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激光定向能量沉積增材製造技術及應用/製造業先進技術系列

  • 作者：劉偉軍//張凱//王慧儒|責編:孔勁
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111782483
  • 出版日期：2025/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：333
人民幣：RMB 99 元      售價：元
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內容大鋼
    本書介紹了作者團隊20余年來在激光定向能量沉積技術領域的研究成果，包括設備研製、工藝開發、材料表徵與力學性能、檢測與控制、製造及應用等內容。書中介紹了激光定向能量沉積技術的原理、特點與作用，闡述了激光定向能量沉積的設備研製，按照工藝流程論述了激光定向能量沉積技術的前處理、工藝開發及后處理，闡明了激光定向能量沉積零件的組織性能特徵、激光定向能量沉積的過程檢測與智能控制，講解了激光定向能量沉積中的修復再製造與綠色低碳製造，例證了激光定向能量沉積技術在航空航天、汽車、能源、冶金、機械裝備、模具領域的應用，並展望了激光定向能量沉積技術的研究前沿與發展趨勢。
    本書內容編排深入淺出，廣博新穎，專業性鮮明，體系完整，獨創性顯著，緊扣科技發展脈搏，聚焦戰略新興行業，濃縮作者團隊在增材製造領域內的科學研究成果，適合作為高等學校相關專業師生，以及增材製造／修復技術相關領域研究人員的參考用書。
作者介紹
劉偉軍//張凱//王慧儒|責編:孔勁
目錄
前言
第1章  激光定向能量沉積技術導論
  1.1  激光定向能量沉積技術概述
    1.1.1  激光定向能量沉積技術的基本原理
    1.1.2  激光定向能量沉積技術的主要特點
    1.1.3  激光定向能量沉積技術的重要意義
  1.2  激光定向能量沉積技術的發展歷史
    1.2.1  激光定向能量沉積技術的國外發展歷史
    1.2.2  激光定向能量沉積技術的國內發展歷史
  1.3  激光定向能量沉積技術的研究現狀
    1.3.1  模型建立與數據處理
    1.3.2  材料及工藝研究
    1.3.3  過程模擬與模擬
    1.3.4  成形質量檢測與分析
    1.3.5  在線監測及閉環控制
  1.4  激光定向能量沉積技術的應用現狀
    1.4.1  快速成型
    1.4.2  結構添加
    1.4.3  修復再製造
  參考文獻
第2章  激光定向能量沉積的設備研製
  2.1  激光定向能量沉積設備的需求分析
  2.2  激光定向能量沉積設備的系統組成
    2.2.1  激光傳輸系統
    2.2.2  粉末送給系統
    2.2.3  運動執行系統
    2.2.4  氣氛保護系統
    2.2.5  電腦控制系統
  2.3  激光定向能量沉積設備的工效學優化設計
    2.3.1  激光定向能量沉積設備的情感融合優化設計
    2.3.2  激光定向能量沉積設備的操作任務分析
    2.3.3  激光定向能量沉積設備的人機交互界面優化
    2.3.4  激光定向能量沉積設備的工效學優化效果評價
  2.4  激光定向能量沉積設備的性能指標及應用
  參考文獻
第3章  激光定向能量沉積的數據處理技術
  3.1  STL模型的建立與優化
    3.1.1  STL模型構造
    3.1.2  STL模型文件格式
    3.1.3  STL文件拓撲信息分析
    3.1.4  拓撲重建的數據結構
    3.1.5  STL文件拓撲信息重建
  3.2  基於STL模型的分層演算法
    3.2.1  基於三角形信息組織形式的分層處理演算法
    3.2.2  容錯分層方法
    3.2.3  自適應分層方法
    3.2.4  一致性誤差分層方法
  3.3  平行掃描路徑規劃方法
    3.3.1  平行掃描特點與問題
    3.3.2  自適應平行掃描路徑規劃

