喷射液束电解辅助激光加工的理论模型和实验研究
一文看懂五种金属3D打印技术原理
一文看懂五种金属3D打印技术原理如今,随着科技的快速发展,具有短期制造、按需制造、快速原型优势的金属3D打印技术,正在使很多不可能成为可能。
目前市场上主流的金属3D打印技术主要有以下五种:激光选区烧结(SLS)、纳米颗粒喷射金属成型(NPJ)、激光选区熔化(SLM)、激光近净成型(LENS)和电子束选区熔化(EBSM)技术。
下面,给大家介绍一下这五种金属3D打印技术的基本工作原理。
一、SLS激光选区烧结工作原理:预先在工作台上铺一层粉末材料,激光在计算机控制下,按照界面轮廓信息,对实心部分粉末进行烧结,然后不断循环,层层堆积成型。
SLS法采用红外激光器作能源,使用的造型材料多为粉末材料。
加工时,首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度,然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平;激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结,一层完成后再进行下一层烧结,如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。
最后,将未烧结的粉末回收到粉末缸中,并取出成型件。
由于该成型方法有着制造工艺简单,柔性度高、材料选择范围广、材料价格便宜、成本低、材料利用率高、成型速度快等特点,主要应用于铸造业,并且可以用来直接制作快速模具。
二、NPJ纳米颗粒喷射金属成型工作原理:先将金属以液体的形式装入3D打印机,打印时用含金属纳米颗粒的液体喷射成型。
然后通过加热将多余的液体蒸发留下金属部分,最后通过低温烧结完成成型。
该成型方法能够使用普通的喷墨打印头作为工具,无需借助任何外力即可通过专门的技术融化去除支撑结构,因为是通过融化去除的,理论上可以无限添加,给予设计师更大的自由。
除金属材料外,其在陶瓷技术上的突破使得应用扩展至牙科、医疗和特定工业领域。
三、SLM激光选区熔化工作原理:利用高能量激光束将三维模型切片后的二维截面上的金属合金粉末熔化,由下而上逐层打印出任意复杂结构和接近100%致密度的金属零件。
SLM技术主要利用CAD三维软件设计三维模型,并导出为切片软件能够识别的文件格式;对三维模型进行切片操作并添加支撑和分层处理,得到三维模型的截面轮廓数据;利用路径规划软件对轮廓数据进行扫描路径处理,将路径规划后的数据导入SLM设备中,工控机按照每层轮廓的扫描路径,控制激光束选区逐层熔化金属合金粉末,逐层堆叠成致密的三维金属零件实体。
喷射液束电解辅助激光加工的理论模型和实验研究
东 南 大 学 学 报 (自然科 学版 )
J UR L O O TH A T U I E ST ( aua SineE io ) O NA F S U E S N V R I Y N trl c c dt n e i
Vo . 0 No. 14 4
的表 面质 量.
关 键词 :激光 打孔 ; 工模 型 ; 加 再铸 层 ; 喷射 液束 电解
中图分 类号 : E 2 . T 647 文 献标 志码 : A 文章 编号 :10 0 0 ( 0 0 0 -7 60 0 1— 5 5 2 1 )40 3 -5
S ud f t e r tc lm o e nd e p r m e t o a e a h n n t y o h o e i a d la x e i n n l s r m c i i g
加 工模 型 , 制 了专用 试 验装 置 后对 1 r8 iT 不锈 钢进 行 打 孔试 验 , 用形 貌 仪和 扫 描 电子 研 ClN9 i 采 显微 镜对 试验 结果 进行 了分 析. 结果表 明 : 喷射 液束 电解 辅助 激光加 工 的小孔 形状 与加 工模 型 的
结果相一致; 复合加工 中电解对激光打孔入 口处的孔壁再铸 层由 00 1mn减小至 0m l孔底 .3 l n, 再铸 层 由 0 0 9ml 小 至 0 0 7mm; . 1 n减 . 1 电解作 用 能 消 除激 光 加 工产 生 的微 裂 纹 , 高 激光 加 工 提
( 南京航空航 天大学机 电学 院, 南京 20 1 ) 106 ( 南京 师范大学物理科学与技术学院 , 南京 2 04 ) 10 6
摘 要 :针对 激 光打孔 表 面具有 再铸 层 、 裂纹 等工 艺缺 陷, 出 了喷射 液束 电解辅 助 激光 加工 复 微 提
微水导激光稳定水束光纤的CFD仿真研究
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(5)
式中G。——平均速度梯度引起的湍动能 G。——由于浮力影响引起的湍动能 %——可压缩湍流脉动膨胀对总的耗散 率的影响 盯。——湍动能散率对应的普朗特常数 or。——湍动耗散率对应的普朗特常数 cl。、C:。、c3。——经验常数 cl。、c2。、C3。、叽和盯。取Fluent中默认值, 分别为1.44、1.92、0.09、1.0和1.3。 4计算模型
C
为垂直进口。出口采用自由出流,方向垂直出口。 对得到的离散化方程采用基于交错网格的PISO 法求解关于原始变量速度矢量“和压力P的方 程,设置好后对区域进行求解。
5计算结果与分析
5.1
喷嘴入口速度对射流稳定长度的影响
图4为本文模拟仿真中6种速度人口的气液 两相容积分数,可以看出,速度在50—200m/s 时,形成的水束光纤稳定长度大约在70mm左右, 随着速度的增加,稳定长度逐渐减小,而且射流对 空气的卷吸作用增强,射流偏离轴线位置。
lOOm/s、200m/s、300m/s、400m/s和500m/s,方向
喷嘴的几何参数主要有喷嘴直径、长径比、人 口和出口过渡形状及倒角半径、内表面粗糙度等, 喷嘴的直径根据加工要求确定,在这里设定直径 为0.2mm。根据流体力学原理,一定压力的水射 流从喷嘴口流出即形成射流,从孔口边缘形状及 出流形状将孔口分为薄壁孔口和厚壁孔口,厚壁 孔口(长径比为2~4)具有较高的出流流量系数, 对于厚壁孔口,如果孔口进口边界是尖锐的,由于 流线不能转折,射流会发生收缩,而这种现象对光 与水束光纤的耦合是非常有利的,在本文中选择 长径比为2.5。喷嘴结构模型如图2所示,模型 中喷嘴人口段直径d=0.2mm,长度Z=0.5ram, 出口段直径d’=5mm,长度Z’=200mm。
特种加工技术及其在实践中的运用研究
特种加工技术及其在实践中的运用研究摘要:在对特种加工技术的分类和适用范围进行分析以后,对机械特种加工技术、热特种加工技术和电气特种加工技术在实践中的运用进行了分析,包括这些技术的优点、适用作业以及发展趋势。
关键词:特种加工技术技术运用1. 引言特种加工技术与使用刀具和磨具等切除多余材料的加工方法不一样,它不是传统意义上的材料加工方法,它是对传统加工方法的改进和补充。
所谓的特种加工技术是直接利用电能、热能、声能、光能、化学能和电化学能,有时也结合机械能对工件进行的加工技术。
对于高硬度材料和复杂形状、精密微细的特殊零件,特种加工有很大的适用性和发展潜力,在模具、量具、刀具、仪器仪表、飞机、航天器和微电子元器件等制造中得到越来越广泛的应用。
本文接下来将对特种加工技术的分类及在实践中的运用进行研究。
2.特种加工技术的分类及其适用范围2.1 机械特种加工技术。
机械特种加工技术与切削加工这种传统的加工方法不同,它对于材料的处理是结合机械进行热能等加工。
在实际运用中,发展出了多种有所差别的机械特种加工技术,包括液力加工技术、磨料流动加工技术、低应力磨削加工技术、磨料喷射加工技术、热辅助加工技术、喷水加工技术、超声波加工技术以及全成型加工技术这8种类别。
机械加工技术在切割、抛光、研磨、去毛刺、穿孔、拉削、磨削和套料等加工领域尤其适用。
2.2 热特种加工技术。
热特种加工技术在应用中不断完善和发展,到今天已经发出了以下几种不同的方法:电子束加工技术、电火花磨削加工技术、电火花线切割技术、电火花成型加工技术、电火花切割技术、等离子束加工技术、激光加工技术。
在应用中,热特种加工技术也有其适用的范畴,一般来讲,钻孔、车削、磨削、成型、切割、划线和开割等加工适合采用热特种加工技术。
2.3 电气特种加工技术。
这通常又被叫做电化学加工或者电解加工,在运用这种方法的过程中,需要将加工对象置于直流电场或者电解溶液中进行阴极溶解这种电化学反应,从而达到对金属工件进行加工的目的。
中国科学院大连化学物理研究所正式职工及博士后招聘计划表6
