激光制造技术的现状及发展趋势

激光制造技术的研究、开发和应用十分活跃.简要介绍了激光连接、金属零件激光快速成形、激光表面改性、激光微纳制造的研究进展和发展趋势.     

纳秒激光直写表面辅助下紫铜的激光焊成形及接头组织和性能

针对紫铜激光焊高反射率问题,提出了一种纳秒激光直写表面辅助下紫铜激光焊方法.利用纳秒激光对紫铜待焊区表面进行激光直写,产生覆盖有纳米颗粒的周期微结构,提高吸收率从而实现激光焊.阐述了纳秒激光直写表面降反作用机理,研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响,对焊接接头的组织和力学性能进行了分析.结果表明,纳秒激光直写表面能够有效降低紫铜对激光的反射率;随着焊接激光功率增加,焊缝成形由宽而浅变为窄而深;焊缝区结晶以铜晶粒为晶核呈柱状晶生长,且柱状晶尾部呈弯曲状指向焊接方向,并非指向中截面生长,树枝状束粗细均匀;通过线扫描发现表面纳秒激光直写处理对紫铜焊缝冶金行为几乎没有影响,仅在距离焊缝表面53μm范围内存在少量O元素,而焊缝内部几乎没有氧等异质引入,均为紫铜的单相固溶体;接头的抗拉强度为母材的81.4%,焊缝中心硬度为65.8 HV0.1,断口表现为延性断裂,焊缝保持一定塑性.     

激光直写用铜微电极材料研究进展

铜作为一种导热率高、导电性能良好且价格相对低廉的金属,是制作电子元器件电极的理想材料。但铜微电极容易被氧化,与其他制备铜电极方法相比,激光直写技术能在其制作过程中较大程度地降低被还原出来的铜电极中的氧含量。目前激光直写铜微电极主要采用激光辐照油墨,致使油墨中的还原剂发生热分解从而还原出铜纳米颗粒,并烧结在一起形成铜电极。首先介绍了国内外激光直写铜微电极的现状,对基于油墨材料激光直写铜微电极的工艺步骤进行了简单概述。主要归纳了激光直写铜电极所采取的油墨材料(三水硝酸铜油墨、氧化铜纳米油墨和其他油墨)及其制备方法,分析了不同油墨材料经过激光辐照后还原铜纳米颗粒的机理以及影响导电性能的因素。影响铜微电极导电性能的因素有激光工艺参数(功率、扫描速度、脉宽、模式)、涂层厚度、涂层干燥时间、还原剂的物质的量比。然后对基底材料的选择(玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯)及激光直写铜微电极的应用进行了概述。最后进行了总结以及对未来进行展望。     

激光熔覆技术在钛合金表面改性中的应用

激光熔覆是现代表面改性制造技术中的一种极有发展前途的高新技术.激光熔覆技术在钛合金表面改性方面得到了广泛的应用,通过激光熔覆技术,可显著改善钛合金的表面耐磨性.针对激光熔覆技术在钛合金表面改性方面的应用发展,概述了近年来国内外利用激光熔覆技术改善钛合金表面性能的研究与应用现状,并对激光熔覆技术进一步的发展领域及发展方向进行了展望.     

高能束激光直接制造金属零件技术的进展

综述了激光直接制造金属零件技术的发展过程.介绍了金属零件激光直接制造的关键技术和特点,并对激光器、送粉系统、在线控制等相关装备的发展、新技术的融人以及新工艺的开发进行了分析,展望了克服制造过程缺陷的方法.     

