前言/序言
增材制造技术作为世界科技强国竞相发展的战略性核心技术，已成为我国战略性新兴产业、“十四五”智能制造关键发展技术以及国际学科前沿技术。其中，以激光为能量源的金属增材制造技术在航空航天、生物医疗、军工、核电与精密器件等国防、战略性新兴产业中展现了巨大的应用潜力与价值，发展该技术对于推进我国的产业升级、高端制造业发展具有重要意义。作为一种集先进制造、智能制造、绿色制造、新材料应用、精密控制等技术于一体的高新技术，激光金属增材制造技术从原理上突破了复杂金属构件的技术瓶颈，实现了“设计引导制造、功能性优先设计、创新设计”的转变，为材料、结构与性能/功能的定制化提供了极大的可能性。
然而，随着产业应用场景的不断深化，激光金属增材制造技术面临着新的发展需求。例如，采用单束激光源的激光选区熔化技术无法满足航空航天、核电等领域关键构件大型化、复杂化、精密化的发展需求。其成形效率需进一步提升；激光金属增材过程的熔道起伏、台阶效应等引起的表面质量、精度较低问题，已无法满足高端应用场景（如大型精密模具等）的高精度需求；单一材料构件难以满足极端复杂工况条件下的多功能/性能需求。多材料激光金属增材制造技术近年来已成为创新的前沿热点。此外，高反/难熔金属材料（铜及其合金、钨、钽等）、生物医用材料（钛、锌等）激光增材制造以及面向激光金属增材制造的创新结构设计方法也是领域前沿与研究热点。因此，解决上述高效率、高精度、多材料、高反/难熔材料、生物医用材料的激光金属增材制造成形难题，探索基于激光金属增材制造的创新结构设计方法，对于进一步拓展激光金属增材制造技术应用、全面提升制造水平具有重要意义。
本书立足于笔者所在团队多年来从事激光金属增材制造技术理论研究与实践工程应用的工作积累，汇聚了来自笔者团队的科研成果，适当引用国内外相关领域的研究进展与成果，重点介绍了激光金属增材制造领域的前沿技术及目前存在的关键难题，总结了典型技术应用场景与案例，展望了相关技术前沿与趋势。本书共10章，相关内容如下：
第1章为激光金属增材制造简介，简要介绍激光金属增材制造技术的定义与分类、装备与工艺以及材料种类与制备，特别阐述了激光金属增材制造技术的专业术语。
第2章介绍了大尺寸激光选区熔化技术，涵盖该技术的装备、工艺发展现状，并讨论了其关键技术，包括多激光过程模拟、循环风场设计、零件应力优化以及在线质量监控。
第3章呈现了激光金属增减材复合制造技术，详述了该技术的制造原理与装备，讨论了送粉式增减材成形过程、成形精度与表面质量的影响因素，总结了关键问题与未来发展方向。
第4章介绍了高反/难熔材料激光增材制造技术，主要包括铜及其合金、铝及其合金、贵金属等高反材料，以及钨及其合金、钽等难熔材料的激光增材制造研究进展，讨论了成形挑战与应用前景。
第5章详述了多材料激光金属粉床增材制造技术，系统总结了其技术与装备分类，讨论了主要材料类型与界面特征， 分析了关键技术特征并总结了潜在应用。
第6章总结了增材制造工艺约束与结构设计方法，介绍了增材制造的工艺约束与成形特征约束，重点阐述了面向增材制造约束的拓扑优化设计方法。
第7章介绍了多孔结构设计方法及其成形性能，涵盖了均匀、随机、梯度多孔结构设计方法及其力学行为，重点阐述了结构的优化设计方法以及声、电、磁等功能特性。
第8章总结了复杂模具激光金属增材组合制造技术，介绍了基于增材组合制造技术的复杂模具设计方法，进一步介绍了模具钢的激光增材成形工艺及该技术的关键问题。
第9章讨论了医用材料激光金属增材制造技术，包括钛及钛合金、钴基合金、镍钛合金、可降解金属等典型医用金属材料的激光增材成形，并突出了该技术在骨科、口腔科等方面的典型应用场景。
第10章系统展望了激光金属增材制造技术的研究与创新前沿，主要涵盖基于激光金属增材制造技术的可降解金属、高熵合金、非晶合金、多材料等材料体系创新，大面积脉冲激光粉末床熔化、多能量场辅助增材制造、无支撑金属增材制造等装备创新，以及在线监测与过程控制、无透镜光学扫描、多轴飞行打印等工艺创新。
本书对激光金属增材制造技术的前沿方向与学科热点进行了较为全面的总结与展望，提出了若干技术难点，以期给广大科研工作者参考的同时，共同交流予以突破。
本书由王迪教授、杨永强教授、韩昌骏副教授、张明康博士、刘林青博士共同编写，王迪教授负责全书的统筹与审稿工作。博士生董志、罗子艺、胡高令，硕士生卫洋、王晗、冯永伟、胡伟南、唐锦荣、王再驰、严佛宝、袁道林、黄金淼、刘振宇、徐申焘、李扬、欧远辉等为本书做了资料收集、整理等工作。本书也引用了团队毕业博士、硕士的论文作为资料，包括肖冬明、孙健峰、张国庆、肖泽锋、张明康、白玉超、陈杰等博士，以及麦淑珍、翁昌威、王艺锰、陈峰、朱勇强等硕士，在此对他们表示感谢。
由于笔者水平有限，书中难免存在不妥之处，真诚欢迎广大读者批评指正。
著者
