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| 編輯推薦： |
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本书由华南理工大学杨永强教授等所撰写，3D打印前沿技术丛书由卢秉恒院士、王华明院士、聂祚仁院士等任丛书顾问，史玉升教授为丛书主编，是在中国制造2025十三五国家科技创新规划及国家增材制造产业发展推进计划等背景下策划的丛书中的一本。本书入选湖北省学术著作出版专项资金资助，作者现任中国机械工程学会增材制造（3D打印）技术分会常务理事兼增材制造设计专委会主任，广东省增材制造协会会长、广东省3D打印标准化技术委员会主任、广东省激光行业协会监事长，美国激光协会（LIA）高级会员等。在激光选区烧结领域有着多年研究，总结分析了激光选区烧结3D打印领域的相关知识，具有较好的学术价值及参考价值，可供行业相关人员参考。全书为精装彩色印刷。
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| 內容簡介： |
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本书基于作者在激光选区熔化3D打印技术领域多年的研究经验撰写而成。本书阐述了激光选区熔化3D打印技术的基本原理，介绍了激光选区熔化熔池热物理过程、成形工艺、材料性能、设备关键技术，并从激光选区熔化3D打印技术的设计约束、设计方法及数据处理，激光选区熔化３D打印技术与传统制造方法的复合，定制化医疗器具设计、制造及应用，复杂功能零件的设计、制造应用等几个方面展开了论述。本书适合作为高等学校机械专业学生以及３D打印技术相关领域研究人员的参考用书。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论1
1.1金属零件3D打印技术1
1.2激光选区熔化3D打印技术及其基本原理3
1.3基本工艺流程及影响因素4
1.4激光选区熔化3D打印技术新进展7
第2章激光选区熔化成形熔池热物理过程12
2.1激光与材料作用的物理基础12
2.2SLM成形中的传热、传质及对流13
2.3微熔池熔化与凝固15
2.4单熔道成形及参数15
第3章激光选区熔化设备及其关键技术19
3.1设备组成19
3.2激光光路系统光学原理20
3.3伺服电动机及密封成形室22
3.4铺粉装置23
3.5气体循环系统25
3.6控制系统26
3.7实时监控反馈26
3.8商品化激光选区熔化设备27
第4章激光选区熔化成形工艺31
4.1激光选区熔化成形工艺参数及其影响31
4.2SLM成形件主要性能指标32
4.3激光选区熔化成形不稳定因素40
4.4SLM成形件常见缺陷及其成因41
第5章激光选区熔化成形材料45
5.1商品化金属粉末材料45
5.2研究中的金属粉末材料52
第6章面向激光选区熔化3D打印技术的设计约束及方法57
6.1激光选区熔化3D打印技术涉及的设计约束57
6.2面向激光选区熔化3D打印技术的设计方法61
6.3基于拓扑优化方法的结构创新设计64
6.4基于有限元分析方法的结构创新设计66
6.5数学函数方法70
第7章激光选区熔化数据处理72
7.1数据处理流程72
7.2STL数据处理73
7.3金属零件支撑添加74
7.4路径规划76
7.5激光选区熔化成形路径规划方法78
第8章激光选区熔化3D打印技术与传统制造技术的结合80
8.1后处理80
8.2非金属零件的复合加工83
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| 內容試閱：
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中国制造2025提出通过三个十年的三步走战略，使中国制造综合实力进入世界强国前列。近三十年来，3D打印（增材制造）技术是欧美日等高端工业产品开发、试制、定型的重要支撑技术，也是中国制造业创新、重点行业转型升级的重大共性需求技术。 新的增材原理、新材料的研发、设备创新、标准建设、工程应用，必然引起各国产学研投界的高度关注。
3D打印是一项集机械、计算机、数控、材料等多学科于一体的，新的数字化先进制造技术，应用该技术可以成形任意复杂结构。其制造材料涵盖了金属、非金属、陶瓷、复合材料和超材料等，并正在从3D打印向4D、5D打印方向发展，尺度上已实现8 m构件制造并向微纳制造发展，制造地点也由地表制造向星际、太空制造发展。这些进展促进了现代设计理念的变革，而智能技术的融入又会促成新的发展。3D打印应用领域非常广泛，在航空、航天、航海、潜海、交通装备、生物医疗、康复产业、文化创意、创新教育等领域都有非常诱人的前景。中国高度重视3D打印技术及其产业的发展，通过国家基金项目、攻关项目、研发计划项目支持3D打印技术的研发推广，经过二十多年培养了一批老中青结合、具有国际化视野的科研人才，国际合作广泛深入，国际交流硕果累累。作为中国制造2025的发展重点，3D打印在近几年取得了蓬勃发展，围绕重大需求形成了不同行业的示范应用。通过政策引导，在社会各界共同努力下，3D打印关键技术不断突破，装备性能显著提升，应用领域日益拓展，技术生态和产业体系初步形成；涌现出一批具有一定竞争力的骨干企业，形成了若干产业集聚区，整个产业呈现快速发展局面。