研究组岗位职责或工作内容应聘条件环境分析博士学位,环境、分析化学相关专业,在环境和分析化学类主流期刊发表3篇以上文章,熟悉分析仪器科学仪器研究硕士学位,电子、物理相关专业,3年以上从事科学仪器研究经验,熟悉快电子学、高速数据采集、射频等知识者优先激光光谱和质谱的研究应用博士学位,化学、物理相关专业,熟悉分子束、激光、质谱及光谱者优先嵌入式仪器的开发学士(含)以上学位,物理、电子或自动化专业,2年以上工作经验,熟悉嵌入式仪器硬件开发弱信号放大与传输(2名)学士或硕士学位,电子专业,有3-5年相关实际工作经验精密机械研究(2名)学士或硕士学位,机械、自动化专业,动手能力强、敬业、安心实验室管理与服务工作仪器分析硕士(含)以上学位,分析、药分或有机化学专业,热爱分析工作,事业心强,工作认真敬业软件开发学士或硕士学位,软件工程专业,有3-5年相关实际工作经验科研助手硕士(含)以上学位,机械、电子、分析化学或相关专业,责任心强催化杂环合成202组(万伯顺)有机合成科研岗位硕士(含)以上学位,有机化学专业有机合成岗位硕士(含)以上学位,化学相关专业,较好的英语交流能力,具有离子液体合成经验和微波合成经验者优先膜交换技术制备离子液体硕士(含)以上学位,化学及相关专业,具有膜透析设备制备离子液体经验,掌握离子液体表征及纯化相关知识,具有建立相似离子交换过程制备离子液体的能力,优秀的英语写作及口头表达能力,具有专利及文章写作经验者优先有机合成学士(含)以上学位,有机化学、物理化学专业,具有有机合成及催化研究经验,能熟练操作使用并维护色谱、质谱等常规实验仪器,责任心强固定床多相催化反应学士(含)以上学位,化工工艺、物理化学专业,有固定床反应经验,能熟练操作使用并维护色谱、质谱等常规实验仪器,责任心强,多相催化反应工业实验背景燃料电池系统研发博士学位,电化学、化学工程及相关专业,具有强烈的责任感、良好的组织协调和沟通能力实验室综合管理学士(含)以上学位,良好的沟通能力和团队协作精神,较强的责任心和管理能力,工作认真细致、积极主动碱性膜研发学士(含)以上学位,化工、材料、高分子、膜专业,具有强烈的责任感、良好的钻研能力和创造能力,工作经验丰富者优先燃料电池、电解池及系统组装、运转评价本科以上学历,化工相关专业,具有强烈的责任感、良好的组织协调和沟通能力科研秘书学士(含)以上学位,化学专业,较强的英文读写说的能力,熟悉化学药品,熟练掌握文献查询燃料电池系统研发(1-2名)学士(含)以上学位,化工机械、化工设备、化学工艺等专业,35 岁以下,熟练使用ProE/ACAD/Solid Works 绘图软件进行产品设计,或熟练使用Aspen plus 等软件进行流程模拟,责任心强,有工作激情,良好的团队合作精神过程模拟(2名)硕士(含)以上学位,化学工程、化工计算、流体力学等专业,35岁以下,熟悉化工、化学过程模拟,能够熟练应用过程模拟软件(fluent,femlab 等)及UDF 程序编写,熟悉优化方法及其程序的编写与调试工作,有电化学专业知识以及燃料电池专业知识者优先,较好的英语读写能力,能够撰写英文文章,责任心强工艺设计学士(含)以上学位,化学工程、化工工艺专业,35岁以下,熟悉化工工艺系统设计规定及其设计流程,具备化工过程设计经验,掌握PFD 图、PID 图、设备图、施工图等图纸的制图规范,并能够熟练绘制,有化工设计单位工作经验者优先,责任心强,有激情,能承受较强的工作压力,良好的团队合作精神机械设计学士(含)以上学位,机械设计、化工机械、机械加工等专业,35岁以下,熟悉机械设备钢结构的机加工、焊接工艺、铸造工艺及检验方面的中国国家标准及规范,熟练使用ACAD 、Solid Works 绘图软件进行产品设计,熟练掌握有限元分析软件,作应力分析与动态分析,能够独立对机械结构、尺寸、钢度、强度等进行计算储能电池电极材料制备与评价学士(含)以上学位,电化学、材料化学等相关专业,有储能电池、碳材料制备相关经验者优先,较强的实验操作能力和适应能力,责任心强,有激情,能承受较强的工作压力,良好的团队合作精神储能电池电解液分析评价学士(含)以上学位,电化学、应用化学、分析化学等相关专业,较强的实验操作能力和适应能力,有相关经验者优先,责任心强,有激情,能承受较强的工作压力,良好的团队合作精神中国科学院大连化学物理研究所人员招聘计划表微型仪器105组(关亚风) 中国科学院大连化学物理研究所是中国科学院所属事业单位。
2020年《电加工与模具》总目次
《电加工与模具》2020年第6期信息动态2020年《电加工与模具》总目次综述.专稿精密电解加工共性关键技术及其在航空制造中的应用.......王峰,肖娟,岳磊,吴小燕,赵建社(1-1)超声振动辅助铳削研究进展..........................................袁中行,方斌,李德芃(2-1)2019年我国电加工机床行业经济运行情况分析.........................吴国兴,卢智良,王晓娟(2-10)长风破浪--变局中的特种加工机床行业......................................本刊编辑部(增刊1-1)三菱电机大连机器有限公司:"e-F@ctory"助力智能制造..........................本刊编辑部(增刊1-5)特种加工机床企业及重点产品介绍.......................................................(增刊1-7)DMC2020以会以展,打造产业链、供应链的技术产品高效对接平台..........中国模具工业协会(增刊1-17)电弧增材制造综述:技术流派与展望..............................马驰,刘永红,纪仁杰,李常龙(4-1)微细电火花加工研究及应用思考......................................李勇,佟浩,李宝泉(5-1)激光增材制造镍基高温合金构件形性调控及在航空航天中的应用....................张红梅,顾冬冬(6-1)电火花加工单脉冲放电过程中熔池及材料蚀除的高速摄像观测研究...........................杨晓冬,田静(1-7)电火花放电微细电极振动的测量与研究.................赵之谦,朱烨添,李淋,吴江,裴景玉(1-12)一种用于微细电火花加工的甚高频微能脉冲电源…….....刘广民,张勇斌,王锋,李建,荆奇(1-17)微细丝数控电火花线切割加工机床的设计..............................刘斌,吴强,成哲(1-21)闭式整体叶盘电火花加工时间预测研究..............................阮虢凯,陶旭牧野,康小明(2-14)钛合金与镍基高温合金薄片振动辅助电火花加工工艺参数优化研究......................................王笑影,马良奇,宋涛,龙金,余祖元(2-19)油泵油嘴复杂微结构微细电火花铳削加工试验.................郑湘,吴强,陆晓华,刘斌(2-25)电火花线切割大电流条件下电参数对加工性能的影响.....王文昭,邱明波,刘志东,张明,邵程杰(2-29)木工聚晶金刚石刀具高效加工设备及工艺..............................邓杰军,侯磊,张宝华(2-34)电火花放电通道运动迁移试验研究.....................徐安阳,王晓明,朱胜,韩国峰,袁鑫鹏(3-1)反激式微细电火花加工脉冲电源研究............................官乐乐,蒋毅,覃德凡,赵万生(3-6)大型闭式整体叶轮电火花加工技术研究.................沈玉琢,李鹏,杨立光,蔡延华,范智广(3-11)高温合金深异形腔雾化烧蚀加工试验研究...............白松凯,刘志东,孔令蕾,韩云晓,邱明波(3-15)硬质合金材料电火花磨削加工装置研制及试验研究….....刘宇,辛祥杰,马付建,杨大鹏,张生芳(3-21)叶盘流道五轴高效复合放电加工机床及其数控系统设计…贾雨超,迟关心,王振龙,张昆,申泱(增刊1-19)旋转集束电极多通道烧蚀试验研究................................马坚坚,邱明波,卢攀(增刊1-24)基于ANSYS的混粉准干式电火花表面强化TC4钛合金显微裂纹分析……陈立君,石晓婧,张雪东(增刊1-28)排屑对闭式整体叶盘电火花加工的影响...................徐海华,阮虢凯,康小明,赵万生(增刊1-32)基于激光测量的成形电极损耗检测及修整技术研究…............闫晓桑,朱思萌,奚学程,赵万生(4-12)热障涂层冲蚀后的电火花制孔试验研究........................高长水,谢天海,赵凯,刘壮(4-17)双工位倒立式电火花线切割机床研制..........................黎毅锋,李海成,苏国康,张永俊(4-22)镜像双丝切向进给线电极电火花磨削加工微细轴的关键技术研究............................王燕青,on Mia,贾建宇,杨胜强,白基成(4-26)微细电极形状损耗分类预测及控形方法分析...........................王慧,王元刚,李晓鹏(5-10)基于脉间反馈脉冲电源的硅晶体电火花线切割加工研究……邵程杰,邱明波,刘志东,王文昭,张明(5-14)—I —信息动态旋转斜槽电极电火花微小孔加工电蚀产物排除过程仿真研究…刘宇,刘创业,马付建,杨大鹏,张生芳(5-19)电火花深小孔加工抬刀过程中超疏水表面电极对工作液置换的影响…李淋,张健,吴江,裴景玉(6-11)往复走丝线切割多次切割绝对尺寸控制研究............吉磊,刘志东,邓聪,尹希远,施涛(6-16)往复走丝电火花线切割机床智能自适应采样控制系统和纳秒级高频电源的研发及应用.......