金屬3D打印技術（簡體書）

本書詳細介紹了當下主流金屬3D打印技術的原理及成形特點，重點對激光選區熔化技術、激光熔覆成形技術、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、增減材複合金屬打印技術、等離子體金屬打印、電弧3D打印技術、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打印的創新設計方法；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打印質量評價體系與在線過程監控系統；從後處理工藝、後處理流程兩個方面出發分析了金屬3D打印的後處理對於改善零件質量的作用；最後結合製造業、醫學應用實例介紹了金屬3D打印的前沿應用與發展趨勢。

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，廣東省激光行業協會監事長，中國3D打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，中國光學學會激光加工專委會常委，廣東省光學學會激光加工專委會副主任等。主要研究研究領域包括3D 打印技術與裝備，包括金屬零件激光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，軟件版權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。

現代製造業的技術革命
本書可幫助製造業企業的管理人員和技術人員、高校工科專業的師生瞭解金屬3D打印技術的原理、工藝裝備、技術特點及現狀和前沿發展，建立對金屬3D打印技術的基本認識，利用金屬3D打印的優勢突破傳統加工瓶頸。本書對我國製造業推廣和應用金屬3D打印技術、提升先進製造能力有著一定的指導意義。

第1章緒論/1
1.13D打印技術歷史與發展/1
1.2金屬3D打印技術現狀與發展/4
第2章激光金屬3D打印技術 /8
2.1激光選區熔化成形技術/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應用與發展/20
2.2激光熔覆成形技術/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應用與發展/31
第3章電子束金屬3D打印技術 /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應用與發展/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應用與發展/56
第4章間接金屬3D打印技術 /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應用與發展/65
4.2FDM金屬3D打印技術/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應用/69
金屬3D打印技術目錄第5章增減材複合金屬3D打印技術 /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打印技術 /79
6.1等離子體金屬3D打印技術/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應用與發展/82
6.2基於CMT的電弧3D打印技術/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應用與發展/86
6.3基於TIG/MIG的電弧3D打印技術/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應用與發展/92
6.4金屬微滴噴射成形技術/92
第7章金屬3D打印自由設計 /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打印設計案例/107
7.3.1複雜內腔零件的數字化設計與3D打印/108
7.3.2複雜內腔零件的模具設計與製造/112
7.3.3免組裝機構的數字化設計與直接製造/115
7.3.4個性化托槽的設計/118
7.3.5基於SLM的天線支架優化設計/123
7.3.6SLM的成形腔密封閉鎖裝置優化設計/128
第8章金屬3D打印質量評價和過程監控 /136
8.1概述/136
8.2金屬3D打印質量評價/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打印過程監控/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打印的檢測需求/150
8.4.2無損檢測技術/151
第9章金屬3D打印成形制件後處理 /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打印在製造業中的應用 /166
10.1在航空航天領域中的應用/166
10.2在工業模具行業中的應用/169
10.3在珠寶首飾行業中的應用/171
10.4在船舶海工行業中的應用/172
10.5在汽車行業中的應用/174
第11章金屬3D打印在醫學領域中的應用 /177
11.13D打印一類醫療器械/177
11.23D打印二類醫療器械/178
11.2.1個性化手術導板/178
11.2.2牙科植入物/180
11.33D打印三類醫療器械/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打印技術的發展前沿與趨勢 /189
12.1多材料金屬3D打印/189
12.2納米顆粒噴射成形/190
12.3微納金屬3D打印技術/193
12.3.1電噴印/193
12.3.2微激光燒結/195
12.3.3電化學沉積/196
12.4在線監測與閉環控制/197
12.4.1檢測技術分類及概念/197
12.4.2在線檢測技術架構及信源/198
12.4.3在線監測與反饋控制策略/202
12.54D打印技術/205
參考文獻/207