变截面薄壁空心弯扭结构件激光熔化沉积成形工艺与精度研究

基于光内送粉激光熔化沉积(laser melting deposition, LMD)技术,研究变截面薄壁空心弯扭结构件的成形工艺。针对该类复杂结构件成形轨迹规划的难点,提出空间轨迹单元离散分层法对结构件进行分层并生成离散沉积单元,按设计的路径进行每个离散沉积单元的沉积。针对在实际成形过程中由于机械臂采用线段单元拟合的方式实现光滑曲线运动导致的误差,提出空间变姿态基点偏移补偿技术,对成形过程中实际姿态变化基点的位置偏移进行补偿,以此实现对尺寸误差的有效控制。最终实现变截面薄壁空心弯扭结构件的激光熔化沉积成形,成形所得结构件尺寸精度较高,形状尺寸误差在-0.44%～1.83%之间,结构件平均厚度在5.9～6.19 mm之间,结构件显微硬度在269～282.2 HV之间,结构件表面和内部皆致密均匀,无明显的气孔、裂缝等缺陷。     

不等高弯曲弧形薄壁结构激光熔覆成形

利用光内送粉熔覆喷头,对弧形工字樑结构件进行了激光熔覆成形,采用激光加载补能方法,避免了薄壁结构件的端部塌陷问题。利用不同离焦位置光束可熔覆不同层高熔道的特点,采用变姿态、径向扫描的方法,熔覆成形了结构件不等高扇形部分;采用变姿态、周向扫描的方法,熔覆成形了结构件的弯曲弧形部分。成形件的最大相对尺寸误差为-5.9%,硬度稳定在690HV左右,显微组织致密均匀、无气孔、无裂纹。     

基于中空激光光内送粉技术的扇形结构件激光成形研究

基于中空激光光内送粉技术,运用实时变姿态方法和法向分层方法,进行了具有不等高熔道特征的扇形结构件成形研究。分析了熔道层高与扫描速度之间的对应关系,结合不等高熔道的几何模型和熔道层高与扫描速度之间的关系,采用分段变速的方法熔覆出了不等高熔道。在此基础上进行多道不等高熔道堆积,成形出了扇形薄壁墙结构。分析表明,所获得成形件尺寸精度较高,相对尺寸误差控制在7%以内;成形件各处显微组织差异较小,组织细密、均匀。     

封闭空腔回转薄壁件的激光熔覆成形

封闭空腔结构具有大倾角的特征,如采用传统的水平分层法堆积,大倾角部分的熔池易产生塌陷,使成形无法进行;采用变角度法向分层堆积大倾角封闭区域时,存在激光与已成形部分的干涉问题。文中基于中空激光光内送粉技术进行了空间堆积封闭半球壳体的研究。将封闭半球壳体划分为变角度法向成形区域和斜定向成形区域,前者采用变角度法向分层方法进行堆积,以消除阶梯效应;后者采用斜定向错位分层方法进行堆积,避免了封闭区堆积时激光与已成形部分的干涉。建立了斜定向分层堆积偏移模型,并通过斜墙试验验证了可行性,最终完成了封闭半球的熔覆成形。检测结果表明,成形件表面平整,尺寸误差在5%以内,壁厚稳定在2.7 mm左右,两种成形区域的显微组织整体均匀致密,硬度和强度总体保持稳定。     

基于固有应变法的激光选区熔化成形变形趋势预测

针对激光选区熔化(SLM)成形过程中易发生翘曲变形的问题,建立了一种"热源-局部-结构件"三级递进模型,采用生死单元法模拟了SLM成形中层层叠加的过程,并逐层施加固有应变,得到了宏观结构件SLM成形的变形趋势预测结果。将仿真结果与实际成形件进行对比,结果表明,固有应变有限元法能够有效预测SLM成形件的变形量。     

异形基面平顶薄壁结构激光熔覆成形工艺研究

采用中空激光光内送粉技术,在异形基面上成形平顶薄壁结构。针对在不平整异形面上采用传统等高分层存在扫描起始端搭接缺陷、效率低等问题,提出了一种随形分层的方法:利用在一定范围内熔覆层高度与扫描速度之间、熔覆层宽度与离焦量之间的线性关系,采用分段变速以达到分段变熔高的方法使基底低点变高,从而在异形基面上逐渐堆积出平顶结构。检测结果表明:基面与层间实现了冶金结合,成形的薄壁墙顶面基本平整,最大绝对误差在0.2 mm左右,尺寸误差在8%以内;成形区域的组织致密均匀,无明显的气孔、裂纹等缺陷,显微硬度为685～720 HV。     

