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。 ~:ASv>m  
《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。 =;Gq:mHi
 
《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。 a:BW*Hy{\  
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《激光快速制造技术及应用》目录 1'~Xn 4 f  
第1章概论1 *~#I5s\s!  
1?1快速制造技术的产生1 2u3Kyn  
1?2激光快速制造技术的概念3 Cj-
s  
1?2?1原型及原型制造3 i,6OMB $  
1?2?2激光快速制造技术3 $}9jv3>)  
1?3激光快速制造技术原理4 GX>8B:]o|  
1?3?1成形方式的分类4 Q5,zs_j  
1?3?2激光快速制造技术原理4 d?zSwLsl  
1?4激光快速制造技术的分类与特点6 Gv-VDRS  
1?4?1激光快速制造技术的分类6 7(Fas(j3  
1?4?2激光快速制造技术的特点8 w*F[[*j@.  
1?5激光快速制造技术的应用10 L;Ff(0x|  
1?6激光快速制造技术的发展13 %'
Cj~An  
1?6?1光固化成形(SLA)技术14 /2tA n  
1?6?2选择性激光烧结（SLS）技术14 #])"1fk  
1?6?3激光薄片叠层制造（LOM）技术14 `3;EJDEdbi  
1?6?4激光诱发热应力成形（LF）技术15 )UzJ2Pa<+_  
1?6?5激光熔覆成形（LCF）技术15 IW~R{ ]6  
第2章激光快速制造系统19 s<I
)T
HC  
2?1硬件系统19 $vs],C"pX  
2?1?1激光器19 Na0^csPm  
2?1?2导光系统25 +_5*4>MC  
2?1?3数控加工机床和系统26 A@A8xn%  
2?1?4辅助系统26 sscbf  
2?2软件系统26 tOIqX0dWd  
2?2?1快速制造技术中软件系统结构27 3#7V1  
2?2?2三维CAD支撑软件27 Z"`w>c.  
2?2?3常用的数据格式29 }z`x-(V  
2?2?4数据检验与处理软件系统36 67j kU!  
2?2?5RP控制系统43 @{/)k%U  
2?3光学振镜式激光扫描系统45 z?byNd8  
2?3?1光学振镜式激光扫描系统的原理45
JRl=j2z  
2?3?2光学振镜扫描方式48 ]s\r3I]  
2?3?3光学传输及调制装置49 $$9H1)Ny  
2?3?4扫描系统的启动和停止51 iLy^U*yK  
2?3?5主要性能指标和影响因素52 20c5U%  
2?4激光变长线扫描系统54 "qmSwdM  
2?4?1基本工作原理54 +Mo4g2W  
2?4?2主要光学部件55 lc,k-}n  
2?4?3机械结构57 NI?O  
2?4?4控制系统58 MBWoPK  
第3章激光立体印刷成形技术61 TU|#Pz7n-Z  
3?1概述61 S?688  
3?2工艺原理与系统组成62 8eXeb|?J  
3?2?1工艺原理62 lC5zqyG  
3?2?2激光扫描参数及扫描方式64 Ip t;NlR  
3?2?3系统组成65 hek+zloB+  
3?3快速成形材料66 ufXWK3~\  
3?4精度分析与控制66 6#z8 %kaX  
3?4?1成形的精度66 yYz{*hq  
3?4?2影响成形精度的主要因素68 g[} L ?  
3?4?3面型精度的提高71 GfONm6A  
3?4?4基于多连通域Voronoi图的螺旋扫描路径规划74 +XWTu!  
3?5研究现状与存在问题77 Ed=/w6<  
3?5?1研究现状77 [2@:jLth=  
3?5?2存在的问题80 ZF7n]LgSc&  
3?6应 用81 7KgaXi3r  
第4章激光分层实体快速成形技术83 E@ea?Sx  
4?1工艺原理与系统组成83 Gu$/rb?  
4?1?1工艺原理83 -d,D!  
4?1?2系统组成84 7
2l:[5ccR  
4?2精度分析与控制88 7Z>vQf B  
4?2?1原理误差88 
VY6G{f  
4?2?2斜切法原理与误差分析88 8m0*89HEu  
4?2?3线宽自动补偿90 Snkb^Kt  
4?2?4LOM制件的热、湿变形及其改善措施92 Uu7]`Ul  
4?3LOM工艺常用的材料94 Xt$qjtVM  
4?3?1LOM材料种类94 6ALjM-t=V  
4?3?2LOM对黏结剂性能的基本要求94 @b(@`yz.a  
4?3?3LOM成形件的主要应用95 ilL%  
4?3?4LOM材料的应用95 OY1bFIE  
4?4LOM激光头切割路径的优化95 L?ZSfm2<  
4?4?1轮廓边界线切割（扫描）路径问题的定义96 pA8bFtt  
4?4?2切割起点的选择及路径优化97 ,!Wo6{'  
4?5LOM工艺相关研究和存在问题100 ?o(284sV3  
4?5?1成形设备和成形材料研究100 'Xik2PaO  
4?5?2LOM工艺的研究105 [{Wo:c9Qq1  
4?5?3LOM技术尚需解决的问题106 T
a[2uv>  
第5章激光选择性烧结快速成形技术108 0moAmfc  
5?1成形机理及特点108 jf)cDj2  
5?2系统功能要求及组成109 ';R]`vWFe  
5?2?1激光器的选择110 B EwaQvQ!  
5?2?2激光功率密度和扫描速度111 (BY 0b%^  
5?2?3扫描方式及其影响112 $}vk+.!*1  
5?2?4扫描层厚114 Q0xGd(\  
5?2?5激光扫描间距114 q 4Pv\YO  
5?2?6控制系统115 db
99S
 