    3.3.3  基於溫度分區的平行掃描路徑規劃方法
  3.4  環形掃描路徑規劃方法
    3.4.1  環形掃描路徑生成演算法
    3.4.2  層面輪廓的凸分解演算法
    3.4.3  分區適應性環形掃描路徑生成演算法
  參考文獻
第4章  激光定向能量沉積技術的工藝開發
  4.1  激光定向能量沉積成形過程的模擬模擬
    4.1.1  激光定向能量沉積成形過程的模擬模型構建
    4.1.2  宏觀溫度場的模擬模擬
    4.1.3  宏觀應力場的模擬模擬
    4.1.4  熱力耦合場的模擬模擬
    4.1.5  微觀組織演化的模擬模擬
  4.2  激光定向能量沉積工藝參數優化
    4.2.1  激光定向能量沉積單因素試驗優化設計
    4.2.2  激光定向能量沉積正交試驗優化設計
    4.2.3  激光定向能量沉積響應面優化設計
    4.2.4  激光定向能量沉積逼近理想解排序法優化設計
    4.2.5  激光定向能量沉積非支配排序遺傳演算法優化設計
  4.3  激光定向能量沉積掃描策略優化
    4.3.1  掃描策略對成形零件質量精度的影響
    4.3.2  掃描策略對成形零件微觀組織的影響
    4.3.3  掃描策略對成形零件力學性能的影響
  參考文獻
第5章  激光定向能量沉積零件的熱處理
  5.1  激光定向能量沉積GH4169合金熱處理
    5.1.1  GH4169合金熱處理工藝
    5.1.2  GH4169合金時效熱處理顯微組織
    5.1.3  GH4169合金固溶時效熱處理顯微組織
    5.1.4  GH4169合金固溶時效熱處理力學性能
  5.2  激光定向能量沉積TC17鈦合金熱處理
    5.2.1  TC17鈦合金熱處理工藝
    5.2.2  TC17鈦合金時效熱處理組織
    5.2.3  TC17鈦合金固溶時效熱處理組織
    5.2.4  TC17鈦合金固溶時效熱處理力學性能
  5.3  激光定向能量沉積製件局部熱處理方法
    5.3.1  GH4169合金局部熱處理組織性能
    5.3.2  TC17鈦合金局部熱處理組織性能
  參考文獻
第6章  激光定向能量沉積典型合金的組織性能
  6.1  激光定向能量沉積典型粉末材料
    6.1.1  典型金屬材料
    6.1.2  金屬粉末的表徵
    6.1.3  金屬粉末製備
    6.1.4  金屬粉末特性及其對製件影響
  6.2  激光定向能量沉積合金組織
    6.2.1  鎳基合金顯微組織
    6.2.2  不鏽鋼顯微組織
    6.2.3  鈦合金顯微組織
  6.3  激光定向能量沉積典型材料力學性能

    6.3.1  鎳基合金力學性能
    6.3.2  不鏽鋼力學性能
    6.3.3  鈦合金力學性能
  6.4  激光定向能量沉積鈦基材料耐磨層摩擦磨損性能
    6.4.1  激光定向能量沉積製備耐磨塗層
    6.4.2  摩擦磨損測試及結果
    6.4.3  基材磨損機制
    6.4.4  沉積層表面磨損機制
    6.4.5  顆粒強化機制
    6.4.6  耐磨性強化機制
  參考文獻
第7章  激光定向能量沉積過程的檢測與控制
  7.1  激光定向能量沉積熔池在線測量系統
    7.1.1  熔池在線測量系統構成
    7.1.2  感測器
    7.1.3  數據採集卡
    7.1.4  數據處理系統
    7.1.5  反饋控制系統
  7.2  激光定向能量沉積過程的動態辨識
    7.2.1  系統辨識定義及分類
    7.2.2  辨識演算法
    7.2.3  動態辨識及傳遞函數
  7.3  激光定向能量沉積過程的PID控制
    7.3.1  PID控制方法
    7.3.2  PID控制應用實例
  7.4  激光定向能量沉積缺陷超聲無損檢測
    7.4.1  超聲無損檢測技術
    7.4.2  超聲檢測的影響因素
    7.4.3  微小缺陷識別方法
  7.5  激光定向能量沉積零件殘餘應力檢測
    7.5.1  殘餘應力產生機制
    7.5.2  殘餘應力檢測方法
  參考文獻
第8章  激光定向能量沉積再製造技術
  8.1  激光定向能量沉積再製造技術概述
    8.1.1  再製造工程
    8.1.2  傳統再製造技術
    8.1.3  激光定向能量沉積再製造技術
    8.1.4  激光定向能量沉積再製造技術優勢
    8.1.5  激光定向能量沉積再製造技術框架
  8.2  面向激光定向能量沉積再製造的3D特徵重構方法
    8.2.1  失效部位的預處理
    8.2.2  基於再製造的3D特徵重構方法
    8.2.3  缺損部位3D特徵精度分析
  8.3  激光定向能量沉積再製造工藝開發
  8.4  激光定向能量沉積再製造質量控制
    8.4.1  激光定向能量沉積過程質量影響因素分析
    8.4.2  基於PSO-BP神經網路的沉積層質量預測方法
    8.4.3  BP神經網路模型的訓練及測試
  參考文獻

