术
第14章 4D打印技术

增材制造是一项集机
械、材料、计算机、控制
、光电、信息等学科于一
体的数字化、智能化制造
技术，包括3D打印（三
维几何空间：x＋y＋z）
、4D打印（3D打印＋时
空）、5D打印（4D打印
＋生命）、6D打印（5D
打印＋意识）等。其中：
3D打印可成形任意复杂
形状的结构／功能构件；
4D打印可成形可控的智
能构件；5D打印可成形
可控的生命器官；6D打
印可成形可控的智慧物体
。
增材制造技术的优势
在于突破了传统制造技术
在材料、尺度、结构、功
能、智能、生命、智慧等
方面的复杂性，必将对各
行各业带来深远的影响。
从理论上来说，增材制造
技术可成形任何材料、可
成形任何物体、可应用于
任何领域。相对于传统制
造技术，增材制造技术对
制造业创新的意义主要体
现在：提供创新的原动力
，提升工艺能力，实现绿
色可持续发展，催生新的
制造模式，创造智能构件
、生命器官和智慧物体等
。
增材制造技术通过逐
层堆积的方式将粉材、丝
材、液材和片材等各种形
态的材料成形为三维实体
，其发展虽然只有30余年
，但其在复杂结构／功能
构件的快速制造、个性化
定制等方面已显示出了明
显优势，因而受到了各国
、各行各业的高度重视。
但是，该技术发展并不成
熟。新工艺、新材料、新
装备不断涌现，为了更深
入地研究增材制造技术并
将其推广应用，培养这方
面的科技人才，华中科技
大学组织了一批国内长期
从事增材制造技术研究和
教学的科研人员，综合国
内外相关研究成果，撰写
了本书。在撰写过程中，
兼顾了不同知识背景读者
的要求，既保证内容新颖
、反映最新研究成果，又
有理论知识探讨和应用实
例。因此，本书既适用于
不同领域的工程技术人员
阅读，也可作为相关专业
师生的参考书。
全书分为14章。第1章
为概述，简述增材制造技
术的概念、产生背景、发
展历程、技术特点、工艺
和材料种类及发展趋势；
第2章介绍了增材制造技
术的核心元器件，主要包
括激光器、振镜式激光扫
描系统、熔覆喷头和微喷
嘴等关键元器件；第3～
10章介绍了目前得到应用
的主流增材制造技术，主
要包括激光选区烧结
（SLS）、激光选区熔化
（SLM）、光固化成形（
SLA）、熔融沉积成形（
FDM）、三维印刷成形（
3DP）、激光近净成形（
LENS）、电子束选区熔
化（EBM）、电弧熔丝增
材制造（WAAM）；第11
章介绍了电子束熔丝增材
制造数值模拟技术；第12
章介绍了增材制造的数据
处理与工艺规划软件；第
13章介绍了增材制造中的
光学三维测量技术；第14
章介绍了智能构件增材制
造的4D打印技术。
本书由华中科技大学
史玉升牵头编写。具体分
工如下：前言和第1章由
华中科技大学史玉升编写
；第2章由华中科技大学
文世峰、张鸿海和肖峻峰
，厦门理工学院谢丹和舒
霞云，苏州大学石世宏编
写；第3章由华中科技大
学闫春泽和李昭青编写；
第4章由华中科技大学魏
青松和朱文志，中国地质
大学周燕编写；第5章由
西安交通大学李涤尘和连
芩编写；第6章和第7章由
南京师范大学杨继全和李
宗安编写；第8章由西北
工业大学林鑫和于君编写
；第9章由清华大学林峰
编写；第10章由华中科技
大学余圣甫和汤铭锴编写
；第11章由华中科技大学
庞盛永编写；第12章由华
中科技大学张李超编写；
第13章由华中科技大学李
中伟和钟凯编写；第14章
由华中科技大学史玉升和
宋波编写。另外，在本书
的撰写过程中，华中科技
大学博士后陈辉、蔡超、
李伟，研究生胡仁志、滕
庆、张楠、张金良、田健
、党明珠、伍宏志、刘主
峰、卓琳蓉、汤桂平等参
与了编写工作。
由于本书涉及多学科
交叉的前沿新技术，书中
难免有疏漏之处，恳请广
大读者批评指正！
史玉升
2021年11月