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第一章 快速成型技术原理及方法 1

1.1 制造理论的研究对象 1

1.1.1 制造产业和制造系统 1

1.1.2 先进制造系统模型 2

1.2 快速成型技术的产生 3

1.3 关于对快速成形的命名 4

1.4 快速成形技术的原理 4

1.4.1 成形方式分类 5

1.4.2 快速成形技术的原理 6

1.5 快速成形的主要工艺方法 8

1.5.1 立体印刷（Stereo Lithography Apparatus——SLA） 8

1.5.2 分层实体制造（Laminated Object Manufacturing——LOM） 9

1.5.3 选择性激光烧结（Selected Laser Sinterinh——SLS） 9

1.5.4 熔化沉积成形（Fused Deposition Modrling——FDM） 10

1.5.5 三维打印（Three-Dimensional Printing——3D-P） 10

1.5.6 固基光敏液相法（Solid Ground Curing——SGC） 10

1.5.7 热塑生材料选择性喷洒 11

1.5.8 变长线扫描SLS RPT 13

1.6 RPT与相关学科间的关系 14

1.5.9 高功率激光二极管线阵能量源SLS RPT 14

1.7 RPT的现状和发展方向 16

第二章 振镜扫描激光烧结快速成型系统 20

2.1 系统的基本组成单元 20

2.1.1 折叠腔CO2激光器 20

2.1.2 激光二极管指向器 23

2.1.3 振镜（检流计扫描器） 24

2.1.4 动态聚焦模块 29

2.2 扫描头与激光器的控制系统 32

2.2.1 硬件组成 32

2.2.2 扫描头和激光器的控制命令 33

第三章 变长线扫描激光烧结快速成型系统 41

3.1 关键光学部件 42

3.1.1 光学扩束器 42

3.1.2 光束变形和线束变长模块 47

3.2 机械结构 50

3.3 预处理软件及控制软硬件 52

3.4 加工质量和效率分析 55

3.4.1 加工质量分析 55

3.4.2 加工效率分析 55

3.5 高功率激光二极管线阵能量源SLS RPT 57

4.1 CAD软件系统——RP的支持性软件 59

4.1.1 三维模型的表达方法 59

第四章 快速成型系统的软件技术 59

4.1.2 快速成型技术中常用的文件格式 60

4.1.3 STL模型的前处理 62

4.2 切片软件 65

4.2.1 STL文件的切片处理 65

4.2.2 拓扑处理 66

4.2.3 扫描路径的生成算法 66

5.1.1 快速成型材料的分类 71

5.1.2 快速成型工艺对材料性能的要求 71

第五章 快速成型用材料 71

5.1 快速成型用材料种类及用途 71

5.1.3 快速成型中聚合物材料 73

5.1.4 国内外快速成型材料的产品及用途 76

5.1.5 组织工程材料及其快速成型技术 78

5.1.6 快速成型材料研究发展的趋势 81

5.2 激光烧结快速成型用材料 82

5.2.1 激光烧结快速成型对材料性能的要求 82

5.2.2 激光烧结成型材料的种类及其特性 83

5.2.3 成型材料性能对成型工艺的影响 89

5.3 激光烧结快速成型用材料的制造方法 91

5.3.1 激光烧结快速成型用原材料 91

5.3.2 激光烧结快速成型材料的制造方法 110

5.3.3 几种典型材料的制备方法 113

第六章 激光烧结快速成型工艺技术 123

6.1 激光烧结成型机理 123

6.1.1 复合有机材料激光烧结成型机理 123

6.1.2 覆膜陶瓷粉末激光烧结成型机理 124

6.2.1 铺粉密度及其影响因素 127

6.2 快速成型工艺参数对成型质量的影响 127

6.2.2 激光烧结成型工艺参数对烧结密度的影响 129

6.2.3 激光烧结成型工艺参数对成型精度的影响 135

6.3 激光烧结过程温度场数值模拟技术 140

6.3.1 覆膜陶瓷粉末激光烧结成型动态过程 140

