激光快速制造技术及应用(编者:周建忠,刘会霞)

《激光快速制造技术及应用》为“现代激光加工技术丛书”之一。激光快速制造技术是将激光技术、新材料技术、CAD/CAM技术集成起来，解决了激光与材料的相互作用、CAD模型的分层切片处理以及满足“离散雌积”成形工艺要求的包括数控技术、精密机械和光电子技术在内的一系列。接口”问题，从而形成的一项先进制造技术。激光快速制造技术无需制造模具，即可根据三维CAD设计数据，快速、准确地制造出产品原型或零件，并快速进行小批量制造。 CwvNxH#LVu  
《激光快速制造技术及应用》内容新颖，通过大量的理论和实验研究图表，详尽介绍了国内外激光快速制造技术的主要研究成果，系统阐述了各种激光快速制造的工艺、装备、应用和发展等，具体内容包括激光快速成形制造的硬件系统和软件系统，激光快速原型制造的立体印刷、分层实体制造和选择性烧结技术；激光快速金属零件直接制造的同轴送粉快速制造技术，基于激光热应力的板料快速成形技术和快速成形制造中的逆向工程技术等。 (HI%C@e9  
《激光快速制造技术及应用》可供机械制造领域研究人员、工程技术人员以及高等院校相关专业师生参考。 /)1-
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《激光快速制造技术及应用》目录 8:% R|b  
第1章概论1 DKl7|zG4  
1?1快速制造技术的产生1 50&F#v%YB  
1?2激光快速制造技术的概念3 ~N9-an  
1?2?1原型及原型制造3 6\;1<Sw*  
1?2?2激光快速制造技术3 f>dkT'4  
1?3激光快速制造技术原理4 vI'>$
 
1?3?1成形方式的分类4 >#?: x*[  
1?3?2激光快速制造技术原理4 pCc7T-"og  
1?4激光快速制造技术的分类与特点6 _|ib@Xbin  
1?4?1激光快速制造技术的分类6 9C;Y5E~'L  
1?4?2激光快速制造技术的特点8 gN(hv.nQ  
1?5激光快速制造技术的应用10 1RbYPX  
1?6激光快速制造技术的发展13 (OB8vTRXP  
1?6?1光固化成形(SLA)技术14 ]5fM?:<l  
1?6?2选择性激光烧结（SLS）技术14 qJU)d  
1?6?3激光薄片叠层制造（LOM）技术14 GiXde}bm  
1?6?4激光诱发热应力成形（LF）技术15 bFezTl{M  
1?6?5激光熔覆成形（LCF）技术15 l7,qWSsnK  
第2章激光快速制造系统19 sRQh~5kM  
2?1硬件系统19 .4>s2  
2?1?1激光器19 &|}IBu:T  
2?1?2导光系统25 #@^w>D6W  
2?1?3数控加工机床和系统26 Uob|Q=MQ  
2?1?4辅助系统26 NCnId}
BT  
2?2软件系统26 c)MR+'d\WO  
2?2?1快速制造技术中软件系统结构27 2nkj;x{H$  
2?2?2三维CAD支撑软件27 ~[TKVjyO  
2?2?3常用的数据格式29 VtiqAh}4  
2?2?4数据检验与处理软件系统36 %J7mZB9  
2?2?5RP控制系统43 b0Ov+ )7#  
2?3光学振镜式激光扫描系统45 !`[I>:Ex  
2?3?1光学振镜式激光扫描系统的原理45 ""3m!qn#  
2?3?2光学振镜扫描方式48 ~88 Tz+  
2?3?3光学传输及调制装置49 9}cuAVI  
2?3?4扫描系统的启动和停止51 :IVMTdYf  
2?3?5主要性能指标和影响因素52 }.UI&UZ-  
2?4激光变长线扫描系统54 9jGuelwN  
2?4?1基本工作原理54 VhFRh,J(T  
2?4?2主要光学部件55 5`'=Ko,N  
2?4?3机械结构57 FJ~_0E#L  
2?4?4控制系统58 /Jf`x>eiH  
第3章激光立体印刷成形技术61 |4.o$*0Y  
3?1概述61 q'F_j"  
3?2工艺原理与系统组成62 ynZ[c8.  
3?2?1工艺原理62 3 9{"T0  
3?2?2激光扫描参数及扫描方式64 $;uWj|  
3?2?3系统组成65 }<ONxg6Kb  
3?3快速成形材料66 D4Y!,7WEVt  
3?4精度分析与控制66
LQ\ ELJj  
3?4?1成形的精度66 4Sstg57x~  
3?4?2影响成形精度的主要因素68 
!Vr45l  
3?4?3面型精度的提高71 )^f9[5ee  
3?4?4基于多连通域Voronoi图的螺旋扫描路径规划74 9LO.8Jy  
3?5研究现状与存在问题77 o1X/<.0+  
3?5?1研究现状77 OZ!$%.?l  
3?5?2存在的问题80 Uc_`Eh3
y  
3?6应 用81 207O["Y  
第4章激光分层实体快速成形技术83 bq3fiT9  
4?1工艺原理与系统组成83 @y0bU*v7  
4?1?1工艺原理83 m>+,^`0  
4?1?2系统组成84 f'6qJk%J  
4?2精度分析与控制88 &O6;nJEI  
4?2?1原理误差88 X!rQ@F3  
4?2?2斜切法原理与误差分析88 6+$d  
4?2?3线宽自动补偿90 %rDmW?T  
4?2?4LOM制件的热、湿变形及其改善措施92 frmqBCVJ:  
4?3LOM工艺常用的材料94 0^y@p&;/.  
4?3?1LOM材料种类94 A2|o=mOH  
4?3?2LOM对黏结剂性能的基本要求94 u@bOEcxK  
4?3?3LOM成形件的主要应用95 #i+P(xV  
4?3?4LOM材料的应用95 A_jB|<bjTP  
4?4LOM激光头切割路径的优化95 9VUm=Z#`  
4?4?1轮廓边界线切割（扫描）路径问题的定义96 "T{~,'T  
4?4?2切割起点的选择及路径优化97 &AQ;ze  
4?5LOM工艺相关研究和存在问题100 827)
n[#%|  
4?5?1成形设备和成形材料研究100 tC?Aso  
4?5?2LOM工艺的研究105 85%Pq:E  
4?5?3LOM技术尚需解决的问题106 &=z1$ih>2\  
第5章激光选择性烧结快速成形技术108 cCh0?g7nV  
5?1成形机理及特点108 -?aw^du  
5?2系统功能要求及组成109 uZ/7t(fy  
5?2?1激光器的选择110 fmnRUN=  
5?2?2激光功率密度和扫描速度111 W7*_T]  
5?2?3扫描方式及其影响112 | 3N.5{  
5?2?4扫描层厚114 ST:
v3*  
5?2?5激光扫描间距114 !#c[~erNZ  
5?2?6控制系统115 7"n)/;la  
5?3非金属材料烧结成形工艺及烧结实例117 RD6h=n4B  
5?3?1石蜡粉末的烧结117 jTd4H)  
5?3?2覆膜树脂砂与环氧聚酯粉的混合粉末117 TOco({/_/  
5?3?3陶瓷粉末的烧结119 E+m]aYu"  
5?3?4塑料粉末的烧结120 V#zhGAMy.  
5?3?5烧结件的后处理121 /OhaERv  
5?4金属材料烧结成形工艺及烧结实例122 6VH90KAT  
5?4?1覆膜金属粉末122 a(}VA|l  
5?4?2液相烧结124 us\%BxxI9  
5?4?3工艺参数对成形质量的影响129 ZSF=  
5?4?4覆膜金属粉末烧结的后处理130 vJTfo#C|  
5?5烧结过程的温度场有限元模拟132 ol?z<53X]  
5?5?1温度场分析的理论基础132 xm}q6>jRV  
5?5?2多道烧结有限元模型的建立133 (:.Q\!aZ1  
5?5?3有限元模拟结果分析139 r,u<y_YW  
第6章激光熔覆快速成形制造技术143 5vs`uUzr  
6?1国内外的研究状况144 >9o,S3  
6?2原理及技术特点145 mJ8{lXq3!  
6?2?1高质量同轴送粉系统146 W>`g;[ W  
6?2?2激光熔覆工艺优化与稳定性147 t+=12{9;f  
6?2?3激光熔覆过程的检测与闭环控制148 _.d}lK3$2  
6?2?4CAD/CAM与数控技术148 Gd30Be2gd  
6?3激光熔覆基本理论149 U`bC>sCp  
6?3?1激光熔覆过程中的物理化学现象149 c
g(QjH"
  
