基本介紹
- 中文名：金屬3D列印技術
- 作者：楊永強、王迪、宋長輝
- 出版時間：2020年8月
- 頁數：220 頁
- ISBN：9787568061858
- 裝幀：精裝
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書詳細介紹了當下主流金屬3D列印技術的原理及成形特點，重點對雷射選區熔化技術、雷射熔覆成形技術、電子束選區熔化技術、電子束熔絲沉積成形技術、噴墨黏結成形技術、增減材複合金屬列印技術、電漿金屬列印、電弧3D列印技術、金屬微滴噴射成形技術等進行了系統論述；從設計約束、自由設計兩個方面出發分析了金屬3D列印的創新設計方法；從尺寸精度、表面粗糙度、成形零件緻密度、力學性能、無損檢測與過程監控等幾個方面建立金屬3D列印質量評價體系與線上過程監控系統；從後處理工藝、後處理流程兩個方面出發分析了金屬3D列印的後處理對於改善零件質量的作用；後結合製造業、醫學套用實例介紹了金屬3D列印的前沿套用與發展趨勢。
圖書目錄
第1章緒論/1
1.13D列印技術歷史與發展/1
1.2金屬3D列印技術現狀與發展/4
第2章雷射金屬3D列印技術 /8
2.1雷射選區熔化成形技術/8
2.1.1成形原理與裝備/8
2.1.2成形材料與工藝/12
2.1.3成形組織性能/18
2.1.4套用與發展/20
2.2雷射熔覆成形技術/23
2.2.1成形原理與裝備/23
2.2.2成形材料與工藝/26
2.2.3成形組織性能/28
2.2.4套用與發展/31
第3章電子束金屬3D列印技術 /34
3.1電子束選區熔化技術/34
3.1.1成形原理與裝備/34
3.1.2成形材料與工藝/37
3.1.3成形組織性能/39
3.1.4套用與發展/46
3.2電子束熔絲沉積成形技術/50
3.2.1成形原理與裝備/50
3.2.2成形材料與工藝/53
3.2.3成形組織性能/54
3.2.4套用與發展/56
第4章間接金屬3D列印技術 /57
4.1噴墨黏結成形技術/57
4.1.1成形原理與裝備/57
4.1.2成形工藝與材料/59
4.1.3成形組織性能/64
4.1.4套用與發展/65
4.2FDM金屬3D列印技術/66
4.2.1成形原理與裝備/66
4.2.2成形材料與組織/68
4.2.3套用/69
金屬3D列印技術目錄第5章增減材複合金屬3D列印技術 /70
5.1鋪粉式增減材複合製造/71
5.1.1鋪粉式增減材複合製造原理/71
5.2.2鋪粉式增減材複合製造裝備/71
5.2送粉式增減材複合製造/72
5.2.1送粉式增減材複合製造/72
5.2.2送粉式增減材複合製造商業裝備/73
5.3增減材複合製造技術發展/75
5.3.1增減材複合製造面臨的問題/75
5.3.2增減材複合製造發展方向/76
第6章其他金屬3D列印技術 /79
6.1電漿金屬3D列印技術/79
6.1.1成形原理/79
6.1.2成形工藝/80
6.1.3成形組織性能/81
6.1.4套用與發展/82
6.2基於CMT的電弧3D列印技術/83
6.2.1成形裝備技術/83
6.2.2成形工藝/86
6.2.3成形組織性能/86
6.2.4套用與發展/86
6.3基於TIG/MIG的電弧3D列印技術/87
6.3.1成形裝備技術/87
6.3.2成形材料/90
6.3.3成形組織性能/91
6.3.4套用與發展/92
6.4金屬微滴噴射成形技術/92
第7章金屬3D列印自由設計 /95
7.1設計約束/95
7.1.1成形原理約束/95
7.1.2其他影響因素/99
7.2自由設計/101
7.2.1自由設計方法的提出/101
7.2.2自由設計的內容/102
7.2.3自由設計流程/103
7.2.4自由設計方法下的價值工程與功能分析/105
7.3金屬3D列印設計案例/107
7.3.1複雜內腔零件的數位化設計與3D列印/108
7.3.2複雜內腔零件的模具設計與製造/112
7.3.3免組裝機構的數位化設計與直接製造/115
7.3.4個性化托槽的設計/118
7.3.5基於SLM的天線支架最佳化設計/123
7.3.6SLM的成形腔密封閉鎖裝置最佳化設計/128
第8章金屬3D列印質量評價和過程監控 /136
8.1概述/136
8.2金屬3D列印質量評價/136
8.2.1力學性能/137
8.2.2殘餘應力/139
