《激光制造技术与工业应用》一书在介绍激光制造技术理论及激光器件与技术的基础之上,从原理、工艺、方法、装备和材料等维度,详细阐述激光去除加工、激光焊接、激光表面改性、激光3D打印(激光快速成形)、激光微细加工、激光清洗、激光抛光、激光复合加工等技术。
第1章激光制造技术理论基础001
1.1激光产生的机理001
1.1.1电磁辐射特性001
1.1.2激光产生的必要条件002
1.2激光束特性005
1.2.1激光的方向性005
1.2.2激光的单色性005
1.2.3激光的高强度005
1.2.4激光的相干性006
1.3激光束的聚焦与传输特性007
1.3.1激光束聚焦007
1.3.2激光束聚焦深度009
1.3.3像差009
1.3.4热透镜效应010
1.3.5激光束的准直与整形010
1.3.6激光束传输013
1.3.7激光束扫描015
1.3.8激光的合束与分束技术016
1.4激光器光学元件与聚焦镜018
1.4.1激光器输出窗口和透镜材料018
1.4.2反射镜018
1.4.3镀膜技术019
1.5激光束质量019
1.5.1激光束质量标准019
1.5.2光束参数乘积(BPP)评价方法021
1.5.3光束质量因子M2的测量方法022
1.6材料的吸收和反射特性023
1.6.1材料的吸收特性023
1.6.2材料反射率025
1.7激光与固体材料相互作用025
1.7.1激光束加热过程025
1.7.2表面效应025
1.7.3内部效应026
1.7.4非线性效应027
1.7.5激光诱导等离子体027
1.8激光加工的热源模型027
1.8.1热物理常数027
1.8.2激光打孔中的热源模型028
1.8.3激光焊接热源模型029
1.8.4激光切割的热传递030
1.8.5激光热处理中的热量传递031
参考文献031
第2章激光器件与技术032
2.1固体激光器系统032
2.1.1固体激光器的基本结构032
2.1.2用于激光加工的几种常用固体激光器033
2.1.3半导体二极管激光泵浦YAG激光器033
2.1.4掺钛蓝宝石飞秒激光器035
2.2气体激光器035
2.2.1CO2激光器系统035
2.2.2横流CO2激光器036
2.2.3轴流CO2激光器037
2.2.4扩散冷却CO2激光器038
2.2.5准分子激光器039
2.2.6高功率CO 激光器039
2.3高功率半导体激光器040
2.4光纤激光器040
2.4.1光纤激光器的基本结构041
2.4.2光纤激光器的特点041
2.4.3光纤激光器的种类042
2.4.4高功率光纤激光器(HPFL)042
2.4.5超快光纤激光器043
2.5其他激光器043
2.5.1化学激光器043
2.5.2染料激光器044
参考文献044
第3章激光去除加工技术046
3.1激光打孔046
3.1.1激光打孔的原理及特点046
3.1.2激光打孔的分类046
3.1.3激光打孔的加工系统047
3.1.4激光打孔工艺047
3.1.5典型材料的激光打孔048
3.2激光切割049
3.2.1激光切割的特点049
3.2.2激光切割的方式049
3.2.3影响切割质量的因素052
3.2.4常用工程材料的激光切割054
3.3激光打标、雕刻055
3.3.1激光打标055
3.3.2激光雕刻056
参考文献056
第4章激光焊接技术057
4.1激光焊接原理与方法057
4.1.1激光焊接基本原理057
4.1.2激光焊接模式概述058
4.1.3基本激光焊接特性065
4.1.4激光焊接设备与应用071
4.2先进激光焊接工艺与应用073
4.2.1激光填丝焊接073
4.2.2激光电弧复合焊接075
4.2.3双光束激光焊080
4.2.4激光热丝焊接082
4.2.5激光感应热源复合焊接083
4.2.6激光钎焊084
参考文献084
第5章激光表面改性技术086
5.1激光熔覆技术086
5.1.1激光熔覆基本原理086
5.1.2激光熔覆工艺与方法092
5.1.3激光熔覆的应用099
5.2激光表面合金化105
5.2.1激光表面合金化原理105
5.2.2激光表面合金化工艺与方法106
5.2.3激光表面合金化的应用108
5.3激光冲击强化109
5.3.1激光冲击强化原理109
5.3.2激光强化工艺参数111
5.3.3激光冲击强化的应用113
5.4激光淬火技术113
5.4.1激光淬火技术原理113