全国热处理学会关于举办“第二期激光热处理与增材制造培训”的通知

因激光束具有高亮度、方向性好、单色性好、相干性好等特点,以激光为热源的激光热处理与增材制造技术已经发展成为先进制造技术的典型代表。激光热处理技术如激光淬火、激光合金化、激光熔覆等可在选择的局部区域内进行改性处理,提高零部件的表面性能,延长其使用寿命。     

金属熔融三维直写工艺研究

针对现有金属材料增材制造过程中存在的成本高,效率低等问题,提出一种采用常规热源的金属熔融三维直写技术,并在此基础上开发了金属熔融三维直写成形系统。实验以铋锡合金丝材为原料,开展了单道直写成形、单层直写成形和多层直写成形试验,研究了送丝速度、直写速度、喷嘴距平台距离和搭接率等主要直写参数对直写成形质量的影响。结果表明:金属熔融三维直写是一种有效的金属材料增材制造技术,通过优化直写工艺参数可以获得成形质量良好的单层成形和三维成形样件。     

激光近形制造技术

激光近形制造技术是近年发展起来的一种新的快速光成形技术，它将选择性激光烧结技术和激光熔覆技术相结合，能够快速成形高密度的金属零件。本文介绍了激光近形制造系统的组成，分析了激光近形制造技术的特点和应用场合。     

多孔金属激光增材制造研究进展

激光增材制造技术具有柔性化程度高、适应性强、材料利用率高、近净成形等特点,被广泛的应用于兼具功能和结构作用的多孔金属的制备。多孔金属激光增材制造技术按孔形成机制的不同可分为直接成孔法、添加造孔剂法以及结构设计成孔法。在介绍多孔金属激光增材制造国内外研究现状的基础上,指出各制备工艺的特点,并展望了多孔金属激光增材制造技术的发展趋势。     

激光表面处理技术的现状及发展

简述了激光表面改性的研究和发展现状，特别是激光表面淬火、激光熔敷、激光表面合金化和激光熔覆等4种技术，对各项技术的原理、特点和国内外研究现状分别加以描述。最后，还指出了激光表面改性技术存在的问题和发展前景。     

不锈钢表面激光熔覆耐磨涂层的进展及关键技术分析

从熔覆材料设计、熔覆层组织和耐磨性三方面阐述了利用激光熔覆技术在不锈钢表面制备耐磨涂层的研究进展,总结并分析了各类激光熔覆层的优点和缺点.不锈钢用激光熔覆材料主要分为自熔合金粉末、陶瓷粉末、金属一陶瓷粉末、金属间化合物;耐磨涂层组织可分为陶瓷相、金属间化合物、过饱和固溶体:激光熔覆技术通过改变不锈钢表面成分和组织可显著提高耐磨性能.     

高性能航空金属结构材料及特种涂层激光熔化沉积制备与成形研究进展

介绍了近年来高性能航空金属结构材料及特种涂层激光熔化沉积制备与成形的研究进展,包括航空高性能金属结构件激光熔化沉积快速成形制造技术及应用;难熔金属材料激光约束熔化沉积制备与成形;钛合金激光表面改性及过渡金属硅化物高温耐磨耐蚀多功能涂层.     

激光表面改性的发展趋势

从激光表面改性的技术特点及先进制造业的发展需求出发，论述了激光表面改性在纳米表面工程、绿色再制造、复合表面工程、智能制造及柔性加工等领域的发展趋势。     

CO2激光诱导金属沉积过程的研究

研究了低功率CO2激光诱导条件下,从水性溶液中沉积金属Ag物理化学过程,探讨了基材表面温度的变化规律与几个激光工艺参数相互关系.结合电子探针分析金属颗粒在激光束作用下基材表面的纵向沉积和横向沉积过程,得出结论,金属颗粒在环氧树脂基材表面的沉积过程是一个熔融和渗透的过程.在激光作用下,从溶液中还原出来的金属颗粒向基材内部垂直渗透并在表面堆积的同时,也在表面横向分布沉积.     