8.2.3表面粗糙度/139
8.2.4尺寸精度/141
8.2.5硬度/142
8.2.6緻密度/143
8.3金屬3D列印過程監控/144
8.3.1材料輸送系統過程監控/145
8.3.2加工頭系統過程監控/146
8.3.3成形環境過程監控/146
8.3.4熔池的過程監控/147
8.3.5過程監控實例/148
8.4質量評價與過程監控中的檢測技術/150
8.4.13D列印的檢測需求/150
8.4.2無損檢測技術/151
第9章金屬3D列印成形製件後處理 /154
9.1概述/154
9.2後處理方式/155
9.2.1熱等靜壓緻密化處理/155
9.2.2真空淬火與回火處理/157
9.2.3真空退火與正火處理/157
9.2.4真空滲碳與滲氮處理/158
9.2.5噴砂處理/159
9.2.6電解拋光處理/161
9.2.7物理與化學氣相沉積/163
第10章金屬3D列印在製造業中的套用 /166
10.1在航空航天領域中的套用/166
10.2在工業模具行業中的套用/169
10.3在珠寶首飾行業中的套用/171
10.4在船舶海工行業中的套用/172
10.5在汽車行業中的套用/174
第11章金屬3D列印在醫學領域中的套用 /177
11.13D列印一類醫療器械/177
11.23D列印二類醫療器械/178
11.2.1個性化手術導板/178
11.2.2牙科植入物/180
11.33D列印三類醫療器械/183
11.3.1個性化全膝關節假體/183
11.3.2個性化多孔下頜骨假體/186
第12章金屬3D列印技術的發展前沿與趨勢 /189
12.1多材料金屬3D列印/189
12.2納米顆粒噴射成形/190
12.3微納金屬3D列印技術/193
12.3.1電噴印/193
12.3.2微雷射燒結/195
12.3.3電化學沉積/196
12.4線上監測與閉環控制/197
12.4.1檢測技術分類及概念/197
12.4.2線上檢測技術架構及信源/198
12.4.3線上監測與反饋控制策略/202
12.54D列印技術/205
參考文獻/207
作者簡介
楊永強，華南理工大學機械與汽車工程學院教授。現任廣東省機械工程學會焊接分會理事長，廣東省雷射行業協會監事長，中國3D列印產業技術聯盟副理事長，廣東省現代焊接技術重點實驗室主任，中國機械工程學會焊接學會理事，中國光學學會雷射加工專委會常委，廣東省光學學會雷射加工專委會副主任等。主要研究研究領域包括3D 列印技術與裝備，包括金屬零件雷射選區熔化快速成型裝備，FDM裝備等。歷年來承擔和參加國家、國際合作、省市級科研項目40多項。其中25項為項目負責人。發表有關學術論文180餘篇。申請專利57項，其中獲得發明專利13項，實用新型專利28項，軟體著作權1項，外觀專利1項；申請中的發明專利14項，其中包括美國、德國專利各一項，申請中的實用新型專利項。
王迪，華南理工大學教授，機電系副書記，英國伯明罕大學訪問學者，研究方向為粉末床雷射熔融技術。現任廣東省金屬增材製造工程技術研究中心副主任，全國特種加工工具機標準化技術委員會委員，全國增材製造青年科學家論壇共同主席，中國機械工程學會特種加工分會和增材製造分會青年委員。主持國家自然科學基金項目，以及廣東省重點領域研發計畫項目、廣東省基礎與套用基礎研究基金區域聯合基金重點項目等項目10多項。以第一作者或通訊作者身份發表SCI/EI論文50多篇；獲發明專利授權35項（作為第一發明人的有12項）、實用新型專利授權60項，獲頒軟體著作權5項；參與制定國家標準2項，主持撰寫團體標準5項。獲2016年度廣東省科技進步二等獎、廣州市科技進步二等獎。入選廣東省高層次人才、廣州市創業領軍團隊第一核心成員，並獲得“廣州市珠江科技新星”等榮譽稱號。
宋長輝，男，華南理工大學機械電子工程系副主任，副研究員，碩士生導師。主要研究方向包括雷射選區熔化金屬3D列印及增材製造醫學套用。現任全國增材製造標準化技術委員會專用材料工作組委員兼副秘書長，廣東省增材製造協會專家委員會委員兼副秘書長。近五年發表SCI/EI論文39篇，獲專利授權102項，其中發明專利9項、實用新型專利6項轉讓企事業單位，完成成果轉化。參與主編了《廣東省增材製造（3D列印）產業技術路線圖》、《先進雷射製造設備》等書。2017年入選廣州市產業領軍人才，2019年入選廣東省特支計畫“科技創新青年拔尖人才”。