潘伯郁(6-25)用于回转体外表面的电火花强化修复装置研究................................葛志宏,邓静(6-29)电弧放电加工中爆炸声波的检测与研究................................陈吉朋,何国健,顾琳(6-32)电化学加工小孔径内壁螺旋形结构电解加工试验研究.................................................徐波,干为民,王祥志,何亚峰,尹飞鸿,周叙荣(1-24)管电极电解铳削深窄槽流场研究.........................................................张传运,郭锦辉,李俊飞,尧佳路,陈晓磊,张永俊(1-31)钛合金叶栅套料电解加工表面质量研究................................李家宝,马长进,朱栋(1-35)不规则内腔体电解装置的设计与试验...................李博,杨森,黎云玉,范植坚,唐霖(1-39)径向进给射流电解车削圆柱表面试验..................................仇志,曲宁松,刘洋(2-38)超疏水Ni-P-Al2O3纳米复合镀层的制备及耐腐蚀性能研究...................................张银,康敏,李恒征,刘运通,王兴盛,刘泽祥(2-43)机匣型面电解加工工艺及应用.......................................................李海宁(2-49)高速磨粒流动辅助电解复合加工方法..................................徐广超,徐正扬,王震(2-52)微槽管电极射流电解铳削加工仿真与试验..............................罗金星,房晓龙,朱获(3-26)异形深孔电解加工过程的流场优化.....................薛润荣,赵建社,姚学磊,嵇霖泽,王忠恒(3-32)用于铜电化学机械抛光的羟基乙叉二膦酸基电解液反应机理研究…………………………………………….....吴由頁,康仁科,郭江,刘作涛,金洙吉(3-38)纯相镍修复层的电化学制备及结构性能分析...........................刘萌,张志金,张明岐(3-44)《电加工与模具》2020年第6期Ti-48Al-2Cr-2Nb和SS304电解加工溶解特性研究及对型面精度的影响…张安,徐正扬,王玉弟(增刊1-36)高效精密电解铳磨加工Al-SiC铝基复合材料的流场仿真与试验.......徐国梁,李寒松,牛屾(增刊1-42)用于老年人安全检测的可穿戴式惯性开关的研制…….......................................杜立群,刘旭强,张希,王舒萱,刘蓬勃,赵剑(增刊1-47)成膜电位对GH3536在NaNO s溶液中钝化膜性能的影响……尹瀛月,霍金星,马玉财,孟翔宇,张建华(4-31)电化学射流加工SiC p/Al复合材料的试验研究...................刘壮,郭超,谢天海,高长水(4-36)针对慢波微结构的电解射流加工电流密度调制研究….....荆奇,李飘庭,张勇斌,李建,吉方(4-41)超微阳极扫描式电沉积加工的厚度均匀性实验研究….....侯亚楠,明平美,张峻中,张新民,曹军(4-47)三维微细电解加工微型腔侧壁缺陷的形成机理与改进机制.......伍朝志,伍晓宇,徐斌,雷建国(5-27)基于间隙阻抗的微细孔电解加工伺服控制......................牛献礼,孔全存,刘桂礼,祝福莉(5-31)基于短路时间的微细电化学加工模糊控制方法..........俞耀,葛红宇,张建华,陈康,李鲁(5-36)线性变电压套料电解加工锥度改善研究................................马越,朱栋,朱获(5-43)导通角对锥形孔电解加工精度的影响研究...............谷民凯,赵建社,王轶禹,杨柳柳,纪涛(6-36)手机金属中框电解射流去毛刺工艺仿真分析..............................................马世赫,钟慧兰,周佐霖,刘桂贤,张永俊,罗红平(6-42)整体叶盘狭小叶栅通道电解旋转套料加工.................................................翟士民,张明岐,黄明涛,潘志福,刘萌,孙超(6-48)内燃机阀门电解加工流场的数值模拟..................................王雅丽,黎学明,罗晓玉(6-52)激光加工及增材制造硬脆材料皮秒激光微加工试验研究.....................朱浩,张朝阳,徐坤,戴学仁,赵斗艳(1-43)水-气缩流导光机制仿真与试验研究.....................张广义,潮阳,张正,郭春海,张文武(1-47)激光选区熔化成形Cu-Al-Mn-La形状记忆合金..........党明珠,朱文志,田健,魏青松,史玉升(1-52)—域一《电加工与模具》2020年第6期信息动态248nm准分子激光旋转加工锥形孔试验.................康博栋,单等玉,陈涛,赵宇,杨武雄(2-57)电弧增材制造过程的外形控制优化....................................马驰,刘永红,金辉(2-61)桁架式三维点阵结构的参数化建模与增材制造............................................梁晓康,孙宏波,董鹏,朱瑞灿,田彩兰,何京文(2-65)基于激光束全反射的激光与电解复合小孔加工技术研究..................王玉峰,杨峰,张文武(3-49)Q235薄板单向扫描激光熔覆变形研究........................裴明源,乌日开西•艾依提,王胜权(3-55)微束电弧选区熔化金属增材制造方法..................................李世争,杨晓冬,解为然(3-59)纳秒激光与水射流耦合加工实验研究..............…李靖怡,王扬,程柏,李元,杨立军(增刊1-53)激光焊接铝合金T形接头力学性能分析............…刘天亮,王贺,王瀚琛,张丽娜,张益坤(增刊1-58)18Ni300模具钢逆铺粉方向不同倾斜角激光选区熔化成形工艺研究............................唐光东,…冯涛,段国庆,冯云龙,郭东海,吴朋越(增刊1-63)透镜振动辅助激光加工技术研究..............................吴昊,邹平,康迪,王文杰(4-53)3D打印个性化冠脉支架系统研发..............................王程锦,康双珠,张磊,孙伟(4-57)激光选区熔化成形18Ni300模具钢的致密度和缺陷研究……郭东海,冯涛,周靖超,王昌镇,吴朋越(5-48)三维喷印成形青铜663工艺研究..............................毛贻桅,李敬文,魏青松,史玉升(5-52)国外增材制造标准分类与解析.......................................................栗晓飞(5-56)超快激光加工技术在航空发动机制造中的应用.................温嵘,王琦,李璇,张云鹏(6-56)激光选区熔化成形Al-Si系合金的改性工艺研究现状.....周凯,谢德巧,吕非,王飞,刘志东(6-60)超声加工及其他特种加工超声振动辅助滚压参数对钛合金表面残余应力的影响............苏豪,沈学会,巩贤宏,师亚龙(1-55)钛合金腹板高速超声椭圆振动铳削力研究...............张明亮,张德远,高泽,杨文远,耿大喜(1-60)超声金属焊接双法兰结构声学系统设计.................靳涛,陆平山,胡扩,于保华,胡小平(1-65)电场诱导压印模具的套刻制备及其实验................................黎相孟,田洪森,祝锡晶(1-70)SiC纤维束界面层连续化学气相沉积设备研制.........................刘沐函,张磊,林峰(2-69)微织构阵列离散陶瓷材料旋转超声加工机理与工艺研究..................陈晓晓,王恒,张文武(3-64)赝火花电子束的实验研究及在金属表面改性中的应用............霍卫杰,胡静,曹晓形,赵万生(3-69)准直器制备关键工艺技术研究………………………….......王俊,刘善敏,武晓光,汪炜(增刊1-68)一种肿瘤血管阻断装置的设计和制造..............................莫昕霖,张磊,孙伟(增刊1-74)复合材料小孔超声铳磨质量研究..............................刘逸航,滕云达,耿大喜,张德远(4-61)超声振动辅助活检穿刺过程的摩擦特性研究............孙春生,刘子豪,魏鹏鹏,张勤河,张洪才(4-66)状态方程实验用铈微靶的聚焦离子束制备.................................................