激光技术在材料科学中的应用

综述了激光技术在纳米村料制备，表面改性和成形技术等先进制造工艺中的应用和进展。重点介绍了激光消融法制备纳米颗粒、薄膜的原理、特点段激光淬火、激光表面熔敷和激光表面合金化等材料表面改性技术。同时，对先进的激光立体成形技术及其应用现状做了慨述。     

金属增材制造技术的研究概况

金属增材制造技术是一种将金属模型离散分层并逐层堆积制造实体的新兴技术。该技术有设计空间多样,优化产品设计,研发周期短,生产成本低等优点。介绍了金属增材制造技术的原理,主要特点及应用场合,重点研究了常见的金属增材制造技术:选区电子束熔融技术、选区激光熔融技术、选区激光烧结技术,电子束焊接技术。简单介绍了电子束自由成形技术、直接金属激光烧结技术、激光净加工技术、金属熔滴成形技术,最后对金属增材制造技术目前存在的问题进行总结并对我国金属增材制造技术发展进行了展望。     

增材制造金属零件抛光加工技术研究进展

金属增材制造在航空航天、医用植入等领域有良好的应用前景,但成型表面质量差,未经后处理加工无法满足高使役性要求,抛光加工是高性能金属增材制造技术链中的关键环节。概述了增材制造金属零件应用现状和生长过程固有的阶梯效应、球化效应、粉末粘附等特性,以及成型表面高粗糙度等形貌特征。在此基础上,重点综述了增材制造金属零件抛光加工中应用较广的电化学、激光、磨料流三种抛光技术的研究进展,以不同制造工艺、不同金属粉末材质、不同结构形式(多孔结构、高长径比流道等)的增材制造样件为主线,通过表面粗糙度、材料去除、表层残余应力、廓形精度保持性等技术指标,对增材制造金属零件抛光加工研究成果进行了归纳总结。最后展望了增材制造金属零件抛光技术的发展方向。     

金属3D打印技术的研究

3D打印或增材制造是一种采用逐层材料堆积的方式直接从数字模型制造零件的新方法,被誉为"第三次工业革命"的核心技术。这种无模具的制造方法可以在短时间内生产出高精度、完全致密的金属零件。3D打印具有零件设计自由、零件复杂性、轻量化、零件整合和功能设计等特点,故金属3D打印在航空航天、石油天然气、海洋、汽车、模具制造和医疗领域中的应用受到特别的关注。首先简要介绍了金属3D打印技术的基本原理、特点及分类,然后重点介绍了几种金属3D打印技术——选择性激光烧结技术(SLS)、选择性激光熔化成形技术(SLM)、直接金属激光烧结技术(DMLS)、电子束熔化成形技术(EBM)和激光工程化净成形技术(LENS),包括技术的基本原理、优缺点及其具体应用领域。最后对金属3D打印技术的优势、目前面临的主要问题及未来发展趋势进行了总结与展望。     

激光诱导向前转移薄膜材料的研究进展

激光诱导向前转移技术(LIFT)是一种新兴数字打印技术,利用脉冲激光束透过石英基板辐射供体材料,进而推动部分材料于受体表面沉积成膜。LIFT技术具有打印膜层精度高、非接触式沉积、操作环境限制低和可操作性高等特点。LIFT技术印刷材料跨度大意味着更广泛的激光诱导向前转移技术应用领域,从表面微结构到印刷电极,从化学传感器到航空航天设备。随着各种功能化材料的需求出现,LIFT技术不断创新,目前包括吸收层LIFT技术、气泡驱动LIFT技术、动态释放层LIFT技术和基质辅助脉冲激光蒸发直写技术等。针对固相与液相的薄膜材料,从激光与材料相互作用及转移的机制方面进行了归纳,综述了LIFT技术在制造各种功能器件的研究进展,希望为该技术进一步发展提供新思路,以应对在多尺度多材料应用平台开发相关材料的挑战。     

钢材料表面的激光抛光技术及应用

激光抛光是一种非接触式材料表面抛光技术，可以在不损耗自身材料的情况下,对材料表面进行抛光处理,这是其他抛光工艺所不具备的特点。激光抛光技术是一种拥有高精度、高效率、无污染等优点的表面加工工艺，为更好地研究钢材料的激光抛光技术，详细总结了近年来国内外钢材料激光抛光技术的发展情况。从激光器选择、仿真模型的建立等方面介绍了钢材料激光抛光的发展趋势，并通过实验证实了在激光抛光后材料表面粗糙度要远低于初始表面。