激光沉积成形增材制造技术

本书为3D打印前沿技术丛书的后续图书，本书由中国科学院沈阳自动化研究所赵吉宾主任牵头撰写，基于作者团队近20年的研究成果，主要对激光熔化沉积技术的工艺、形性调控、软件及装备等相关内容进行研究和论述。主要包括激光沉积组织凝固理论基础、主要工艺及核心设备、专用软件系统、工艺开发及优化方法、过程仿真、过程检测、精度和质量控制方法及无损检测等内容。对丛书增材制造的工程技术人员有一定的帮助。

本书基于作者近20年的研究成果，主要对激光熔化沉积技术的工艺、形性调控、软件及装备等相关内容进行研究和论述。主要包括激光沉积组织凝固理论基础、主要工艺及核心设备、专用软件系统、工艺开发及优化方法、过程仿真、过程检测、精度和质量控制方法及无损检测等内容。本书适合作为高等学校增材专业、机械专业学生，以及增材制造/修复技术相关领域研究人员的参考用书。

工学博士，研究员，博士生导师，中国科学院机器人与智能制造创新研究院特聘研究员，中国科学院沈阳自动化研究所装备制造技术研究室主任，辽宁省3D打印工艺与装备重点实验室主任。国家科技奖励评审专家，国家增材制造与激光制造重点研究计划指南编写组专家，机械工程学会不错会员，中国自动化学会机器人专业委员会委员，中国机械工程学会增材制造分会届委员会委员，全国增材制造标准委员会委员。研究领域包括：增材制造与激光加工技术，视觉测量技术与装备，精密加工技术，数字化设计与制造等。发表学术论文120余篇，申请和授予发明30余项，软件注册版权10项；获国防科技进步二等奖1项，辽宁省科技进步和技术发明三等奖各1项。

章绪论(1)1.1增材制造技术的发展(1)1.2激光沉积制造技术的原理和特点(3)1.3激光沉积制造技术的发展历史和面临的问题(6)参考文献(11)第2章激光沉积组织凝固理论基础(16)2.1激光与材料的相互作用(16)2.2激光沉积制造近快速凝固理论基础(18)2.3粉末与激光的相互作用(23)2.4熔池的形成与基本特征(25)参考文献(28)第3章激光沉积制造工艺设备(31)3.1激光沉积制造系统方案设计(31)3.2激光器系统(32)3.3运动执行机构(39)3.4送粉系统(43)3.5气氛保护系统(47)3.6冷却系统 (48)3.7光路系统 (49)3.8金属激光熔化沉积制造系统方案确定(53)参考文献(58)第4章增材专用软件系统研究(59)4.1增材制造数据处理软件的基本流程(59)4.2分层计算过程(61)4.3三维模型分层方法研究(64)4.4平行扫描路径规划研究(83)4.5环形扫描路径规划研究(103)参考文献(114)第5章激光沉积制造工艺开发及优化方法(119)5.1工艺规划设计(119)5.2单道单层成形工艺研究(123)5.3多道单层搭接成形工艺研究(129)5.4单道多层堆积成形工艺研究(134)5.5单道多层偏移堆积成形工艺研究(138)5.6单道多层扭转堆积成形工艺研究(143)5.7多道多层搭接堆积成形工艺研究(144)5.8沉积层质量判据(148)5.9整体构件的质量判断标准(149)5.10后处理工序及设计原则(155)参考文献(159)第6章激光沉积制造过程仿真技术分析(160)6.1金属增材制造与仿真(160)6.2仿真领域国内外现状分析(170)6.3激光沉积制造技术仿真相关的概念与算法(171)6.4激光沉积制造热应力数学模型与模型建立(175)6.5激光沉积制造有限元模型的建立(181)6.6基于MSC内核的可视化人机对话系统(185)6.7“分区成形整体连接”在数值模拟中的实现(192)参考文献(218)第7章激光沉积制造的过程检测(222)7.1激光沉积制造过程常用参量分析(222)7.2激光沉积制造熔池温度场检测研究(232)7.3激光沉积制造应力检测方法(255)参考文献(275)第8章激光沉积制造过程精度控制方法(284)8.1熔深及熔宽的工艺影响机制和控制方法(284)8.2搭接率和离焦量的选用和控制方法(289)8.3边缘塌陷的预防性控制机制(295)8.4成形精度和效率匹配控制策略(299)8.5变形检测系统(305)参考文献(324)第9章激光沉积制造组织、性能及粉末材料(332)9.1钛合金简介(332)9.2沉积态组织及性能(334)9.3激光沉积制造钛合金热处理组织及性能(341)9.4激光沉积制造粉末材料(363)参考文献(372)0章面向金属增材结构的无损检测技术(375)10.1金属增材结构缺陷分析与无损检测应用情况(375)10.2金属增材结构的检测标准应用分析(382)10.3承压设备用原材料或零部件的超声检测方法和质量分级(389)10.4奥林巴斯相控阵超声检测方法与检测实例(400)参考文献(412)