激光沉积成形增材制造技术

　　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，机械工程学会高级会员，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第一届委员会委员，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，申请和授予发明专利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。

第1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)
第10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)