6.3.2 烧结过程温度场的数值模拟 143

6.3.3 计算程序 149

6.3.4 数值模拟结果 149

6.3.5 数值模拟结果实验验证 150

6.3.6 数值模拟结果的应用 152

6.4 激光烧结成型件后处理工艺 155

6.4.1 脱脂工艺技术 156

6.4.2 高温烧结工艺技术 162

第七章 快速模具制造技术 170

7.1 快速模具制造技术概念及其分类 170

7.1.1 快速模具制造技术的概念 170

7.1.2 快速模具制造技术的分类 171

7.2 直接制模技术 174

7.2.1 直接制造木模或树脂模 174

7.2.2 直接制造金属模具 175

7.3 间接制模技术 178

7.2.3 直接制造铸造用模 178

7.3.1 快速制作简易模具 179

7.3.2 利用RPT快速制作钢模具 187

7.3.3 利用快速成型电火花电极制造钢模具 188

7.4 快速模具制造技术的发展趋势 190

第八章 快速铸造技术 193

8.1 典型铸造工艺基础 193

8.1.1 砂型铸造 193

8.1.2 熔模铸造 197

8.1.3 陶瓷型铸造 204

8.1.4 石膏型铸造 208

8.2 快速铸造技术 212

8.2.1 快速铸造技术的概念及优点 212

8.2.2 快速铸造技术的实现途径 213

8.2.3 直接成型精铸用蜡模 215

8.2.4 直接成型铸造用可消失树脂模 217

8.2.5 制造铸造用模样和模板 221

8.2.6 用快速原型翻制蜡模压型 222

8.2.7 快速成型铸造用型壳（芯） 222

8.2.8 直接成型铸造砂型（芯） 223

8.2.9 直接成型蜡模金属压型 225

8.3 铸造FMS技术 226

8.3.1 铸造FMS的概念 226

8.3.2 铸造FMS的构成 226

8.3.3 铸造FMS的工艺路线 228

8.3.4 铸造FMS的应用方向 229

第九章 反求工程与快速成型集成技术 230

9.1 反求工程与快速成型集成技术的原理 231

9.1.1 反求工程 231

9.1.2 集成技术原理 232

9.2.1 无损测量方法 233

9.2 数据提取方法 233

9.2.2 破坏性测量方法 243

9.3 测量数据处理 244

9.4 快速成型工艺方法比较 244

9.5 RE与RPT集成技术举例 246

第十章 红外和激光技术的光学基础 248

10.1 几何光学的基本定律 248

10.2 光学聚焦元件 249

10.2.1 球面透镜 249

10.2.2 球面反射镜 257

10.2.3 非球面反射镜 258

10.2.4 非球面透镜 259

10.2.5 平场物镜——fθ透镜 260

10.3 影响聚焦元件成像质量的因素 262

10.3.1 衍射 262

10.3.2 像差 264

10.3.3 透镜焦距和孔径的优化设计 267

第十一章 激光技术基础 268

11.1 激光器的发展简史 268

11.2 激光的特性 269

11.3.1 跃迁和辐射 271

11.3 激光器的基本原理 271

11.3.2 激光器的基本构成 272

11.3.3 激活粒子的能级系统 273

11.4 激光器的分类 274

11.4.1 气体激光器 275

11.4.2 固体激光器 276

11.4.3 染料激光器 278

11.4.4 半导体激光器 278

11.5 RP系统中的激光器 280

12.1 红外线的发现和红外技术的发展 285

第十二章 红外技术基础 285

12.2 红外线的频谱 286

12.3 红外激光与物质的相互作用 288

12.3.1 反射比、吸收比和透射比 289

12.3.2 材料对辐射的吸收 290

12.4 红外光学材料 292

12.4.1 激光加工系统中的红外光学材料 294

12.4.2 红外光学材料性能 300

12.5 光学薄膜 302

参考文献 307

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