路超,任大鹏,张德志,张厚亮,贾果,史鹏(4-71)高体分SiC p/Al超声振动磨削放电复合加工试验研究…............孟涛,陈阳,张云鹏,王豆豆(5-60)基于弯曲模态的超声振动切削分析研究.......................................何宇,邹平(5-65)基于蚁群算法的涡轮叶片外轮廓激光测量技术研究….....朱思萌,王健,闫晓桑,奚学程,赵万生(5-69)信息动态2019年电加工机床达标认定工作顺利完成......(2-13)深切缅怀敬爱的于家珊研究员..................(2-74)中国机床工具工业协会特种加工机床分会2020年年会在西宁召开................................(6-70)全国特种加工机床标准化技术委员会六届二次会议在广西北海召开..............................(6-71)需求牵引,创新发展——2020年特种加工技术创新发展论坛在苏州举办...........................(6-72)第二届全国特种加工青年学者论坛在北京成功举办…......................................................................................(6-72)第三届中国多能场复合智能制造大会在宁波召开...(6-73)中国机械工程学会特种加工分会举办两次线上学术研讨会........................................(6-73)征订启事......................................(6-74)2020年《电加工与模具》总目次.. (I)—芋一。
激光加工毕业论文范文
激光加工毕业论文范文一、论文说明本团队专注于毕业论文写作与辅导服务,擅长案例分析、编程仿真、图表绘制、理论分析等,论文写作300起,具体价格信息联系二、论文范文参考如下PCL-836(A)在高速运动薄钢板激光加工控制系统的应用思路:根据宝钢高速运动薄钢板激光加工的实际需要,本项目研制出新型脉冲调Q N d:YA G激光打孔和打标两用激光加工系统所用的计算机操作系统,可以产生频率、幅值、脉冲宽度、脉冲组数等均可自由调整的控制脉冲信号,获得满足现场要求的打孔和打标。
题目:国内外激光加工产业和市场发展概况思路:描述了最近几年国内外激光加工产业概况、市场动向和发展前景,并进行了比较分析。
介绍了几种发展迅速的新兴激光加工机的发展趋势。
题目:激光加工管材的研究思路:综述了激光加工的先进性和管材在当代加工工业中的重要地位 ,指出了将激光应用于管材加工的意义 ,具体阐述了激光切割管材与激光焊接管材的现状和发展前景。
另外 ,从激光光束及传输特性、激光头轨迹控制、焦点位置控制、主要工艺参数的影响等方面对激光加工管材的关键技术进行了较深入的探讨题目:图形变换的矩阵方法在激光加工中的应用思路:本文介绍了图形变换的矩阵方法在激光加工中的应用。
经试加工证明,该方法能明显提高工效,且满足使用要求。
题目:激光飞行标刻系统及激光加工机器人控制与仿真研究思路:激光加工机器人以高能激光束为加工工具,以多自由度机器人运动机构实现激光束运动传输,聚焦激光束在工件上按控制系统预先编程设计的2D二维或三维3D加工轨迹精确运动,实现各种材料的点、线、面多种形式多种工艺的控型控性加工,是当今最为活跃的先进制造技术之一,在机械制造、微电子加工、产品包装等各领域得到广泛应用。
本文进。
题目:喷射液束电解辅助激光加工的基础研究思路:激光加工是将激光束照射到加工物体的表面,产生光辐射加热作用从而去除或熔化材料以及改变物体表面性能,达到加工目的。
由于激光加工不需要加工工具、加工速度快、表面变形小,因此被广泛应用于打孔、切割、焊接和热处理等领域。
特种加工论文
特种加工特点技术方向摘要:随着社会的进步,在机械加工方面也出现了许多的加工方法。
本文简述了特种加工技术的实际应用与研究发展方向。
关键词:特点;应用;研究方向。
特种加工特点及应用:1、等离子弧加工它是利用电弧放电使气体电离成过热的等离子高温气体流束,靠局部熔化和气化来去除材料的。
等离子体是指正负带电粒子数量大体相等的高温气体,它能受电磁场的约束。
等离子体加工可通过控制高温等离子流,实现切割、熔化、焊接、喷镀以及粉末制造和材料精炼等。
2、水射流切割该种类又称液体喷射加工,是利用(从孔径为0.1~0.5mm的人造蓝宝石喷嘴喷出的)高压(70~400Mpa)高速(300~900m/s)的喷射水流对工件的冲击作用来去除材料的,有时也称水切割或俗称水刀。
水射流切割主要用于加工很薄很软的金属和非金属材料,包括铜、铝、铅等材料及其制品,可代替硬质合金切槽刀具,而且切边的质量很好。
例如:汽车制造业中用于切割石棉刹车片等;还可切割19mm 厚的吸音天花板、10 mm厚的有机玻璃;3、化学加工它是利用酸、碱、盐等化学溶液与金属产生化学反应,使金属腐蚀溶解,改变工件尺寸和形状(甚至表面性能)的加工方法。
其属于成形加工的化学加工法主要有化学铣切(化学蚀刻)、照相制版和光刻。
4、快速成型技术该技术通过计算机辅助设计(CAD)或者三维数字测量仪,将所需要的零件转化为计算机内的电子模型,利用计算机,根据用分层软件获得的零件的CAD 模型某一截面的几何信息,选择性地固化、粘结或熔结特定材料(粉末、层片、熔丝等)某一区域,从而变为一个构成零件实体的水平方向层面,后续的材料与已固化层黏结,逐渐堆积成一个三维实体--零件。
目前具有代表性的快速成型工艺有:光敏树脂液相固化成型、选择性粉末烧结成型、薄片分层叠加成型和熔丝堆积成型。
该技术主要用于模型制造,模具加工以及单件小批量复杂零件制作。
5、电磁成形加工它是利用磁场力使金属坯料变形的高效率成形方法。
高压磨料水射流光整加工技术的理论分析与数值模拟研究的开题报告
高压磨料水射流光整加工技术的理论分析与数值模拟研究的开题报告一、选题背景及意义高压磨料水射流光整加工技术是一种先进的金属表面加工技术,在汽车、航空、航天、工程机械等领域都有广泛应用。
其相比传统机械加工、化学加工等技术,具有高效、环保、精度高等优点。
但该技术对加工条件的要求较高,需要进行理论分析及数值模拟,以优化加工参数,提升加工效率与质量。
二、研究内容及方法1. 研究高压磨料水射流光整加工技术的加工原理,分析其优缺点及适用范围。
2. 基于液-固两相流理论及磨粒入射动能转移模型,建立高压磨料水射流光整加工技术的理论模型。
3. 利用数值模拟方法,对高压磨料水射流光整加工技术进行模拟,优化加工参数,探究加工过程的物理特性及其对加工质量的影响。
4. 验证模型的有效性,对模型进行实验验证,比较模拟结果与实验结果的一致性。
三、预期目标1. 建立高压磨料水射流光整加工技术的理论模型,为研究该技术提供理论基础。
2. 通过数值模拟,确定最佳加工参数,提高加工效率和质量。
3. 通过实验验证,证明该理论模型的可靠性和实用性。
四、研究意义1. 为高压磨料水射流光整加工技术的优化提供理论依据。
2. 提高该技术的加工效率和质量,增强其在工业领域的应用。
3. 对液-固两相流理论的研究有较大贡献。
五、研究难点1. 建立液-固两相流理论的数学模型。
2. 分析磨料在加工过程中的动能转移,建立磨粒入射动能转移模型。
3. 选择合适的数值模拟方法,对加工过程进行模拟。
六、进度安排1. 第一阶段(1~3个月):文献查阅、理论分析和模型建立。
2. 第二阶段(3~6个月):数值模拟和模型优化。
3. 第三阶段(6~9个月):实验验证和数据分析。
4. 第四阶段(9~12个月):撰写论文,进行答辩。
电液束加工的发展与应用
De v e l o p me n t s a n d Ap p l i c a t i o n s o f J e t El e c t r o c h e mi c a l Ma c h i n i n g
Ta n g Yue, Lu o Ho n g pi n g, Wu Mi ng, S u n Ta o t a o, Yi n Xi a o l i a n g
综述 ・ 专 稿
《 电加 工与 模具} 2 0 1 5 年增刊1
电液束加 工的发展 与应 用
唐 岳 , 罗红 平 , 吴 明 , 孙涛 涛, 尹 潇靓
(广 东工 业大 学机 电工 程 学 院 , 广东 广 州 5 1 0 0 0 6)
摘要 : 电 液束 加 工是 一 种 前 景 广 泛 的微 细特 种 加 工方 法 , 其 加 工性 能 高 , 加 工 效 果及 稳 定 性
Ke y wo r d s : m a n u f a c t u i r n g t e c h n o l o y; g j e t e l e c t r o c h e m i c a l ma c h i n i n g ; l a s e r d i r l l i n g w i t h j e t
其是在汽车 、 航天 、 电子 、 光学 、 医疗 设 备 和通 讯 领 域 中, 越 来越 多 的精 密微 细设 备 无 法 用传 统 的机 械