第9章  激光定向能量沉積綠色低碳製造
  9.1  激光定向能量沉積過程碳排放特性分析
    9.1.1  激光定向能量沉積過程碳排放特性
    9.1.2  激光定向能量沉積過程碳排放邊界分析
  9.2  激光定向能量沉積過程碳排放模型
    9.2.1  時間模型
    9.2.2  激光發生器子系統碳排放分析
    9.2.3  送粉子系統碳排放分析
    9.2.4  進給子系統碳排放分析
    9.2.5  冷卻子系統碳排放分析
    9.2.6  輔助子系統碳排放分析
  9.3  激光定向能量沉積過程碳排放模型參數試驗獲取
    9.3.1  試驗設備
    9.3.2  沉積材料
    9.3.3  試驗平台
    9.3.4  試驗參數獲取
  9.4  面向碳排放激光定向能量沉積工藝參數優化方法
    9.4.1  激光定向能量沉積過程多目標優化問題描述
    9.4.2  多目標工藝參數優化模型
    9.4.3  約束條件
    9.4.4  基於改進人工魚群模型求解
    9.4.5  演算法求解步驟與流程
    9.4.6  演算法性能分析
    9.4.7  優化結果分析
  9.5  激光定向能量沉積過程碳排放對比試驗
    9.5.1  試驗條件
    9.5.2  試驗驗證
  參考文獻
第10章  激光定向能量沉積的應用實例
  10.1  航空航天領域中的應用
    10.1.1  航空領域
    10.1.2  航天領域
  10.2  汽車領域中的應用
  10.3  能源領域中的應用
    10.3.1  風力發電機
    10.3.2  核電站
  10.4  冶金領域中的應用
  10.5  機械行業中的應用
    10.5.1  機床
    10.5.2  流體機械
    10.5.3  模具
  參考文獻
第11章  激光定向能量沉積的研究前沿與發展趨勢
  11.1  激光定向能量沉積複合製造
    11.1.1  複合多能場的激光定向能量沉積
    11.1.2  複合多工藝的激光定向能量沉積
  11.2  特殊材料的激光定向能量沉積
    11.2.1  非晶合金
    11.2.2  高熵合金
    11.2.3  形狀記憶合金

    11.2.4  功能梯度材料
  11.3  特殊結構的激光定向能量沉積
    11.3.1  薄壁結構
    11.3.2  懸臂結構
    11.3.3  複雜曲面結構
    11.3.4  點陣結構
    11.3.5  仿生結構
  11.4  激光定向能量沉積設備的發展趨勢
    11.4.1  高功率
    11.4.2  可變焦
    11.4.3  大尺寸
    11.4.4  超高速
    11.4.5  智能化
    11.4.6  集成化
  11.5  激光定向能量沉積技術的發展方向
  參考文獻

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