直接雷射沉積技術
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內容簡介
直接雷射沉積技術為新興的技術，藉由雷射技術加熱熔融粉末材料，直接成形製作所需求的元件形體，可以延伸為3D列印製造技術。已有許多使用者，憑藉著自己的想法，組裝自己理想中的直接雷射沉積設備。直接雷射沉積技術的應用可以簡單區分為三種：一種是在物件表面上堆疊塗層，作為表面改質的應用；另一種是附加在其他金屬元件上，可以添加新功能表面或修補局部外型，可應用於維修或再製造；第三種是直接成形製作成為3D元件。直接雷射沉積技術的材料利用率高，具有在各項工業領域建構大型組件與塗層的優點。
本書的編寫希望能提供國內學校及研發單位、機械與材料領域的學生及研究學者有用的參考資料。另外，對於3D列印、積層製造、雷射製造、機械加工及材料開發需求的技術人員，以及新興市場關注及新產品開發的人士，也希望此書的內容及資料，能在工作上有所助益。
目錄
序
1前言
1.1 製作概念
1.2 技術優點
1.3 技術發展
2沉積原理
2.1 雷射金屬積層製造
2.2 直接雷射沉積
2.3 雷射與粉末輸送
2.4 直接雷射沉積的熔池
2.5 製程監測與調控
3沉積用雷射
3.1 雷射產生器
3.2 雷射的特性
3.3 雷射源的選用
4前處理與後處理
4.1 圖檔建構
4.2 移動路徑規劃
4.3 支撐結構
4.4 表面清潔處理
4.5 預熱處理
4.6 重熔處理
4.7 熱處理
4.8 後加工處理
5沉積層性質與結構
5.1 疲勞試驗
5.2 潛變
5.3 微觀結構
5.4 表面張力和潤濕性
5.5 黏度
5.6 殘餘應力
5.7 抗熱衝擊性
6沉積用材料
6.1 沉積用材料型態
6.2 粉末材料製造方法
6.3 直接雷射沉積常用的材料
7粉末輸送
7.1 送粉系統
7.2 粉末計量和輸送系統
7.3 粉末輸送噴嘴
7.4 粉末輸送載氣
7.5 粉末噴流特性
7.6 粉末輸送的影響
8品質檢測
8.1 外觀檢視
8.2 表面粗糙度測量
8.3 沉積層厚度測量
8.4 結合強度試驗
8.5 孔隙率測量
8.6 金相微結構分析
8.7 磨耗試驗
8.8 硬度試驗
9相關技術的發展
9.1 直接雷射沉積
9.2 粉體床熔化成型
9.3 電弧銲成型
9.4 摩擦攪拌銲接成型
9.5 黏結劑噴塗成型
9.6 金屬擠製成型
9.7 未來發展
10相關應用
10.1 3D列印元件
10.2 修復
10.3 雷射熔覆
10.4 複合金屬製造
10.5 高速雷射熔覆
11安全防護
11.1 雷射的安全
11.2 雷射危害
11.3 雷射束相關的危害
11.4 雷射等級和安全標準
11.5 雷射防護
11.6 護目鏡選擇
序／導讀
序
直接雷射沉積技術是目前較為新興的技術，國內外技術已逐漸成形，為3D列印技術的衍伸技術之一。已有許多使用者，憑藉著自己的想法，組裝自己理想中的直接雷射沉積設備。本書的編寫，希望能提供國內學校及研發單位，機械與材料領域的學生及研究學者有用的參考資料。另外，有3D列印、積層製造、雷射製造、機械加工及材料開發需求的技術人員，以及新興市場關注及新產品開發的人士，希望此書的內容及資料，能在工作上有所助益。
直接雷射沉積技術的應用可以簡單區分為三種，一種是在物件表面上堆疊塗層，作為表面改質的應用；另一種是附加在其他金屬元件上，可以添加新功能表面或局部外型修補，可應用於維修或再製造；第三種是直接成形製作成為3D元件。直接雷射沉積技術可歸類為積層製造的一種製作方式，適用於表面披覆、熔覆、修補、表面重熔與3D列印於各種機械零組件上。此技術為雷射技術性能提升後所產生的新興技術，藉由雷射熔融金屬、合金或瓷金粉末材料形成塗層或所需要的三維形體，直接雷射沉積技術的高能量雷射加熱源，熔融材料堆積形成鍵結強度極佳的沉積層，材料的利用率高，具有在各項工業領域建構大型組件與塗層的優點。
本書內容介紹直接雷射沉積技術的原理與製作相關概念，從技術的製作概念介紹，到技術的優點與技術發展。直接雷射沉積技術具有3D直接成型的優點，本書於第2～4章節介紹技術相關原理、特性與前後處理方法；第5～8章節介紹沉積層的材料特性、選用與品質等；第9章節內容，比較此技術與其他製作方法的差異性；第10章節介紹技術的相關應用；第11章節介紹技術相關的安全注意事項。
希望藉由本書內容的整理與揭露，有助於國內產業在新產品開發，以及元件修補應用上更多的選擇。由於筆者的寫作與知識水平有限，難免有不足之處，懇請讀者批評與指正。
關鍵詞：雷射、沉積、金屬、3D、列印、塗層。
編著者 謹識
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