加 工方 式加 工 。电解加 工是 利用 金 属在 电解 液 中产 生 阳极 溶 解 的电化 学 原 理来 加 工 金属 材 料 的 , 具 有 工 具 阴极 无 损 耗 、 无 宏 观切 削力 及 适 宜加 工 各 种 难 切削材料零件及薄壁类零件等优点[ I 】 , 使 电 解 加 工
精密和超精密加工技术课件
激光器
➢ 固体激光器
➢YAG (钇、铝和石榴石构成) 激光器,红宝石激光器 ➢特点:器件小、坚固、使用方便、输出功率大
墨最常用。
➢工作液——主要功能压缩放电通道区域,提高 放电能量密度,加速蚀物排出;常用工作液有 煤油、机油、去离子水、乳化液等。 ➢放电间隙——合理的间隙是保证火花放电的必 要条件。为保持适当的放电间隙,在加工过程 中,需采用自动调节器控制机床进给系统,并 带动工具电极缓慢向工件进给。
电火花加工工作要素
➢高速而能量密集的电子束冲击到工件上,被冲 击点处形成瞬时高温(几分之一微秒时间内升 高至几千摄氏度),工件表面局部熔化、气化 直至被蒸发去除。
电
子
电子束
束
加工的
喷丝头
加
异形孔
工
电子束加工曲面、穿孔
电子束加工特点及应用
➢ 电子束束径小(最小直径可达 0.01-0.05mm ),而其 长度可达束径几十倍,可加工微细深孔、窄缝。
➢可加工各种复杂形状的型孔、型腔、形面。 ➢工具与工件不需作复杂的相对运动,机床结构简单。 ➢被加工表面无残余应力,无破坏层,加工精度较高,尺
寸精度可达0.01~0.05mm 。
➢加工过程受力小,热影响小,可加工薄壁、薄片等易变
形零件。
➢ 生产效率较低。采用超声复合加工(如超声车削,超声 磨削,超声电解加工,超声线切割等)可提高加工效率。
➢优点:无焊渣,不需去除工件氧化膜,可实现不同材料 之间的焊接,特别适宜微型机械和精密焊接。
电解加工在航空航天领域的应用研究
硬度、 度、
性、
性的导电
;②加工速
度不受加工面积的影响,大面积加工时加工效率高;③
n 用 发生电
应
电子
,不存
在毛刺等缺陷;④ 加工过程中阴极和阳极不 触,不
存在机械切削力,加工的 不
变形;⑤加工
于冷加工,表面不
硬层等(3「4)o这些
显著优点使电解加工成为航空航天制造业中的关键加
机植制造®总第666期
点,对航空、航天及军事装备的发展有巨大的推动作
用。整体复杂构件由于
结构形状复杂,采用传统
的车削、
加工技术,
能够
的加工精
度,但是加工
,成
,
对机床的性能要
,而电解加工却能 这些不足。
整体叶盘是发动机的
部件之一,其质量决定
了发动机的性能和寿命,采用整体叶盘结构是
加工 及加工复杂
的方法,这 方法对
结构的加工精度和加工柔性具有
的
意义。
电解加工技术避免了薄壁零件加工易变形的问
题。目前,
体的旋印电解加工技术
,
能完成 体表
的加工。未来,该技术在航空
航天
部件加工中的应用前景
。
4整体复杂构件加工
整体复杂构件现今多应用于航空、航天及军事装
备的发动机
,因体 、质量轻及可靠性高的特
制這・材料
电解加工在航空航天领域的应用研究
口江晨 口杨波 口吴从焰 口张世新
上海航天精密机械研究所 上海 201600
m 摘要:论述了电解加工技术的原理和特 ,从高硬度材料加工、薄壁零件加工、整体复杂构件加工
和微小孔加工等方面分析了航空航天领域中应用电解加工技术对比传统机械加工技术的优势,同时介 绍了电解加工技术在航空航天领域的应用现状。
微液滴喷墨过程数值模拟与仿真分析
渊圆冤
籽越籽葬蚤则 垣渊籽蚤灶噪 原籽葬蚤则 冤渍
渊猿冤
公式渊圆冤和公式渊猿冤中 籽 表示密度渊噪早 辕 皂猿冤袁滋 表示动力黏
度 渊晕窑泽 辕 皂圆冤袁滋蚤灶噪尧籽蚤灶噪 和 滋葬蚤则尧籽葬蚤则 分别表示墨水和空气的动力黏 度和密度遥
采用不可压缩纳维原斯托克斯方程渊晕原杂 方程冤描述了能量 传递和流场连续性袁纳维原斯托克斯方程为院
鄢江苏省研究生科研与实践创新计划项目渊运再悦载员愿原员圆圆缘冤曰江苏省野六大人才高峰冶项目渊郧阅在月原园源猿冤曰南京市后补助计划项目渊圆园员苑圆圆园源远冤
134
是界面法向量袁啄 表示狄拉克函数袁啄 函数近似值如公式渊愿冤所示袁 界面法向量 灶 计算公式为院
叶工业控制计算机曳圆园员怨 年第 猿圆 卷第 愿 期
133
微液滴喷墨过程数值模拟与仿真分析鄢
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刘 训 员 杨建飞 员袁圆 邱 鑫 员袁圆 李思祥 员 杨继全 员袁圆
渊员 南京师范大学江苏省三维打印装备与制造重点实验室袁江苏 南京 圆员园园源远曰 圆 南京智能高端装备产业研究院有限公司袁江苏 南京 圆员园园源圆冤
摘要院微液滴喷射技术是一种微米级别的增材制造技术袁研究其喷墨过程中液滴喷射状态的变化对打印质量起着重要 作用遥 针对喷墨过程中墨水特性造成的液滴拖尾尧卫星滴等问题袁通过水平集方法建立微液滴喷墨过程的数学模型袁运用有 限元仿真软件 悦韵酝杂韵蕴 对其进行数值模拟袁分析得到墨水黏度尧张力尧喷射速度对液滴喷射的影响规律遥 采用高速摄像机 进行液喷射过程的图像采集袁将观测结果与仿真对比袁验证数值模拟的准确性遥
新型光电材料的制备与应用研究
新型光电材料的制备与应用研究光电材料是一种特殊的材料,具有光电特性,主要包括感光、光致变色、光电转换等特性,广泛应用于光电器件、半导体器件、光通信等领域。
而新型光电材料的研究则是在原有的基础上,探索和开发更加优良的新材料。
本文将介绍新型光电材料的制备与应用研究进展。
一、新型光电材料的制备方法人们对材料制备的需求不断提升,因此新型光电材料的制备方法相继出现。
下面将分别介绍几类主流的新型光电材料制备方法。
1. 溶液加工法:溶液加工法是将化学合成方法和物理加工方法相结合的方法,既可制备高性能光电材料,又可通过调整制备条件,获得不同形态、尺寸和结构的光电材料。
其主要原理是通过调节反应条件,控制溶液中前体离子的聚集、核并和晶体生长。
目前,该方法已被应用于制备金属氧化物、量子点等多种光电材料的制备。
2. 激光光化学法:激光光化学法是一种新颖的光化学技术,其原理在于通过激光能量,使反应物发生非平衡的反应,并以此来制备光电材料。
该方法具有特殊高速、低温、非平衡等特点,并能制备出具有特殊结构和激发较强的光电性能的材料。
借此方法制备出的材料广泛应用于制备高效的光伏材料和长寿命的荧光材料中。
3. 挤压法:挤压法制备的光电材料具有大尺寸、高压缩率、较高的密度等特点,其制备方法是通过利用高压和大应变将陶瓷和石墨等高温材料挤压成固体。
目前,该方法被广泛应用于制备光电陶瓷、固态氧化物燃料电池材料等。
二、新型光电材料的应用研究作为一种重要的功能材料,新型光电材料的应用范围日益扩大。
下面将分别介绍几种新型光电材料的应用研究现状。
1. 有机光电材料:有机光电材料的研究是近年来的热点之一。
有机光电材料具有分子设计灵活、光电性能优异等特点,目前广泛应用于光电显示、有机电子等领域。
其中,有机发光材料(OLED)是最为引人注目的一类材料,其具有发光效率高、色纯度好、分辨率高等优点,成为替代普通液晶显示屏的最新趋势之一。
2. 半导体光电材料:半导体光电材料包括半导体量子点、半导体量子线、半导体量子阱等,其精细调控的结构和材料特性为光电器件提供了广阔的发展前景。
同轴兆声辅助射流电解加工工艺研究
同轴兆声辅助射流电解加工工艺研究
翟科;李腾楠;马仕豪;梁勇康;杜立群
【期刊名称】《电加工与模具》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】针对电解加工的杂散问题,提出了同轴兆声辅助射流电解加工方法,利用该方法对304不锈钢的电解加工过程进行理论分析与实验研究。
分析结果表明,兆声辅助不仅能增强电解液流速,使阳极被加工区域的电解液不断更新,还能促进反应气体排出,从而提高电解加工精度与加工效率。
研究结果表明,固定电解液流量0.9
L/min、电解电压50 V时,22 W兆声功率下的电解圆形凹坑的深径比为0.173,相比无兆声下提高12.34%,同时也进一步提升了沟槽刻蚀深宽比,验证了兆声辅助射流电解的有效性。
【总页数】5页(P42-45)
【作者】翟科;李腾楠;马仕豪;梁勇康;杜立群
【作者单位】河北大学质量技术监督学院;大连理工大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG662
【相关文献】
1.射流电解加工微小窄槽的工艺研究
2.同轴水射流辅助激光加工效率及锥度实验研究
3.低压射流辅助激光刻蚀加工工艺参数的数值仿真预测研究
4.超声辅助射流电
解加工的仿真及实验5.基于聚合氯化铝电解液的锆合金阵列微孔掩模射流电解加工试验研究
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水导激光创新实验报告
一、实验背景随着科技的不断进步,激光加工技术在各个领域得到了广泛应用。
然而,传统激光加工技术存在一些局限性,如加工精度低、热影响区大、材料易变形等。
为了克服这些问题,本研究团队创新性地提出了一种水导激光加工技术。
该技术利用水作为传导介质,将激光束引导至加工区域,实现高效、高精度的加工。
本实验旨在验证水导激光加工技术的可行性和优越性。
二、实验目的1. 验证水导激光加工技术的可行性;2. 探究水导激光加工技术的加工精度;3. 评估水导激光加工技术的热影响区;4. 对比水导激光加工技术与传统激光加工技术的优劣。