华中科技大学出版社紧跟时代潮流，瞄准3D打印科学技术前沿，组织策划了本套3D打印前沿技术丛书，并且，其中多部将与爱思唯尔（Elsevier）出版社一起，向全球联合出版发行英文版。本套丛书内容聚焦前沿、关注应用、涉猎广泛，不同领域专家、学者从不同视野展示学术观点，实现了多学科交叉融合。本套丛书采用开放选题模式，聚焦3D打印技术前沿及其应用的多个领域，如航空航天、工艺装备、生物医疗、创新设计等领域。本套丛书不仅可以成为我国有关领域专家、学者学术交流与合作的平台，也是我国科技人员展示研究成果的国际平台。
近年来，中国高校设立了3D打印专业，高校师生、设备制造与应用的相关工程技术人员、科研工作者对3D打印的热情与日俱增。由于3D打印技术仅有三十多年的发展历程，该技术还有待于进一步提高。希望这套丛书能成为有关领域专家、学者、高校师生与工程技术人员之间的纽带，增强作者、编者与读者之间的联系，促进作者、读者在应用中凝练关键技术问题和科学问题，在解决问题的过程中，共同推动3D打印技术的发展。
我乐于为本套丛书作序，感谢为本套丛书做出贡献的作者和读者，感谢他们对本套丛书长期的支持与关注。
西安交通大学教授
中国工程院院士
卢秉恒
2018年11月
总序二
3D打印是一种采用数字驱动方式将材料逐层堆积成形的先进制造技术。它将传统的多维制造降为二维制造，突破了传统制造方法的约束和限制，能将不同材料自由制造成空心结构、多孔结构、网格结构及功能梯度结构等，从根本上改变了设计思路，即将面向工艺制造的传统设计变为面向性能优的设计。3D打印突破了传统制造技术对零部件材料、形状、尺度、功能等的制约，几乎可制造任意复杂的结构，可覆盖全彩色、异质、功能梯度材料，可跨越宏观、介观、微观、原子等多尺度，可整体成形甚至取消装配。
3D打印正在各行业中发挥作用，极大地拓展了产品的创意与创新空间，优化了产品的性能；大幅降低了产品的研发成本，缩短了研发周期，极大地增强了工艺实现能力。因此，3D打印未来将对各行业产生深远的影响。为此，中国制造2025、德国工业4.0、美国增材制造路线图，以及欧洲增材制造战略等都视3D打印为未来制造业发展战略的核心。
基于上述背景，华中科技大学出版社希望由我组织全国相关单位撰写3D打印前沿技术丛书。由于3D打印是一种集机械、计算机、数控和材料等于一体的新型先进制造技术，涉及学科众多，因此，为了确保丛书的质量和前沿性，特聘请卢秉恒、王华明、聂祚仁等院士作为顾问，聘请3D打印领域的著名专家作为编审委员会委员。
各单位相关专家经过近三年的辛勤努力，即将完成20余部3D打印相关学术著作的撰写工作，其中已有2部获得国家科学技术学术著作出版基金资助，多部将与爱思唯尔（Elsevier）联合出版英文版。
本丛书内容覆盖了3D打印的设计、软件、材料、工艺、装备及应用等全流程，集中反映了3D打印领域的新研究和应用成果，可作为学校、科研院所、企业等单位有关人员的参考书，也可作为研究生、本科生、高职高专生等的参考教材。
由于本丛书的撰写单位多、涉及学科广，是一个新尝试，因此疏漏和缺陷在所难免，殷切期望同行专家和读者批评与指正！
华中科技大学教授
史玉升
2018年11月
前言
目前，金属3D打印技术引起了社会各界的高度关注，以数字化、个性化、定制化为特点的3D打印技术正快速改变着传统的生产方式和生活方式，推动着制造技术的再一次革新。激光选区熔化selective laser melting,SLM 是金属3D打印技术之一，其原理基于逐层累积的增材制造，与传统的去除型制造方式有着本质的区别。激光选区熔化3D打印技术相比其他金属3D打印技术的优势在于，成形件拥有更高致密度、更高尺寸精度和更好的表面质量，因此在精密金属3D打印领域中是为前沿和具潜力的技术，其主流发展趋势是装备设计和工艺研究。激光选区熔化3D打印技术的飞速发展，对工业及社会产生了巨大的推动作用，然而单独介绍激光选区熔化技术的专业书籍并不多，作者想通过此书帮助更多业内人士了解该项技术。
传统的零部件制造方式是通过车、铣、刨、磨、铸造、锻造、焊接等传统成形加工工艺来实现材料的加工。增材制造与传统的去除材料的加工不同，它不需要原坯与模具，直接根据图形数据，利用逐层累积将材料打印成形，可简化制造流程，缩短制造周期，节约制造材料，降低制造成本。激光选区熔化的成形工艺步骤包括：前期数据处理、激光选区熔化成形制造、后处理。前期数据处理作为产品数字化中为关键的一步，又包含三维模型的设计、模型的近似处理、添加支撑、分层处理、路径规划。激光选区熔化3D打印技术的发展给制造业带来了无限活力，使得复杂零件的制造易于实现，为快速精密加工、快速模具制造、个性化医学产品制作、航空航天零部件生产等领域注入了新的动力。
本书具体内容如下：
第1章：绪论。主要介绍了几种金属零件3D打印技术，特别是激光选区熔化3D打印技术及其基本原理、基本工艺流程和激光选区熔化3D打印技术目前的发展情况。
第2章：激光选区熔化成形熔池热物理过程。主要介绍了激光与材料的相互作用以及微熔池的熔化与凝固。
第3章：激光选区熔化设备及其关键技术。主要介绍了激光选区熔化设备的系统组成，
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