雷射加工
所屬類別
科技 >> 機械 >> 機械加工
作者：曹鳳國 主編
叢書名：現代機械製造技術叢書
出版日期：2015年6月 書號：978-7-122-21782-0
開本：16K 787×1092 1/16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：262頁
本書系統闡述了雷射加工的基本原理，詳細介紹了雷射加工材料的去除加工(如切割、打孔等)、增材加工[如焊接、3D列印(快速成形)等]、表面加工(如改性、淬火等)、精密微細加工(如LIGA加工、準分子雷射加工等)、雷射複合加工(如雷射與電火花複合加工等)等各種雷射加工方法的工藝、設備和套用、發展等。
目錄
第1 章 緒論 1
1.1 雷射和工業雷射器的發展 1
1.2 雷射加工的特點、類型及套用 3
1.2.1 雷射加工的特點 3
1.2.2 雷射加工的類型及套用 3
1.3 先進雷射加工技術的發展方向 4
1.4 雷射加工技術術語及符號、單位 8
1.4.1 術語 8
1.4.2 符號和單位 12
第2 章 雷射材料加工理論 14
2.1 雷射產生的基本原理 14
2.1.1 光子的基本性質 14
2.1.2 光子的相干性 15
2.1.3 光子簡併度 15
2.1.4 光的受激輻射 15
2.1.5 光的受激輻射放大 18
2.1.6 光的自激振盪 19
2.1.7 雷射模式 20
2.2 雷射的特性 21
2.2.1 雷射的方向性 21
2.2.2 雷射的單色性 21
2.2.3 雷射的高強度（ 相干光強） 21
2.2.4 雷射的相干性 22
2.3 雷射與材料的相互作用 23
2.3.1 材料在雷射作用下的過程 23
2.3.2 材料的吸收與反射特性 24
2.4 材料在雷射作用下的熱力效應與組織效應 26
2.4.1 熱力效應 26
2.4.2 組織效應 27
第3 章 雷射器系統 29
3.1 固體雷射器 29
3.1.1 固體雷射加工系統 29
3.1.2 用於熱加工固體雷射器 31
3.2 氣體雷射器 33
3.2.1 高功率CO2 雷射器 34
3.2.2 準分子雷射器 36
3.2.3 其他氣體雷射器 37
3.3 其他類型雷射器 38
3.3.1 化學雷射器 38
3.3.2 高功率CO 雷射器 38
3.3.3 染料雷射器 39
3.3.4 光纖雷射器 39
3.3.5 半導體雷射器 39
第4 章 雷射去除加工 41
4.1 雷射打孔 41
4.1.1 雷射打孔的原理及特點 41
4.1.2 雷射打孔的分類 44
4.1.3 雷射打孔的加工系統 46
4.1.4 雷射打孔工藝 49
4.1.5 典型材料的雷射打孔 55
4.2 雷射切割 67
4.2.1 雷射切割的特點 67
4.2.2 雷射切割的方式 68
4.2.3 影響切割質量的因素 70
4.2.4 常用工程材料的雷射切割 77
4.3 雷射打標、雕刻 81
4.3.1 雷射打標 81
4.3.2 雷射雕刻 84
第5 章 雷射焊接技術 86
5.1 概述 86
5.2 雷射熱傳導焊接 86
5.2.1 雷射熱傳導焊接基本原理 86
5.2.2 雷射焊接工藝參數與焊接方法 87
5.3 雷射深熔焊 93
5.3.1 深熔焊理論 93
5.3.2 深熔焊的主要影響因素 94
5.3.3 深熔焊的接頭形式與質量 95
5.3.4 常用材料的雷射焊接 96
5.3.5 人造金剛石工具的雷射焊接 98
5.3.6 塑膠的雷射焊接 101
5.4 雷射焊接的套用及設備 104
5.4.1 雷射焊接的套用 104
5.4.2 雷射焊接設備 105
5.5 雷射焊接的優點和局限性 106
5.5.1 雷射焊接的優點 106
5.5.2 雷射焊接的局限性 107
第6 章 雷射表面改性技術 108
6.1 雷射表面改性的特點與分類 108
6.1.1 雷射表面改性的特點 108
6.1.2 雷射表面改性的分類 109
6.2 雷射相變強化和雷射熔凝強化 110
6.2.1 雷射相變強化 111
6.2.2 雷射熔凝強化 113
6.2.3 雷射表面強化中碳及合金元素的影響 114
6.2.4 雷射表面強化工藝 115
6.2.5 雷射表面強化實例 118
6.3 雷射表面熔覆及合金化 120
6.3.1 雷射表面熔覆 120
6.3.2 雷射合金化 126
6.3.3 雷射表面熔覆與合金化的套用 129
6.4 雷射表面非晶化 130
6.4.1 非晶態金屬的結構與性質 131
6.4.2 雷射非晶化的特點 132
6.4.3 雷射非晶化的原理 132
6.4.4 雷射非晶化工藝及影響因素 133
6.4.5 雷射非晶化的套用 134
6.5 雷射衝擊硬化 135
6.5.1 雷射衝擊硬化的特點 135
6.5.2 雷射衝擊處理的模型 135
6.5.3 雷射衝擊硬化對材料力學性能的影響 136
6.5.4 雷射衝擊處理的發展 138
6.6 複合表面改性技術 139
6.6.1 兩種複合表面改性技術 139
6.6.2 兩種以上複合表面改性技術 140
第7 章 雷射3D 列印技術( 雷射快速成形技術) 142
7.1 概述 142
