激光金屬增材制造技術

第1章激光金屬增材制造簡介001
1.1激光金屬增材制造技術定義與分類001
1.1.1技術定義001
1.1.2技術分類001
1.1.3技術原理與特點002
1.2激光金屬增材制造裝備與工藝簡介006
1.2.1裝備分類與代表性廠商006
1.2.2工藝特征011
1.3激光金屬增材制造材料種類與制備016
1.3.1金屬增材制造材料種類016
1.3.2金屬增材制造材料常見制備技術020
1.4激光金屬增材制造應用領域024
1.5激光增材制造領域專業(yè)術語（按照國家標準） 027
參考文獻028
第2章大尺寸激光選區(qū)熔化技術030
2.1大尺寸激光選區(qū)熔化技術背景030
2.2大尺寸激光選區(qū)熔化增材制造裝備與工藝031
2.2.1大尺寸激光選區(qū)熔化增材制造裝備發(fā)展現狀031
2.2.2大尺寸激光選區(qū)熔化增材制造工藝發(fā)展現狀032
2.3大尺寸激光選區(qū)熔化增材制造關鍵技術037
2.3.1多激光過程模擬037
2.3.2多激光循環(huán)風場設計040
2.3.3大尺寸零件應力優(yōu)化046
2.3.4在線質量監(jiān)控048
參考文獻049
第3章激光金屬增減材復合制造技術051
3.1激光金屬增減材復合制造技術簡介與分類051
3.2送粉式激光增減材復合制造原理與裝備054
3.2.1技術原理054
3.2.2裝備055
3.3激光增減材復合制造技術工藝059
3.3.1增材成形對減材加工的影響060
3.3.2減材加工對增材成形的影響062
3.3.3復合加工對成形精度的影響064
3.4送粉式激光增減材復合制造表面質量065
3.4.1表面粗糙度065
3.4.2表面顯微硬度067
3.4.3輪胎模具的高質量成形068
3.5未來的發(fā)展070
3.5.1面臨的關鍵問題070
3.5.2最新研究進展與發(fā)展方向071
參考文獻074
第4章高反/難熔材料激光增材制造技術076
4.1高反/難熔材料激光增材制造技術背景076
4.2高反材料激光增材制造079
4.2.1銅及銅合金激光增材制造079
4.2.2鋁及鋁合金激光增材制造083
4.2.3貴金屬激光增材制造088
4.2.4高反材料激光增材制造成形挑戰(zhàn)091
4.2.5提高材料激光吸收率方法093
4.3難熔材料激光增材制造096
4.3.1鎢及鎢合金激光增材制造096
4.3.2鉭激光增材制造098
4.3.3其他材料激光增材制造101
4.3.4難熔材料激光增材制造成形挑戰(zhàn)102
4.4未來的發(fā)展103
4.4.1高反材料增材制造應用前景103
4.4.2難熔材料增材制造應用前景105
參考文獻107
第5章多材料激光金屬粉床增材制造技術111
5.1多材料激光金屬粉床增材制造技術背景與意義111
5.2多材料金屬增材制造技術與裝備分類113
5.2.1基于鋪粉刮刀的方法114
5.2.2基于超聲波的方法115
5.2.3基于“鋪粉刮刀＋超聲”的方法116
5.2.4基于電子照相的方法118
5.3多材料激光金屬粉床增材制造材料類型與界面119
5.3.1典型多材料類型119
5.3.2界面微觀結構122
5.3.3常見界面缺陷125
5.3.4界面結合增強方法127
5.4多材料激光金屬粉床增材制造關鍵技術135
5.4.1多材料數據處理與準備135
5.4.2多材料過程模擬與熱力學建模138
5.4.3粉末污染與分離141
5.4.4生產效率提升141
5.5多材料激光金屬粉床增材制造潛在應用142
5.6未來的發(fā)展145
參考文獻147
第6章增材制造工藝約束與結構設計方法150
6.1增材制造工藝約束150
6.1.1切片離散約束150