5.4.2激光淬火工艺与方法115
5.4.3激光淬火技术应用116
参考文献117
第6章激光3D 打印技术127
6.13D打印技术概述127
6.1.13D打印技术的概念127
6.1.23D打印技术的发展史128
6.1.33D打印技术的工作原理128
6.1.43D打印技术的特点和优势129
6.23D打印技术的全过程129
6.2.1工件三维CAD模型文件的建立129
6.2.2三维扫描仪130
6.2.3三维模型文件的近似处理与切片处理130
6.33D打印机的主流机型131
6.3.1立体光固化打印机131
6.3.2选择性激光烧结打印机132
6.3.3选择性激光熔化打印机132
6.3.4熔丝制造成形打印机133
6.3.5分层实体打印机134
6.3.6黏结剂喷射打印机135
6.43D打印技术的应用与发展135
6.4.13D打印技术的应用136
6.4.23D打印技术与行业结合的优势136
6.4.33D打印技术在国内的发展现状137
6.4.43D打印技术在国外的发展趋势137
6.4.53D打印技术发展的未来138
6.5LMD技术发展、工作原理和特点139
6.6LMD技术特点139
6.6.1LMD技术的优点139
6.6.2LMD技术的缺点140
6.7LMD和SLS\SLA\SLM技术的差异性140
6.8LMD核心器件及典型商品化设备143
6.8.1核心器件143
6.8.2商品化LMD设备143
6.8.3LMD技术的典型应用144
6.9LMD 3D打印材料与研究概述145
6.9.1LMD 3D打印常用粉末材料种类及特性145
6.9.2LMD 常用材料的制备工艺及产品特点151
6.9.3生物医疗LMD 3D打印金属材料的种类及应用153
6.9.4航空航天LMD 3D打印金属材料的种类及应用154
6.9.5模具LMD 3D打印金属材料的种类及应用155
6.10LMD 3D打印机制造系统实例155
6.10.1LMD 金属3D打印机系统组成及性能155
6.10.2LMD成形系统的防护及安全160
参考文献163
第7章激光微细加工技术166
7.1准分子激光微细加工166
7.1.1准分子激光加工的原理及特点166
7.1.2准分子激光微细加工技术168
7.1.3准分子激光微细加工的应用170
7.2超短脉冲激光的微细加工172
7.2.1超短脉冲激光的发展172
7.2.2飞秒激光器的分类174
7.2.3飞秒激光加工的原理及特征174
7.2.4飞秒脉冲激光的精细加工应用176
7.3激光微型机械加工192
7.3.1微型机械加工192
7.3.2准分子激光直写微细加工193
7.3.3激光LIGA技术194
7.3.4激光化学技术195
7.3.5微型机电系统的激光辅助操控与装配195
7.4激光诱导原子加工技术197
7.4.1原子层外延生长197
7.4.2原子层蚀刻198
7.4.3原子层掺杂198
7.5激光制备纳米材料199
7.5.1激光制备纳米材料的特点199
7.5.2激光诱导化学气相沉积法200
7.5.3激光烧蚀法206
7.6脉冲激光沉积薄膜技术207
7.6.1脉冲激光沉积薄膜技术的特点207
7.6.2脉冲激光沉积薄膜的原理207
7.6.3脉冲激光沉积薄膜的装置208
7.6.4脉冲激光沉积薄膜工艺208
7.6.5脉冲激光沉积薄膜技术制备新材料应用209
7.6.6脉冲激光沉积薄膜技术的发展方向210
7.7激光扫描电子探针技术211
7.7.1激光扫描电子探针技术的基本原理211
7.7.2纳米加工的应用211
7.7.3激光光谱212
参考文献213
第8章其他激光加工技术214
8.1激光清洗技术214
8.1.1激光清洗基础214
8.1.2激光清洗特点和分类215
8.1.3激光清洗用激光器217
8.1.4激光清洗的应用217
8.1.5激光清洗技术的发展217
8.2激光抛光技术218
8.2.1激光抛光的特点218
8.2.2激光抛光的原理219
8.2.3激光抛光系统的主要构成219
8.3激光复合加工技术220
8.3.1激光辅助车削技术220
8.3.2激光辅助电镀技术220
8.3.3激光与步冲复合技术221
8.3.4激光与水射流复合切割技术221
8.3.5激光复合焊接技术222
8.3.6激光与电火花复合加工技术222
8.3.7激光与机器人复合加工技术223
参考文献224