5?3非金属材料烧结成形工艺及烧结实例117 <lzC|>BG  
5?3?1石蜡粉末的烧结117 h;q&B9
 
5?3?2覆膜树脂砂与环氧聚酯粉的混合粉末117 ZV{C9S&  
5?3?3陶瓷粉末的烧结119 U*+-#  
5?3?4塑料粉末的烧结120 7c\W&ZEmb-  
5?3?5烧结件的后处理121 N[eLQe]q  
5?4金属材料烧结成形工艺及烧结实例122 dEYw_qJ2  
5?4?1覆膜金属粉末122 b'pwRKpx  
5?4?2液相烧结124 X>$Wf
3  
5?4?3工艺参数对成形质量的影响129 gw)z*3]~s  
5?4?4覆膜金属粉末烧结的后处理130 c&PsT4Wh  
5?5烧结过程的温度场有限元模拟132 :?~)P!/xl5  
5?5?1温度场分析的理论基础132 e!J5h<:  
5?5?2多道烧结有限元模型的建立133 YWU@e[  
5?5?3有限元模拟结果分析139 )VQ[}iT  
第6章激光熔覆快速成形制造技术143 T[4xt,[a  
6?1国内外的研究状况144 <,$*(dX)(  
6?2原理及技术特点145
QyCrz{/  
6?2?1高质量同轴送粉系统146 |ufT)+:  
6?2?2激光熔覆工艺优化与稳定性147 SE*;6&yL  
6?2?3激光熔覆过程的检测与闭环控制148 #_^p~:  
6?2?4CAD/CAM与数控技术148 Xr^ 5Th\  
6?3激光熔覆基本理论149 }V]*FCpQ  
6?3?1激光熔覆过程中的物理化学现象149 %3dc_YPS  
6?3?2激光与粉末的相互作用152 r.)n
>  
6?3?3同轴送粉过程中的粉末流场检测技术154 d"5_x]Z;  
6?4激光熔覆快速成形制造中的送粉系统157 Q>Ct]JW&  
6?4?1送粉器及其特性157 dWzf C@]  
6?4?2分粉器159 XR",.3LD  
6?4?3送粉嘴160 X.{xHD&_
 
6?5工艺参数对同轴送粉激光熔覆制造过程的影响167 OybmyGHY  
6?5?1工艺参数对粉末流形成及利用率的影响167 > 3x^jh  
6?5?2激光熔覆稀释率及熔池对流171 ac\aH#J_nC  
6?5?3熔覆层的宏观质量分析177 ;|K }  
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 {;Hg1=cm  
6?6同轴送粉激光熔覆制造技术的应用183 GTOA>RB2  
6?6?1激光熔覆快速成形制造金属零件的一般过程183 64b AWHv  
6?6?2典型材料的激光熔覆快速成形制造185 1q;R+65  
6?6?3集成的激光熔覆?铣削成形加工中心202  MMk9rBf  
第7章激光热应力快速成形技术207 V=fu[#<@Ig  
7?1概述207 E uO:}[  
7?2激光热应力成形设备208 V}TPt6C2  
7?3激光热应力成形机理210 ]*]*O|w  
7?4影响激光热应力成形的主要因素214 6Z1O:Bou  
7?4?1激光参数214 ,X|FyO(p  
7?4?2材料性能参数217 8p829  
7?4?3板料几何参数218 *CGHp8  
7?5激光热应力成形技术的应用研究219 #IGcQY  
7?5?1船舶等厚板零件的成形219 o_\vudXK  
7?5?2激光成形多层复合板材223 E`LaO  
7?5?3激光成形过程的控制226 t ^>07#z  
7?5?4激光热应力成形的数值模拟229 `hY%HzV
=  
第8章激光快速制造技术在逆向工程中的应用236 4 dHGU^#WZ  
8?1逆向工程技术概述236 Q0`@=5?-  
8?1?1逆向工程概念236 Ho}*Bn~i
c  
8?1?2逆向工程应用238 GR(m+%Vw!  
8?2逆向工程与快速成形集成技术243 {{gd}g  
8?2?1逆向工程系统框架组成243 %o/@0.w  
8?2?2产品几何外形的数字化245 \1-lda  
8?2?3三维CAD模型的重建250 2@T0QJ  
8?3产品或模具的快速制造257  e+#Oj  
8?3?1快速模具制造技术的分类259 &:C[ nq  
8?3?2直接制模技术261 k~;~i)Eg  
8?3?3间接制模技术266 ;s
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参考文献272 Dd0yQgCu  
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