6?3?2激光与粉末的相互作用152 "pSH!0Ap\  
6?3?3同轴送粉过程中的粉末流场检测技术154 f MY;  
6?4激光熔覆快速成形制造中的送粉系统157 8!u/   
6?4?1送粉器及其特性157 E8T"{ R80  
6?4?2分粉器159 ,+ns {ppn  
6?4?3送粉嘴160 l zfD)TWb  
6?5工艺参数对同轴送粉激光熔覆制造过程的影响167 _`bS[%CJ  
6?5?1工艺参数对粉末流形成及利用率的影响167 {BFT  
6?5?2激光熔覆稀释率及熔池对流171 [{S;%Jj*X/  
6?5?3熔覆层的宏观质量分析177 hmK8jl<6  
6?5?4激光脉冲频率对成形性能行为和表面质量的影响180 qDby!^ryc  
6?6同轴送粉激光熔覆制造技术的应用183 -`zG_]=-  
6?6?1激光熔覆快速成形制造金属零件的一般过程183 -"~
L2f"?  
6?6?2典型材料的激光熔覆快速成形制造185 )"
(V*Z  
6?6?3集成的激光熔覆?铣削成形加工中心202 *.kj]BoO  
第7章激光热应力快速成形技术207 P$p@5hl  
7?1概述207 sg3h i"Im  
7?2激光热应力成形设备208 KI Ek/]<H  
7?3激光热应力成形机理210 -Wl)Lez@  
7?4影响激光热应力成形的主要因素214 `4VO&lRm  
7?4?1激光参数214 :D"@6PC]  
7?4?2材料性能参数217 y
#b;uDY  
7?4?3板料几何参数218 <A#5v\{.;~  
7?5激光热应力成形技术的应用研究219 IXGW2z;  
7?5?1船舶等厚板零件的成形219 LQh^; ]^(  
7?5?2激光成形多层复合板材223  M*d-z  
7?5?3激光成形过程的控制226 2Ryp@c&r^  
7?5?4激光热应力成形的数值模拟229 jg~_'4f#  
第8章激光快速制造技术在逆向工程中的应用236 HA$Y1}  
8?1逆向工程技术概述236 q{a#HnZo"  
8?1?1逆向工程概念236 >?S\~Y  
8?1?2逆向工程应用238 "#*
Nnt  
8?2逆向工程与快速成形集成技术243 B }6Kd  
8?2?1逆向工程系统框架组成243 pG0!ALT  
8?2?2产品几何外形的数字化245 ~k9O5S{  
8?2?3三维CAD模型的重建250 /VRUz++K  
8?3产品或模具的快速制造257 e Wc_N  
8?3?1快速模具制造技术的分类259 E;9Z\?P  
8?3?2直接制模技术261 jMK3T  
8?3?3间接制模技术266 @q,)fBZq  
参考文献272 )yHJ[  
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