7.2 3D 列印( 快速成形) 技術的基本原理及特徵 143
7.2.1 3D 列印( 快速成形) 技術的原理 143
7.2.2 3D 列印( 快速成形) 技術的工藝過程 144
7.2.3 3D 列印( 快速成形) 技術的特徵 144
7.3 3D 列印( 快速成形) 主要的工藝方法 145
7.3.1 液態光敏樹脂選擇性固化 145
7.3.2 粉末材料選擇性雷射燒結 147
7.3.3 熔融沉積成形 149
7.3.4 薄型材料選擇性切割 149
7.3.5 固基光敏液相法 150
7.3.6 三維列印 151
7.3.7 複合成形法 152
7.4 3D 列印( 快速成形) 的軟體與設備 153
7.4.1 雷射3D 列印( 快速成形) 前期數據處理 153
7.4.2 雷射3D 列印( 快速成形) 設備 156
7.5 3D 列印( 快速成形) 用材料 157
7.5.1 3D 列印( 快速成形) 工藝對材料的要求 157
7.5.2 3D 列印( 快速成形) 材料的分類 158
7.6 雷射燒結3D 列印( 快速成形) 162
7.6.1 雷射燒結3D 列印( 快速成形) 機理 162
7.6.2 金屬粉末的雷射燒結3D 列印( 快速成形) 162
7.6.3 雷射燒結3D 列印( 快速成形) 工藝因素 164
7.7 反求工程與3D 列印( 快速成形) 集成技術 170
7.7.1 反求工程 170
7.7.2 數據獲取方法 171
7.7.3 數據處理 173
7.7.4 三維重構 174
7.8 快速模具製造技術 174
7.8.1 快速模具製造技術及其分類 174
7.8.2 快速金屬模具製造技術 178
7.8.3 快速模具製造技術的發展方向 185
第8 章 其他雷射加工技術 187
8.1 雷射清洗技術 187
8.1.1 雷射清洗基礎 187
8.1.2 雷射清洗特點和分類 189
8.1.3 雷射清洗用雷射器 190
8.1.4 雷射清洗的套用 191
8.1.5 雷射清洗技術的發展 192
8.2 雷射光存技術 194
8.2.1 雷射光存技術的發展 194
8.2.2 雷射光碟使用的雷射器 194
8.2.3 雷射光碟的讀/寫工作原理 195
8.3 雷射拋光技術 197
8.3.1 雷射拋光的特點 197
8.3.2 雷射拋光的原理 198
8.3.3 雷射拋光系統的主要構成 199
8.3.4 影響雷射拋光的工藝因素 199
8.3.5 雷射拋光技術的發展和套用前景 201
8.4 雷射複合加工技術 202
8.4.1 雷射輔助車削技術 202
8.4.2 雷射輔助電鍍技術 203
8.4.3 雷射與步沖複合技術 204
8.4.4 雷射與水射流複合切割技術 204
8.4.5 雷射複合焊接技術 205
8.4.6 雷射與電火花複合加工技術 208
8.4.7 雷射與機器人複合加工技術 210
第9 章 雷射微細加工 212
9.1 準分子雷射微細加工 213
9.1.1 準分子雷射加工的原理及特點 213
9.1.2 準分子雷射的微細加工 214
9.1.3 準分子雷射微細加工的套用 217
9.2 超短脈衝雷射的微細加工 220
9.2.1 超短脈衝雷射的發展 220
9.2.2 飛秒雷射器的分類 222
9.2.3 飛秒雷射加工的原理及特徵 222
9.2.4 飛秒脈衝雷射的精細加工套用 226
9.3 雷射微型機械加工 231
9.3.1 微型機械加工 231
9.3.2 準分子雷射直寫微細加工 232
9.3.3 雷射LIGA 技術 233
9.3.4 雷射化學加工技術 236
9.3.5 微型機電系統的雷射輔助操控與裝配 236
9.4 雷射誘導原子加工技術 237
9.4.1 原子層外延生長 237
9.4.2 原子層刻蝕 238
9.4.3 原子層摻雜 239
9.5 雷射製備納米材料 239
9.5.1 雷射製備納米材料的特點 239
9.5.2 雷射誘導化學氣相沉積法 239
9.5.3 雷射燒蝕法 242
9.6 脈衝雷射沉積薄膜技術 243
9.6.1 脈衝雷射沉積薄膜技術的特點 243
9.6.2 脈衝雷射沉積薄膜的原理 244
9.6.3 PLD 沉積薄膜的裝置 246
9.6.4 PLD 沉積工藝 246
9.6.5 PLD 製備新材料套用 247
9.6.6 脈衝雷射沉積薄膜技術的發展方向 248
9.7 雷射-掃描電子探針技術 249
9.7.1 雷射-掃描電子探針技術的基本原理 249
9.7.2 納米加工的套用 250
9.7.3 Laser-SPM 技術的發展 251
第10 章 雷射加工中的安全防護及標準 253
10.1 雷射的危險性 253
10.1.1 光的危害 253
10.1.2 非光的危害 255
10.2 雷射危險性的分類 255
10.2.1 分類過程 255
10.2.2 分級 255
10.3 雷射防護 256
10.3.1 雷射防護的主要技術指標 256
10.3.2 雷射防護的通用操作規則 257
10.4 雷射安全標準 257
10.4.1 雷射安全的國家標準 257
10.4.2 雷射防護鏡標準 258
參考文獻 259