相交筋板结构激光立体成形的结构优化设计

激光立体成形技术是一项先进的增材制造技术, 在航空航天等高技术领域具有广泛的应用前景。研究针对飞机结构件中的相交筋板结构, 探讨相交部位结构的常规设计对激光立体成形冶金质量的影响及机理, 进而根据激光立体成形路径规划特点提出相交部位的优化结构设计, 改善冶金质量, 并进行成形实验验证。     

异形基面三元叶片激光送粉增材制造研究

基于激光内送粉熔覆技术,进行了异形基面三元叶片的熔覆成形研究。根据三元叶片的大倾角、大扭曲等结构特征提出了流线分层法,解决了三元叶片成形过程中轨迹规划的问题。根据流线分层法得到了熔覆成形时光内送粉喷头的空间运动轨迹,并进行了三元叶片的熔覆成形。结果表明:三元叶片成形件的表面平整,表面平均粗糙度值在4.065μm以内,有效缓解了台阶效应;三元叶片与异形基面实现了较好的冶金结合,成形件的平均厚度为5.97 mm,厚度的相对误差为-1.4%～1.03%,扭转角的相对误差为-4.67%,成形精度较高;随着成形件高度的增加,激光熔池处的热积累明显,显微硬度略微降低,显微组织略微增大,成形件显微硬度在348.3～360.4 HV之间,金相组织整体致密均匀,无明显的孔洞或裂纹缺陷。     

空间变姿态激光堆积变径回转体成形技术研究

基于激光内送粉技术,借助6轴机器人实现了光头空间变姿态/变方向分层激光堆积成形。重点研究了连续变换基体空间角度对熔道形貌的影响;分析了空间变姿态/变方向激光堆积的难点和关键技术;进行了空间连续变姿态/变方向实体成形试验,并对成形件的壁厚、组织、显微硬度进行了分析。结果表明,随基板倾斜角度增大,熔池最大偏移量为0.06 mm,重力对熔池的流动影响不明显;采用切向分层技术、熔道变角度生长自适应技术以及轴线偏移补偿技术有效地解决了"花瓶"状变径回转体激光成形堆积的难点。成形件与基体为冶金结合,熔道不同区域的组织和显微硬度各有不同,成形组织整体较为细密均匀,区域显微硬度变化较小;成形件大角度变化处,显微硬度有一定下降,成形件小角度变化处,显微硬度无明显改变。     

激光冲击成形中冲击轨迹生成方法的研究

为适应现代制造业产品快速更新的市场竞争需要,实现板料的快速高效、低成本的生产要求,根据激光冲击成形的原理、特点,在STL模型的分层处理技术的基础上,提出了一种新的算法,从而完成了激光冲击过程中激光头的运动轨迹的自动生成。这项技术解决了激光冲击成形的连续加工问题。计算机仿真结果表明,对于一般简单形状的板料加工,成形尺寸基本满足要求。用该方法进行冲击轨迹的获得尚在研究与开发阶段。     

激光金属沉积成形过程中温度场的数值模拟

为了降低成形过程的热应力,根据有限元方法中的“单元生死”技术,利用APDL语言编程实现了对多道多层激光金属沉积成形过程三维温度场的数值模拟,再现了成形过程中温度场的动态变化,得到了成形过程中模型温度场及温度梯度的分布规律。结果表明,试样同一纵断面上各节点虽然被激活的时间不一样,但它们具有相似的温度变化规律;试样内的温度梯度主要沿z轴方向分布,基板内的温度梯度主要沿平行基板方向分布,具有明显的分层现象,熔池区的温度梯度非常大。在相同的工艺参数下,实际成形试样的扫描电镜照片与模拟结果吻合很好。     

帧差预测3D-DCT子带分层编码的研究

本文提出了一种利用３Ｄ－ＤＣＴ帧差预测变换域频率系数进行了带划分的分层编码方法。与其它变换系数分层编码相比,３Ｄ－ＤＣＴ变换编码概念的引入,使该方法可以在实现空间方向分层的同时,实现时间方向分层。另外,它比采用时间方向亚抽样和空间滤波器的分辨率分层方法更灵活,并克服了频率混叠现象。该方法可用于实现分层图像通信,适合未通信发展的需要。     

