金屬粉床雷射光增材製造技術

第1 章 概述
1.1 金屬增材製造技術
1.1.1 雷射選區熔化（SLM）
1.1.2 雷射近淨成形
1.1.3 電子束熔絲沉積
1.1.4 電子束選區熔化
1.2 金屬粉床雷射選區熔化增材製造技術
1.2.1 球化
1.2.2 孔隙
1.2.3 應力和裂紋
1.2.4 成形材料
1.3 金屬粉床雷射選區熔化增材製造裝備
1.4 金屬粉床雷射選區熔化增材製造技術應用及發展趨勢
1.4.1 SLM 技術的應用
1.4.2 SLM 技術的發展趨勢
參考文獻

第2 章 工藝原理與系統組成
2.1 工藝原理及實現
2.1.1 工藝原理
2.1.2 實現方式
2.1.3 大臺面多雷射實現技術
2.2 關鍵功能部件
2.2.1 光路系統
2.2.2 缸體運動系統
2.2.3 送鋪粉機構
2.3 核心元器件
2.3.1 雷射器
2.3.2 掃描系統
2.3.3 氣體保護
2.3.4 氧傳感器
2.3.5 循環淨化裝置
2.4 SLM 成形裝備
2.4.1 典型裝備產品及特點
2.4.2 華科三維HKM 系列裝備簡介
參考文獻

第3 章 原料特性要求
3.1 SLM 用金屬粉末
3.2 金屬粉末製作方法
3.2.1 霧化法
3.2.2 化學法
3.2.3 機械法
3.3 粉末特性及其對製件的影響
3.3.1 粉末性能參數
3.3.2 粉末的形貌
3.3.3 粉末的氧含量
3.3.4 粉末中的雜質
參考文獻

第4 章 數據處理技術
4.1 STL 文件格式的介紹
4.1.1 STL 的二進制格式文件
4.1.2 STL 的文本格式文件
4.1.3 STL 格式文件的特點
4.1.4 STL 文件的一般讀取算法
4.2 STL 模型預處理
4.2.1 增材製造數據處理軟體
4.2.2 STL 文件糾錯
4.2.3 STL 模型旋轉與拼接
4.2.4 STL 模型工藝支撑添加
4.3 STL 模型切片及路徑生成
4.3.1 STL 模型切片
4.3.2 STL 模型切片輪廓偏置
4.3.3 掃描路徑生成算法
參考文獻

第5 章 製造過程及品質控制
5.1 工藝流程
5.1.1 前處理
5.1.2 製造過程
5.1.3 後處理
5.2 環境控制
5.2.1 氧含量控制
5.2.2 氣氛煙塵淨化
5.3 應力調控技術
5.3.1 模擬預測
5.3.2 預熱技術
5.3.3 雷射掃描策略
參考文獻

第6 章 製件的組織及性能
6.1 製件的微觀組織特徵
6.1.1 鐵基合金組織
6.1.2 鈦基合金組織
6.1.3 鎳基合金組織
6.1.4 鋁基合金組織
6.1.5 複合材料及其他組織
6.2 製件的性能及其調控方法
6.2.1 製件性能及微觀結構表徵
6.2.2 典型合金性能
6.2.3 性能的調控方法
參考文獻

第7 章 應用實例
7.1 隨形冷卻模具
7.1.1 隨形冷卻技術
7.1.2 隨形冷卻模具案例
7.2 個性化醫療器件
7.2.1 手術輔助器件
7.2.2 牙冠
7.2.3 關節及骨骼
7.3 輕量化構件
參考文獻

 

序

　　增材製造（俗稱3D 列印）屬於一種先進製造技術，但與傳統製造工藝相比，它在成形原理、材料形態、製件性能上發生了根本性改變，對從事該技術教學、科學研究和工程應用的人員提出了全新挑戰。特别是隨著增材製造技術規模化和產業化的發展與進步，傳統的工藝流程、生產線、工廠模式和產業鏈組合都將面臨深度調整，增材製造帶來的影響遠遠超出了製造範疇，給生產甚至是生活帶來了重大影響，被認為是有望深度影響未來的策略前沿技術。

　　金屬粉床雷射增材製造技術是目前金屬增材製造工藝中製件精密度最高、綜合性能優良的工藝方法。但是，技術發展並不成熟，新材料、新工藝和新裝備不斷涌現，技術進步快，缺少較新、全面和系統的專業書籍。本書側重基本原理，兼顧關鍵技術；以典型材料和工藝為主，兼顧最新動態；注重學術前沿，融合工程實踐。本書既可作為科研和工程人員的參考用書，也可作為高等院校相關專業的教學教材。

　　全書分為7 章。第1章概述技術原理、特點及應用；第2～6章闡述工藝原理與系統組成、原料特性要求、數據處理技術、製造流程及品質控制以及製件的組織及性能，涵蓋原理、材料、數據、品質和性能五方面內容；第7章以實際案例闡述增材製造技術在隨形冷卻模具、個性化醫療器件和輕量化構件三方面的應用，重點展示在複雜結構製造和特殊性能構建上的獨特優勢，達到舉一反三、啓迪創新的目的。

　　由於筆者水平有限，書中難免有不足之處，懇請廣大讀者批評指正。