6.1.2光斑大小約束151
6.1.3激光熔穿約束151
6.1.4設計模型分辨率約束152
6.2增材制造結構成形特征約束152
6.2.1薄壁結構152
6.2.2尖角約束153
6.2.3圓柱/方柱特征約束154
6.2.4跨度約束155
6.2.5傾角約束156
6.3拓撲優(yōu)化設計157
6.3.1拓撲優(yōu)化概念157
6.3.2拓撲優(yōu)化設計的基本要素157
6.3.3拓撲優(yōu)化設計方法157
6.3.4拓撲優(yōu)化設計實例159
6.3.5多物理場拓撲優(yōu)化161
6.4考慮制造約束的拓撲優(yōu)化設計162
6.4.1考慮結構最小尺寸約束的拓撲優(yōu)化方法162
6.4.2考慮孔洞封閉約束的拓撲優(yōu)化方法162
6.4.3考慮自支撐約束的拓撲優(yōu)化方法163
6.5未來的發(fā)展163
參考文獻163
第7章多孔結構設計方法及其成形性能165
7.1多孔結構設計方法165
7.1.1均勻多孔結構設計165
7.1.2隨機多孔結構設計170
7.1.3梯度多孔結構設計170
7.2多孔結構力學行為及各向異性行為177
7.2.1多孔結構力學行為177
7.2.2多孔結構各向異性行為180
7.2.3梯度多孔結構力學行為182
7.3多孔結構優(yōu)化設計方法187
7.3.1基于拓撲密度云多孔結構優(yōu)化設計187
7.3.2基于應力云多孔結構優(yōu)化設計188
7.4功能性多孔結構192
7.4.1多孔結構熱學性能192
7.4.2多孔結構聲學性能193
7.4.3多孔結構磁學性能193
7.4.4多孔結構電磁屏蔽性能194
7.5未來的發(fā)展194
參考文獻194
第8章復雜模具激光金屬增材組合制造技術200
8.1復雜模具激光金屬增材組合制造技術背景200
8.2基于增材組合制造技術的復雜模具設計202
8.2.1隨形水路設計202
8.2.2自支撐水道模具設計207
8.2.3模具輕量化設計208
8.3模具鋼成形工藝209
8.3.1致密度210
8.3.2拉伸性能213
8.3.3硬度218
8.3.4梯度MS 工藝221
8.4復雜模具嫁接應用案例223
8.5未來的發(fā)展226
8.5.1面臨的關鍵問題226
8.5.2未來展望227
參考文獻227
第9章醫(yī)用材料激光金屬增材制造技術230
9.1醫(yī)用材料激光金屬增材制造技術背景230
9.2典型醫(yī)用金屬材料成形233
9.2.1鈦及鈦合金233
9.2.2鈷基合金246
9.2.3鎳鈦合金249
9.2.4可降解金屬252
9.3醫(yī)用材料激光金屬增材制造典型應用258
9.3.1骨科應用258
9.3.2口腔科263
9.3.3手術導板265
9.3.4血管支架266
9.4未來的發(fā)展267
參考文獻268
第10章激光金屬增材制造技術前沿與發(fā)展趨勢271
10.1激光金屬增材制造技術材料創(chuàng)新271
10.1.1生物可降解金屬材料271
10.1.2多材料激光增材制造274
10.1.3非晶合金275
10.1.4高熵合金277
10.2激光金屬增材制造技術裝備279
10.2.1大面積脈沖激光粉末床熔化279
10.2.2多能量場輔助增材制造279
10.2.3無支撐金屬增材制造285
10.2.4Micro-SLM 287
10.3在線監(jiān)測與過程控制290
10.3.1監(jiān)測技術原理及分類291
10.3.2在線監(jiān)測信號源291
10.3.3在線監(jiān)控策略296
10.4智能工廠298
10.5智能結構設計與增材制造300
10.6無透鏡光學掃描系統(tǒng)304
10.7多軸飛行打印306
參考文獻306