结构件质量对直通率的影响与保证（待续）

以实现整机直通率为出发点，分析结构件对直通率的影响，提出按直通率目标值对主要结构件进行不良率的分配，并依据结构件的平均质量（过程平均）来确定逐批和交收检查的合格质量水平和检查水平。     

微波炉扼流底板的两步法成形工艺

一、前言扼流底板是微波炉上一个大型的关键结构件。其冲压件如图1所示,是带有很宽法兰,深度比较深的盒形件。它的形状与尺寸除必须满足结构上的要求外,还要满足电器性能的特殊要求。因此它的结构形状从成形     

PE工业激光及其应用

金属零件分层制造中表面激光光整技术的研究曹　彪　张海鸥　王桂兰　汪　亮(华中科技大学模具技术国家重点实验室 ,武汉 4 30 0 74 )分层制造在降低零件复杂度、提高制造速度的同时 ,也带来了其他的问题 ,其中之一就是所得制件的制造精度及表面光洁度难以提高 ,其主要精度损失就是它所特有的阶梯误差 ,分层制造后产生的台阶必然带来精细轮廓的损失及表面粗糙度的增加 ,这是快速成形工艺的原理性误差。针对这一制约快速成形 ,特别是快速制模技术发展的瓶颈问题 ,许多学者在各方面开展了相关的研究工作 ,提出了诸如自适应分层技术以及 CNC…     

小间隙双层斜套激光立体成形工艺研究

利用光内送粉技术对小间隙双层斜套的成形工艺进行了研究,采用依次独立堆积路径、法向分层、无错位堆积工艺方法成形了双层斜套。实验结果表明,该工艺可以提升激光成形双层斜套的效率,节约金属粉末,有效保证薄壁件的厚度均匀性和双层斜壁之间的间距稳定性。成形件表面形貌平整,显微组织致密均匀,无裂纹、气孔等缺陷,显微硬度分布均匀。     

浅析De-flash溶液pH值变化对EMC和导线架间分层的影响

在分析芯片内部分层不良的过程中发现使用N型EMC所生产的产品占据了所有分层不良的绝大多数。对使用N型EMC生产制程中从注胶模压到弯脚成形的每一个步骤完成后均对产品进行超声波探测（SAM）,发现去残胶制程（De-flash）最有可能导致芯片内部分层,而其他制程不会导致分层。EMC是由许多高分子树脂材料及各种添加剂组成,这...     

预约束应力作用下的激光弯曲成形仿真工艺研究

提出了一种预约束应力作用下的激光弯曲成形新工艺 ,研究了不同的加载模型 ,通过施加预载荷 ,使板料加热区材料产生期望的预应力分布。针对激光弯曲成形的特点 ,建立了三维热力耦合模型 ,采用有限元方法实现了预约束应力作用下的激光弯曲成形工艺过程仿真。分析了在预载荷作用下 ,板料的激光弯曲成形机理。研究表明 ,该工艺不仅可大大提高板料的弯曲成形效果 ,而且只要合理控制预载荷的方向和大小 ,即可控制激光弯曲成形的变形方向。板料弯曲角度随预载荷的增加而显著增大 ,两者呈指数关系     

高速数传系统中成形滤波器的研究

介绍了高速数据传输系统中的频谱成形技术,研究了成形滤波器的参数确定和实现方法。提出了一种应用FPGA设计实现数字成形滤波器的方法。     

脉冲激光冲击LY12CZ铝合金成形的实验和数值模拟

激光冲击板料变形是利用高能脉冲激光和材料相互作用诱导的高幅冲击波的力效应使板料产生塑性变形的新技术。本文利用钕玻璃强激光对厚度为1，2mm的LY12CZ铝合金板料进行了激光单点冲击成形的实验。利用ABAQUS软件对激光单点冲击成形过程进行了数值模拟，探讨了激光冲击次数和板料成形之间的关系，得出它们之间的关系曲线，为激光多点冲击成形奠定了基础，以及为实现板料复杂形状的激光冲击成形提供理论依据。