Procesy celowej zmiany kształtu materiału wywołane poruszającą się wiązką laserową; z wykorzystaniem zjawiska rozszerzalności termicznej, nazywamy termicznym kształtowaniem laserowym. Odbywa się ono bez udziału sił zewnętrznych. Osiągnięcie pożądanego kształtu realizowane jest poprzez nałożenie na obrabiany element określonego rozkładu ścieżek o dobranym kącie gięcia wzdłuż każdej linii. Zasadniczym celem pracy jest modelowanie analityczne i eksperymentalne badanie zjawiska gięcia płyt pod wpływem poruszającej się wiązki laserowej w zależności od parametrów tej wiązki (moc, prędkość skapowania, średnica i in.), od geometrii przedmiotu oraz od parametrów materiałowych. 
Opis badań jest poprzedzony prezentacją aktualnego stanu wiedzy na świecie na temat termicznego kształtowania materiałów wraz z krótką historią rozwoju tej metody. 
Przedstawiono nowy model analityczny gięcia płyty, który pozwolił na uzyskanie zależności termicznej deformacji kątowej i wzdłużnej w funkcji parametrów: obróbki, geometrycznych i materiałowych. Analiza rozwiązań wykazała, że otrzymane funkcje na te deformacje sprowadzają się do zależności od dwóch parametrów bezwymiarowych: liczby Fouriera i temperatury powierzchni płyty odniesionej do temperatury utraty przez materiał właściwości sprężystych oraz od parametrów materiałowych. 
Otrzymane zależności teoretyczne porównano z wynikami doświadczalnymi, uzyskując zadowalającą zgodność. Te rezultaty potwierdziły teoretycznie przewidywaną optymalną strategię termicznego kształtowania laserowego. Wykazano, że zwiększając prędkość skapowania i moc źródła ciepła w ten sposób, aby maksymalna temperatura powierzchni była stała, osiąga się wzrost efektywności ekonomicznej procesu kształtowania przy jednoczesnym wzroście dokładności procesu. Zauważono, że do realizacji tego celu niektóre konwencjonalne źródła ciepła mogą konkurować z laserami. 
 
Spis treści:

WYKAZ WAŻNIEJSZYCH SYMBOLI I OZNACZEŃ 
WSTĘP 
 
1. HISTORIA I AKTUALNY STAN WIEDZY O TERMICZNYM KSZTAŁTOWANIU MATERIAŁÓW 
1.1. Początki kształtowania termicznego 
1.2. Mechanizm gięcia wywołany gradientem temperatury 
1.3. Mechanizm spęczania termicznego 
1.4. Gięcie płyt wywołane wyboczeniem termicznym 
1.5. Przykłady kształtowania laserowego 
1.6. Zastosowania kształtowania termicznego 
1.6.1. Cechy szczególne kształtowania termicznego 
1.6.2. Precyzyjne kształtowanie laserowe 
1.6.3. Laserowe pozycjonowanie elementów konstrukcyjnych 
1.6.4. Kształtowanie materiałów kruchych i niemetalicznych 
1.6.5. Kształtowanie płyt na poszycie statków 
1.7. Modelowanie termicznego kształtowania materiałów 
1.8. Wnioski z przeglądu literatury na temat kształtowania termicznego 
 
2. PODSTAWY FIZYCZNE TRWAŁYCH DEFORMACJI TERMICZNYCH 
2.1. Klasyfikacja odkształceń i naprężeń termicznych 
2.2. Główne przyczyny termicznych trwałych odkształceń 
2.3. Cykle termiczne obiektów utwierdzonych jedno- i dwuosiowo 
2.4. Nagrzana kołowa tarcza utwierdzona w cienkiej sprężystej płycie 
2.5. Nagrzany walec utwierdzony w grubej sprężystej płycie 
2.6. Nagrzany płaskownik utwierdzony w sprężystej płycie 
2.6.1. Nieskończona płyta nagrzewana ruchomą wiązką punktową 
2.6.2. Nieskończona płyta nagrzewana ruchomą wiązką liniową 
2.7. Opis mechanizmów termicznej deformacji płyt 
 
3. MODELOWANIE TERMICZNEGO GIĘCIA PŁYT WYWOŁANEGO GRADIENTEM TEMPERATURY 
3.1. Dwuwarstwowy gradientowy termiczny model gięcia płyt 
3.1.1. Dwuwarstwowy model gięcia płyt za pomocą punktowego źródła ciepła 
3.1.2. Dwuwarstwowy model gięcia płyt za pomocą liniowego źródła ciepła 
3.2. Gradientowy model gięcia płyt z uwzględnieniem ciągłego rozkładu temperatury w materiale 
3.2.1. Deformacje termiczne w płycie indukowane wiązką kołową 
3.2.2. Deformacje termiczne w płycie indukowane wiązką prostokątną 
3.2.3. Rola temperatury powierzchni i liczby Fouriera w termicznej deformacji płyt 
3.2.4. Zastosowanie wyników ciągłego modelu do opisu dystorsji występujących w laserowych obróbkach materiałów 
3.2.4.1. Dystorsje spawalnicze 
3.2.4.2. Dystorsje występujące przy cięciu termicznym 
3.2.4.3. Dystorsje płaskowników po hartowaniu laserowym 
 
4. BADANIA DOŚWIADCZALNE DEFORMACJI TERMICZNYCH INDUKOWANYCH W PŁYTACH ORAZ DYSKUSJA WYNIKÓW 
4.1. Źródła ciepła stosowane do termicznego kształtowania materiałów 
4.1.1. Lasery molekularne CO2 
4.1.2. Lasery na ciele stałym Nd:YAG 
4.1.3. Lasery diodowe dużej mocy 
4.1.4. Konwencjonalne źródła ciepła nadające się do termicznego kształtowania materiałów 
4.2. Laserowe systemy do obróbki materiałów 
4.2.1. Opis systemu laserowego do obróbki materiałów w Centrum Laserowych Technologii Metali Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach 
4.2.2. Wiązka lasera CO2 
4.3. Badanie dynamiki deformacji kątowej indukowanej laserowo 
4.3.1. Układ doświadczalny do rejestracji przebiegów deformacji kątowej 
4.3.2. Czasowy przebieg kąta gięcia w korelacji z pracą lasera 
4.3.3. Wyniki pomiaru kąta zgięcia w zależności od mocy i prędkości wiązki 
4.4. Badanie temperatury powierzchni materiału w czasie gięcia laserowego 
4.4.1. Stanowisko do badania gięcia płyt i temperatury powierzchni 
4.4.2. Pomiar zależności temperatury powierzchni od parametrów obróbki laserowej 
4.4.3. Sterowanie temperaturą laserowo nagrzewanej powierzchni 
4.4.4. Wyniki pomiarów kąta gięcia płyt przy stałej temperaturze powierzchni 
4.4.5. Pomiar zależności krzywizny grzbietu zagięcia płyty od prędkości wiązki laserowej przy stałej temperaturze powierzchni 
4.5. Deformacje kątowe płaskich belek wywołane poruszającą się wzdłużnie prostokątną wiązką laserową 
4.6. Efektywność ekonomiczna laserowego kształtowania termicznego 
 
5. PODSUMOWANIE I WNIOSKI 
 
LITERATURA 
 
MODELOWANIE I EKSPERYMENTALNE BADANIA KSZTAŁTOWANIA LASEROWEGO MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH 
Streszczenie 
 
MODELLING AND EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF LASER FORMING 
OF CONSTRUCTION MATERIALS 
Summary