三、实验原理水导激光加工技术的工作原理如下:将激光束通过透镜聚焦于压力水槽的喷嘴处,水槽中的压力水在喷嘴的下面形成1个头发丝般粗细的低压水射流,激光束被完全包含在水射流中,并在空气/水界面处以全反射方式沿水射流传播。
这样就可以通过低压水射流引导激光束,且只产生极小的能量损失。
被加工材料吸收激光脉冲的能量而熔化或气化,水射流冲走被熔化的材料,实现对材料的激光加工。
四、实验设备与材料1. 实验设备:水导激光加工系统、激光束发射器、光学显微镜、热像仪等;2. 实验材料:不锈钢、铝合金、碳纤维增强复合材料等。
五、实验方法1. 实验步骤:(1)搭建水导激光加工系统;(2)选择不同材料进行加工实验;(3)利用光学显微镜观察加工后的材料表面;(4)利用热像仪测量加工过程中的温度变化;(5)对比水导激光加工技术与传统激光加工技术的加工精度、热影响区等指标。
2. 数据处理:(1)对加工后的材料表面进行图像处理,计算加工精度;(2)对热像仪测得的数据进行拟合,分析热影响区大小;(3)对比两种加工技术的优缺点。
六、实验结果与分析1. 加工精度:通过光学显微镜观察,水导激光加工后的材料表面光洁度较高,加工精度达到了亚微米级别。
与传统激光加工技术相比,水导激光加工技术的加工精度更高。
2. 热影响区:利用热像仪测得的数据,水导激光加工过程中的热影响区明显小于传统激光加工技术。
托福物理学专业词汇:激光Laser
托福物理学学科分类词汇:激光Laser 激光,Laser英语短句,例句⼤全 激光,Laser 1)Laser[英]['Le?Z?(R)][美]['Lez?]激光 1.Analysis Model And Experimental Research Of Dilution In Laser Induction Hybrid Cladding;激光感应复合熔覆的稀释率分析模型及实验研究 2.The Reconfigurable Multifunction Laser Processing System Based On The Optimal Slice Process;基于切⽚⼯艺的可重构多功能激光加⼯系统 3.Study Of Laser Transmission Effect In Dye-Cholesteric Liquid Crystals;激光在⼿性染料液晶中的传输效应研究 英⽂短句/例句 1.Dual Laser【光】双波长激光器 ser Engraving, Laser Etching激光雕刻,激光蚀刻 3.Illuminating Laser Beam照射激光束,照明激光束 ser Beams, Radiation, Physics激光束、激光辐射、激光物理学 5.Collimated Laser Beam激光平⾏光束,平⾏激光束 6.Ciplex Dye Laser复合受激态染料激光器 7.RF Excited Ion Laser射频激励离⼦激光器 ser Pumped Microwave Emission激光泵浦微波激射器 9.Transverse-Excited Atmosphere Laser横向激发⼤⽓压激光器 10.Chemically Excited Molecule Laser化学受激分⼦激光器 11.Rare Gas Excimer Laser稀有⽓体激元激光器 12.Electric Discharge Excited Gaseous Laser放电激励⽓体激光器 13.Nuclear Charged Self-Sustaining Laser核充电的⾃激激光器 14.Cadmiummercury Excimer Laser镉汞受激准分⼦激光器 15.PNPN Negative Resistance LaserPNPN负阻激光器 16.Continuous Wave Laser Actio连续(波)激光作⽤ ser Guide Of Vertical Shaft⽴井激光指向[法] 18.DFB(Distributed Feedback)分布反馈(激光器) 相关短句/例句 Lasers[英]['Leiz?][美]['Lez?]激光 parison Of Histologic,Biochemical And Mechanical Properties Of Murine Skin Treated With The Long-Pulse And Q-Switched 1 064-Nm Nd:YAG Lasers;长脉宽与Q开关1064nm Nd:YAG激光对⽪肤作⽤的⽐较 bined Application Of Argon And Nd: YAG Lasers In Treatment Of Primary Angle-Closure Glaueoma;氩激光联合Nd:YAG激光治疗原发性闭⾓型青光眼 3.Unification Single Mode Equation Of Class-B Lasers With Homogeneous Broad Line;B 类均匀加宽激光器单模⽅程的统⼀性 3)Laser-Assisted激光 parison Of Laser In Situ Keratomileusis And Laser-Assisted Subepithelial Keratectomy For Myopia More Than-10.00 Diopters;两种准分⼦激光⼿术治疗超⾼度近视的对⽐研究 2.Stromal Cells Change After Epipolis Laser In Situ Keratomileusis And Laser-Assisted Subepithelial Keratectomy In Rabbits;微型⾓膜⼑法与⼄醇浸润法准分⼦激光⾓膜上⽪瓣下磨镶术对⾓膜基质细胞影响的实验研究 3.Recovery Of Corneal Sensitivity After Laser In Situ Keratomileusis And Laser-Assisted Subepithelial Keratectomy;准分⼦激光原位⾓膜磨镶术与准分⼦激光⾓膜上⽪瓣下磨镶术后⾓膜知觉恢复的研究 4)He-Ne Laser激光 1.Study Of Information Transfer Mechanism On Interaction Between He-Ne Laser And Bio-Tissue;He-Ne激光与⽣物组织相互作⽤的信息传递机理研究 2.Nursing And Clinical Observation Of The Patients With Herpes Zoster Treated By He-Ne Laser;氦-氖激光局部照射对带状疱疹的疗效观察及护理 3.The Objective Of This Study Was To Determine The Regulation Effects Of He-Ne Laser On ProteinMetabolism,Photosynthesis Of Isatis Indigotica Seedlings Exposed To Enhanced Ultraviolet-B(UV-B) Lesions.以菘蓝(Isatis Indigotica Fort)幼苗为实验材料,⽐较研究了He-Ne激光对增强UV-B(辐射强度:10。
激光扩束系统的结构失调分析、优化和变倍技术研究的开题报告
激光扩束系统的结构失调分析、优化和变倍技术研究的开题报告一、选题背景和意义激光技术由于其独特的性能和应用领域的广泛性,在现代科学技术领域中得到了广泛的应用。
激光扩束系统是激光加工系统中一个非常重要的组成部分,主要用于将激光束从小孔或头发丝大小的输出口扩大到一定的尺寸以适应特定加工需求。
但是,在实际应用中,激光扩束系统的结构失调问题经常会出现,导致系统的性能下降。
因此,对激光扩束系统的结构失调分析、优化和变倍技术研究具有重要的意义。
二、研究内容和方法本文将对激光扩束系统的结构失调问题进行系统研究。
具体研究内容包括:1.激光扩束系统的结构失调分析。
分析激光扩束系统的结构组成,确定易造成结构失调的关键部件和因素。
采用有限元仿真和实验测试等方法,对结构失调问题进行深入分析和研究。
2.激光扩束系统的优化设计。
结合结构失调分析结果,提出改进方案并进行仿真验证,对激光扩束系统的结构、组件和连接方式等进行优化设计,从而提高扩束系统的稳定性和可靠性。
3.激光扩束系统的变倍技术研究。
针对激光扩束系统的变倍技术,进行理论分析和仿真验证,确定最佳变倍方案。
同时,开发新型变倍器件和控制系统,实现对激光扩束系统的精密控制。
本文将采用理论分析、数值仿真和实验测试等多种方法进行研究,从而全面深入地掌握激光扩束系统的结构失调问题及其解决方案,为实现激光加工系统的高效稳定运行提供理论和技术支持。
三、研究预期成果1.建立激光扩束系统的结构失调分析模型,深入分析结构失调的影响因素和机理。
2.提出激光扩束系统的组件优化设计方案,通过仿真验证和实验测试进行连续改进。
3.研发新型激光扩束系统的变倍器件和控制系统,实现对激光扩束系统的高精度控制,提高扩束系统的加工精度和稳定性。
四、研究进度计划第一年:1.梳理相关文献,分析现有的研究和应用情况,确定研究目标和方向。
