金属3D打印技术(精)/智能制造与机器人理论及技术研究丛书

本书可帮助制造业企业的管理人员和技术人员、高校工科专业的师生了解金属3D打印技术的原理、工艺装备、技术特点及现状和前沿发展，建立对金属3D打印技术的基本认识，利用金属3D打印的优势突破传统加工瓶颈。本书对我国制造业推广和应用金属3D打印技术、提升先进制造能力有着一定的指导意义。

本书详细介绍了当下主流金属3D打印技术的原理及成形特点，重点对激光选区熔化技术、激光熔覆成形技术、电子束选区熔化技术、电子束熔丝沉积成形技术、喷墨黏结成形技术、增减材复合金属3D打印技术、等离子体金属3D打印技术、电弧3D打印技术、金属微滴喷射成形技术等进行了系统论述；从设计约束、自由设计两个方面出发分析了金属3D打印的创新设计方法；从尺寸精度、表面粗糙度、成形零件致密度、力学性能、无损检测与过程监控等几个方面介绍了金属3D打印质量评价体系与在线过程监控系统；从后处理工艺、后处理流程两个方面出发分析了金属3D打印的后处理对改善零件质量的作用；最后结合制造业、医学应用实例介绍了金属3D打印的前沿应用与发展趋势。 本书可帮助制造业企业的管理人员和技术人员、高校工科专业的师生了解金属3D打印技术的原理、工艺装备、技术特点及现状和前沿发展，建立对金属3D打印技术的基本认识，利用金属3D打印的优势突破传统加工瓶颈。本书对我国制造业推广和应用金属3D打印技术、提升先进制造能力有着一定的指导意义。

杨永强，华南理工大学机械与汽车工程学院教授。现任广东省机械工程学会焊接分会理事长，广东省激光行业协会监事长，中国3D打印产业技术联盟副理事长，广东省现代焊接技术重点实验室主任，中国机械工程学会焊接学会理事，中国光学学会激光加工专委会常委，广东省光学学会激光加工专委会副主任等。主要研究研究领域包括3D 打印技术与装备，包括金属零件激光选区熔化快速成型装备，FDM装备等。历年来承担和参加国家、国际合作、省市级科研项目40多项。其中25项为项目负责人。发表有关学术论文180余篇。申请专利57项，其中获得发明专利13项，实用新型专利28项，软件版权1项，外观专利1项；申请中的发明专利14项，其中包括美国、德国专利各一项，申请中的实用新型专利项。

第1章 绪论
1.1 3D打印技术历史与发展
1.2 金属3D打印技术现状与发展
第2章 激光金属3D打印技术
2.1 激光选区熔化成形技术
2.1.1 成形原理与装备
2.1.2 成形材料与工艺
2.1.3 成形组织性能
2.1.4 应用与发展
2.2 激光熔覆成形技术
2.2.1 成形原理与装备
2.2.2 成形材料与工艺
2.2.3 成形组织性能
2.2.4 应用与发展
第3章 电子束金属3D打印技术
3.1 电子束选区熔化技术
3.1.1 成形原理与装备
3.1.2 成形材料与工艺
3.1.3 成形组织性能
3.1.4 应用与发展
3.2 电子束熔丝沉积成形技术
3.2.1 成形原理与装备
3.2.2 成形材料与工艺
3.2.3 成形组织性能
3.2.4 应用与发展
第4章 间接金属3D打印技术
4.1 喷墨黏结成形技术
4.1.1 成形原理与装备
4.1.2 成形工艺与材料
4.1.3 成形组织性能
4.1.4 应用与发展
4.2 FDM金属3D打印技术
4.2.1 成形原理与装备
4.2.2 成形材料与组织
4.2.3 应用
第5章 增减材复合金属3D打印技术
5.1 铺粉式增减材复合制造
5.1.1 铺粉式增减材复合制造原理
5.2.2 铺粉式增减材复合制造装备
5.2 送粉式增减材复合制造
5.2.1 送粉式增减材复合制造
5.2.2 送粉式增减材复合制造商业装备
5.3 增减材复合制造技术发展
5.3.1 增减材复合制造面临的问题
5.3.2 增减材复合制造发展方向
第6章 其他金属3D打印技术
6.1 等离子体金属3D打印技术
6.1.1 成形原理
6.1.2 成形工艺
6.1.3 成形组织性能
6.1.4 应用与发展
6.2 基于CMT的电弧3D打印技术
6.2.1 成形装备技术
6.2.2 成形工艺
6.2.3 成形组织性能
6.2.4 应用与发展
6.3 基于TIGMIG的电弧3D打印技术
6.3.1 成形装备技术
6.3.2 成形材料
6.3.3 成形组织性能
6.3.4 应用与发展
6.4 金属微滴喷射成形技术
第7章 金属3D打印自由设计
7.1 设计约束
7.1.1 成形原理约束
7.1.2 其他影响因素
7.2 自由设计
7.2.1 自由设计方法的提出
7.2.2 自由设计的内容
7.2.3 自由设计流程
7.2.4 自由设计方法下的价值工程与功能分析
7.3 金属3D打印设计案例
7.3.1 复杂内腔零件的数字化设计与3D打印
7.3.2 复杂内腔零件的模具设计与制造
7.3.3 免组装机构的数字化设计与直接制造
7.3.4 个性化托槽的设计
7.3.5 基于SLM的天线支架优化设计
7.3.6 SLM的成形腔密封闭锁装置优化设计
第8章 金属3D打印质量评价和过程监控
8.1 概述
8.2 金属3D打印质量评价
8.2.1 力学性能
8.2.2 残余应力
8.2.3 表面粗糙度
8.2.4 尺寸精度
8.2.5 硬度
8.2.6 致密度
8.3 金属3D打印过程监控
8.3.1 材料输送系统过程监控
8.3.2 加工头系统过程监控
8.3.3 成形环境过程监控
8.3.4 熔池的过程监控
8.3.5 过程监控实例
8.4 质量评价与过程监控中的检测技术
8.4.13 D打印的检测需求
8.4.2 无损检测技术
第9章 金属3D打印成形制件后处理
9.1 概述
9.2 后处理方式
9.2.1 热等静压致密化处理
9.2.2 真空淬火与回火处理
9.2.3 真空退火与正火处理
9.2.4 真空渗碳与渗氮处理
9.2.5 喷砂处理
9.2.6 电解抛光处理
9.2.7 物理与化学气相沉积
第10章 金属3D打印在制造业中的应用
10.1 在航空航天领域中的应用
10.2 在工业模具行业中的应用
10.3 在珠宝首饰行业中的应用
10.4 在船舶海工行业中的应用
10.5 在汽车行业中的应用
第11章 金属3D打印在医学领域中的应用
11.1 3D打印一类医疗器械
11.2 3D打印二类医疗器械
11.2.1 个性化手术导板
11.2.2 牙科植入物
11.3 3D打印三类医疗器械
11.3.1 个性化全膝关节假体
11.3.2 个性化多孔下颌骨假体
第12章 金属3D打印技术的发展前沿与趋势
12.1 多材料金属3D打印
12.2 纳米颗粒喷射成形
12.3 微纳金属3D打印技术
12.3.1 电喷印
12.3.2 微激光烧结
12.3.3 电化学沉积
12.4 在线监测与闭环控制
12.4.1 检测技术分类及概念
12.4.2 在线检测技术架构及信源
12.4.3 在线监测与反馈控制策略
12.5 4D打印技术
参考文献