2.建立激光扩束系统的结构失调分析模型,研究结构失调的影响因素和机理。
第二年:1.提出激光扩束系统的组件优化设计方案,通过仿真验证和实验测试进行连续改进。
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第40卷第4期2010年7月东南大学学报(自然科学版)J OURNAL OF SOUTHEA ST UN I VERSITY (N at u ral S ci ence E diti on)V o.l 40N o .4July 2010do i :10.3969/.j issn.1001-0505.2010.04.014喷射液束电解辅助激光加工的理论模型和实验研究袁立新1,2徐家文1赵建社1李昞晖1(1南京航空航天大学机电学院,南京210016)(2南京师范大学物理科学与技术学院,南京210046)摘要:针对激光打孔表面具有再铸层、微裂纹等工艺缺陷,提出了喷射液束电解辅助激光加工复合加工工艺.在对喷射液束中激光加工和喷射液束电解加工进行机理分析的基础上,建立了复合加工模型,研制了专用试验装置后对1C r18N i 9T i 不锈钢进行打孔试验,采用形貌仪和扫描电子显微镜对试验结果进行了分析.结果表明:喷射液束电解辅助激光加工的小孔形状与加工模型的结果相一致;复合加工中电解对激光打孔入口处的孔壁再铸层由0 031mm 减小至0mm,孔底再铸层由0 019mm 减小至0 017mm;电解作用能消除激光加工产生的微裂纹,提高激光加工的表面质量.关键词:激光打孔;加工模型;再铸层;喷射液束电解中图分类号:TE624 7 文献标志码:A 文章编号:1001-0505(2010)04 0736 05St udy of t heoreticalmodel and experi m ent on laser m achi ni ngassisted by jet electroc he m icalm ac hi ni ngY uan L ix in 1,2X u Jiaw en 1Z ao Jians he 1L i B i n ghu i1(1C ollege o fM echan ical and E l ectrical Eng i neeri ng ,N an ji ng Un i versit y of A eron auti cs and A stronau tics ,Nan jing 210016,C h i na)(2S chool o f Phys i cs and T echno l ogy ,Nan jing N or m a lU n i versit y ,Nanji ng 210046,Ch i na)Abst ract :A ne w hybri d process o f laser bea m m ach i n i n g assisted by jet e l e ctroche m ica lm achini n g(LBM JECM )is propo sed to dea lw it h t h e m e tallur g ica l defects o f recast lay er and m icro crack in laser bea m m ach i n i n g .B ased on m echan is m analy sis of l a ser bea m m ach i n i n g and jet e lec troche m ical m ach i n i n g ,a processi n g m odel o f LBM JECM is buil.t The specia l experi m enta l equ i p m ents w ere designed and m ade .D rilli n g experi m ents on the stainless stee l 1C r18N i9T iw ere conducted w it h the equ i p m ents ,and the ho l e s w ere studied by usi n g surface topog raphy i n stru m en t and the scann i n g e lectronic m icro scopy (SE M ).The re sults show that theo reticalm ode l and experi m en tal results con fo r m w ellw it h each o ther .D uri n g LBM JECM,e lectro ly sis can reduced the ho le w a ll recast layer fr om 0 031to 0mm at t h e en trance ,and from 0 019t o 0 017mm at ho le bo ttom.E lectro ly sis e li m inates t h e m icro crack,and i m proves the surface qua lity o f l a ser bea m m ach i n i n g .K ey w ords :laser drilli n g ;processi n g m ode;l recast l a yers ;j e t e lectro c he m ica lm achining 收稿日期:2009 11 26. 作者简介:袁立新(1966 ),男,博士生,副教授;徐家文(联系人),男,教授,博士生导师,x j w 502@nuaa .edu .cn.基金项目:国家自然科学基金资助项目(50675103)、江苏省自然科学基金资助项目(BK2008394)、航空科学基金资助项目(20080352008).引文格式:袁立新,徐家文,赵建社,等.喷射液束电解辅助激光加工的理论模型和实验研究[J].东南大学学报:自然科学版,2010,40(4):736 740.[do:i 10.3969/.j iss n.1001-0505.2010.04.014]在航空发动机、涡轮工作叶片等部件上有数万个孔径在0 25~1 25mm 之间的气膜冷却孔,加工气膜冷却孔的方法是采用激光技术.但由于激光打孔加工是激光和材料的热作用过程,材料吸收激光能量瞬间熔化和汽化,熔化和汽化的材料在向外喷射的同时,有部分在孔壁上快速凝固,从而形成再铸层(reca st layers)、微裂纹(m icro crack )和残余应力(resi d ual stress).这些激光打孔产生的工艺缺陷,对发动机的热端部件,尤其是涡轮工作叶片的质量有着很大影响[1].为了减小和去除激光打孔产生的再铸层,国内外学者进行大量研究工作,主要方法有两大类: 通过优化加工工艺参数[1 3]、辅助气体喷射、水射流引导激光加工[4]等方法来减小再铸层;!激光加工后再对工件表面进行光整加工[5].第1种方法只能有限地减小再铸层,而第2种方法虽然能去除再铸层,但加工效率低,并且很难控制精度质量.另外,Pa jak 等[6 7]对激光辅助喷射液束电解加工进行了研究,但这种加工方法与激光打孔相比效率较低.试验中采用N d :YAG 倍频532nm 激光,其水中的衰减长度大约为12m[8],适合水下加工.本文在激光辅助喷射液束电解加工的基础上,提高激光器功率,使复合加工过程变为激光加工为主、电解加工为辅的喷射液束电解辅助激光加工(laser bea m m achi n i n g a ssisted by jet e lectroche m i ca lm achining ,LB M JECM )方式,在激光快速打孔加工的同时,利用喷射液束电解在线去除再铸层,从而达到优质高效的加工效果.1 喷射液束电解辅助激光加工的理论模型喷射液束电解辅助激光加工的原理如图1所示.在喷射液束中,激光束聚焦于工件表面进行快速打孔;喷射的电解液束在激光脉冲加工的同时对工件冲刷区发生电化学阳极溶解.因此,喷射液束电解辅助激光加工的是激光加工和电解加工的复合,可把LBM JECM 分为喷射液束下激光加工(laser bea m m achining w ith je,t LB M J)和喷射液束电解加工(jet e l e ctr o che m ica l m ach i n i n g ,JEC M ),并在此基础上,再建立喷射液束电解辅助激光加工的理论模型.图1 喷射液束电解辅助激光加工1 1 喷射液束中激光打孔的原理分析激光打孔是借助高能量密度的激光束直接作用于被加工材料表面,使材料熔化、气化,从而去除材料实现打孔.因此,激光打孔是一个伴有相变过程的非线性瞬态热传导问题.本文基于温度场理论和激光打孔的实际过程,建立激光打孔热力学模型,并利用有限元差分法对打孔进行了仿真.聚焦的激光束作用于加工材料表面时,激光高斯光束径向功率密度计算公式[9 10]为I (x )=I 0exp -0 6xR2(1)式中,R 为光斑半径;x 为距光斑中心点的径向距离;I 0为光斑中心的峰值功率密度.在理想情况下,针对基模高斯光束在空间分布的特点,将激光打孔的工件从光斑中心进行剖开,建立了一个描述激光打孔过程的二维非线性瞬态热平衡方程[11],即cT (x,y,t)t= 2T (x,y,t ) x + 2T (x,y,t) y+q v (2)式中, 为导热系数; 为密度;c 为比热容;q v 为产热流密度.初始边界条件为T (x,y,0)=T 0,T 0为环境温度.在激光和工件进行热作用时,还需考虑喷射液束对工件的热交换.由于激光加工点作用于喷射液束的驻点区,因此需计算出驻点区的换热系数,换热系数的计算公式为[12]h =LNu (3)式中,Nu 为努塞尔特系数;L 为流体的特性尺寸.对于喷射液束驻点区的努塞尔特系数,目前普遍采用经验关联式来计算,即Nu =0 7212P r0 37Re0 5(4)式中,P r 为流体的普朗特系数;Re 为流体的雷诺系数.根据式(1)~(4)建立喷射液束中激光打孔的数学模型,利用AN SY S 进行激光打孔温度场的有限元差分法计算,再利用APD L 技术[13],对喷射液束中激光打孔进行仿真.当激光照射能量为100m J 、脉冲宽度为0 2m s 、光斑直径为0 3mm 时,1个激光脉冲作用下在1C r18N i9T i 不锈钢工件上打孔的数值模拟结果如图2所示.图中显示了激图2 喷射液束中激光打孔的温度场模拟结果737第4期袁立新,等:喷射液束电解辅助激光加工的理论模型和实验研究光打孔过程中工件内部在各个时段的温度场分布情况,其中心温度达到6936∀,远远超过了材料的熔点和沸点,这部分材料将随着孔腔内外形成的压力差向外喷射,从而实现材料去除,形成一定深度和孔径的小孔.1 2 喷射液束电解加工的原理分析喷射液束电解加工是以金属电化学阳极溶解为机理的一种加工导电材料的工艺方法,即将待加工的金属工件接电源正极作为阳极,喷嘴接电源负极使喷射液束阴极化.在两极间施加一定的电压后,在外加电场的作用下,工件阳极表面的金属原子失去电子成为正离子进入电解液中,从而实现阳极溶解,电解液中的H +离子在阴极表面获得电子被还原,并生成氢气逸出.根据法拉第定律,电解加工时阳极溶解的金属体积为[14]V = It (5)式中,V 为阳极溶解金属的体积; 为金属元素的体积电化学当量;I 为电流强度;t 为电流通过的时间.相应地,电解喷射液束溶解工件速度的基本方程为v =co s !∀c #xi (6)式中,v 为工件电解面的加工速度;!为工件电解面的法向与喷液束方向的夹角;∀为电流效率;c #为常数;x 为喷嘴距工件电解面的距离;i 为电流密度.根据式(6)即可算出工件电解面各个位置的电解速度.1 3 喷射液束电解辅助激光加工的理论模型在喷射液束电解辅助激光打孔过程中,由于激光打孔的速度很快,在20~30个脉冲后孔就加工结束[5],因此在进行喷射液束电解辅助激光打孔时,待激光加工孔后,根据式(6)计算出延长的电解时间,以完成喷射液束电解过程,从而消除激光加工的再铸层,克服激光加工的工艺缺陷.利用以上激光打孔仿真结果和电解喷射液束溶解工件速度方程(6),得到喷射液束辅助激光打孔效果(见图3).图3 喷射电解辅助激光打孔效果示意图在图3中,激光在喷射液束下经20~30个脉冲后,加工出∃区;在随后的时间内,喷射液束电解加工出%区,由于在孔型入口处!=0&和x 最小,因此电解效率最高;随着孔的加深以及!,x 的增加,电解效率下降.因此,在LB M JECM 过程中,电解作用蚀除了激光打孔的孔壁,扩大了孔径.2 试验装置参照文献[6 7]设计了喷射电解辅助激光加工实验装置,其组成如图4所示,装置主要由激光器和喷射液束电解加工2部分组成.复合加工腔的结构和实物外形如图5所示.图4实验装置的组成图5 复合加工腔实验后用高倍显微镜和计算机图像采集系统对样品进行表面形貌分析,并和理论分析进行比较;用电子扫描电镜分析LBM J 和LBM JECM 加工小孔孔壁的质量(包括再铸层),并对比研究LBM J 和LBM JECM 去除再铸层的效果.3 试验结果及分析3 1 孔型分析为了验证喷射液束电解辅助激光加工的理论模型,利用以上装置对0 5mm 厚的不锈钢1C r18N i9T i 进行打孔试验,试验参数见表1,其中,液压采用0 5M Pa ,加工时间为30s .图6为所加工小孔采用形貌仪测得的外貌图,对照图3和图6,可见LBM JECM 加工孔的入口电解去除孔壁作用较强,而在孔底的作用最弱,实验结果和理论分析相吻合.738东南大学学报(自然科学版) 第40卷表1 试验参数表参数名称数值激光器类型N d :YAG 激光波长/nm 532脉冲能量/m J 300脉冲宽度/m s 0 2脉冲频率/H z 1电解液组成N a NO 3电解液浓度/%15电源电压/V50液压/M Pa 0~1 0初始加工间隙/mm 2喷嘴直径/mm 0 4加工时间/s0~60图6 LBM JECM 加工小孔的外貌图3 2 再铸层分析为了研究喷射液束电解去除激光打孔过程中产生再铸层的效果,本文还利用以上装置在相同的加工条件下进行LB M J 和LB M JEC M 的打孔试验,此外,液压取0 3M Pa ,加工时间为60s .试验加工后的试验样品利用慢走丝线切割进行的轴向剖开,打磨、抛光和清洗后用扫描电镜观察和检测样品孔壁的再铸层厚度,扫描电镜照片如图7所示.由图7(a)、(b)可见,由于激光打孔时在孔壁表面有再铸层,因此LB M J 加工小孔孔壁的表面质量较差并有微裂纹;而在图7(c)中,由于电解作用蚀除了激光打孔产生的再铸层,因此LBM JEC M 加工小孔孔壁的表面质量较LB M J 有很大提高,且看不到再铸层.利用扫描电镜,测量LB M J 小孔和LB M JEC M 小孔在不同深度上的孔壁再铸层厚度,结果如图8所示.在图8中,第1组为LB M J 加工小孔孔壁再铸层的厚度,第2组为LB M J ECM 加工小孔孔壁再铸层的厚度.由图可见,在LB M J 的样品入口处,激光产生的再铸层最厚,厚度为0 031mm,随着孔壁的轴向深入,至0 3mm 处(接近孔底),激光产生的再铸层厚度减小至0 019mm,造成激光打孔产生再铸层的厚度在轴向上的变化.原因是激光在打图7 小孔剖面的SE M 照片图8 L B M J 和L B M J ECM 再铸层的厚度孔过程中,孔的底部熔化材料在喷射出来过程中,部分物质在孔壁上凝固,且在孔的入口处凝固最多,所以入口处的再铸层最厚.而在LB M J ECM 中,孔壁的再铸层厚度的变化正好相反,在入口处再铸层的厚度为0mm,随着孔的轴向深入,再铸层逐渐变厚,至0 3mm 处(接近孔底),再铸层厚度为0 017mm,接近LBM J 的值.由此可见,在LBM JECM 过程中,电解对孔壁的溶解作用是不同的,在小孔的入口处,电解对孔壁的溶解作用最强,随着小孔的轴向深入,电解的溶解作用逐渐减弱.739第4期袁立新,等:喷射液束电解辅助激光加工的理论模型和实验研究4 结论1)喷射液束电解辅助激光打孔时,电解作用能有效地蚀除孔壁,从而扩大了激光打孔的孔径;2)喷射液束电解辅助激光打孔时,电解作用能有效地去除激光加工产生的再铸层,消除微裂纹,较大提高加工小孔内壁的表面质量;3)电解作用去除再铸层的效果在孔的入口处最强,随着孔深增加,电解作用逐渐减小.参考文献(References)[1]郭文渊,王茂才,张晓兵.镍基超合金激光打孔再铸层及其控制研究进展[J].激光杂志,2003,24(4):1 3.G uo W enyuan,W ang M ao ca,i Z hang X iao bi ng.R ecastl ay er for m ed by laser drilli ng o f N i based super all o y s and prog ress on its con tro l[J].La ser Jou rna l,2003,24(4):1 3.(i n Ch i nese)[2]张晓兵,李其连,王健.激光加工小孔工艺及其孔壁再铸层对D Z22高温合金疲劳性能的影响[J].航空工艺技术,1995(2):20 22.Z hang X i aob i ng,L iQ ili an,W ang Ji an.L ase r drilli ng o fs m a ll ho l e and the i nf l uence o f recasti ng lay er o n fa tigue perfo r m ance o f DZ22s uper a ll o y[J].A eronautica l M anufa ct u ring Techno l o gy,1995(2):20 22.(i n Ch i ne s e)[3]李延民,杨海欧,林鑫,等.激光打孔人工神经网络工艺优化研究[J].激光杂志,2002,23(3):27 29.L iY an m i n,Y ang Ha iou,L i n X i n,et a.l O p ti m i za tiono f l a ser dr illi ng pro ce ssi ng by artificia l neura l ne t w o rk[J].L a ser Journa l,2002,23(3):27 29.(i n Ch i nese) [4]M 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