激光与电解复合加工技术研究现状及展望

激光与电解复合加工通过对激光与电化学能量场的时空协同耦合控制,发挥激光加工和电解加工的优势,避免激光加工壁面热损伤和表面溅射,提升局部电解加工效率,实现难加工材料的高表面质量、高效率精密加工,是当前特种加工和先进制造领域的研究热点。提出了激光与电解复合加工的技术内涵及分类,从同步和异步复合两方面介绍了当前国内外激光与电解复合加工技术的发展现状,揭示了激光与电化学能量场时空协同耦合作用机理,阐述了激光与电解复合加工技术的优势和不足,分析了激光与电解复合加工技术面临的挑战和发展趋势。     

激光表面织构技术调控材料摩擦学性能的研究进展

表面织构是提高工程材料摩擦学性能有效的表面改性方法之一。近年来多种表面织构技术已被应用于提高材料表面减摩耐磨性能,而在众多表面织构化技术中,激光表面织构技术由于具有加工速度快、生产效率高、可控性好等优点而被广泛应用。综述了激光表面织构的最新进展及应用,讨论了目前激光表面织构技术存在的问题及解决方法,总结了3种不同加工原理下的激光处理方法存在的问题,包括形状参数难控制、精度较差及灵活性较低等,并介绍了液相辅助加工技术在激光表面织构技术中的应用,同时分析了不同工艺参数包括密度、形状及深度等对材料摩擦学性能的影响。综述了激光表面织构技术复合涂层技术的研究现状,其中激光表面织构与非金属或金属涂层复合,包括氧化石墨烯填充PTFE涂层复合激光表面织构、复合热丝化学气相沉积增强激光表面织构、复合电液雾化增强激光表面织构及复合激光熔覆技术增强激光表面织构。总结了激光表面织构技术结合不同润滑技术对材料摩擦学性能的影响。最后展望了激光表面织构在各个领域的未来发展方向。     

聚晶金刚石加工技术进展

介绍了国内外正在研究和已经应用的聚晶金刚石的主要加工方法,即磨削加工、研磨加工、电火花加工、激光加工、化学加工、超声加工和复合加工,并对这些加工方法的特点、机理及影响因素、适用范围进行了分析。     

液体辅助激光微孔加工研究进展

随着微孔加工技术的逐渐成熟,激光微孔加工的应用越来越广泛,但依靠单一激光束进行微孔加工仍存在一些问题,尤其是在深孔加工方面,出现了以激光束为主、多能量场辅助的复合打孔技术,并逐渐成为了热点。针对液体辅助激光微孔加工研究领域,总结了水基辅助激光打孔、水基超声振动辅助激光打孔、水基超声?磁场辅助激光打孔和电解液/水射流辅助激光打孔等方法。在水基的基础上,加入了超声、磁场和温度场,使得辅助场变得多元化,在多层面上进行复合加工。介绍了不同辅助加工方法的去除材料机理及加工后材料特性的变化,水起到冷却的作用,但在水层下会形成空化气泡,超声振动可以击溃气泡,磁场和温度场为材料残渣提供了能量,具体表现在热效应、材料去除速率、打孔深度、重铸层及裂纹等方面。影响微孔质量的因素有微孔锥度、深径比、孔的圆度、重铸层厚度、热影响区、微裂纹和粗糙度等,主要对微孔锥度、深径比及其他指标进行了分析,总结了加工方法对微孔质量的影响。     

激光复合加工制备超疏水金属表面的研究进展

随着我国工业化进程的不断推进,金属材料已经广泛应用到生产生活的各个领域.仿生超疏水金属表面不仅能够延长金属材料在各种环境下的使用寿命,而且还能赋予材料表面自清洁、减阻、油水分离等新的性能.目前,研究人员已采用多种工艺在金属基体上制备出超疏水表面,超疏水金属表面的制备已经成为仿生学研究中的一个热点.首先介绍了润湿理论的发展,引出了制备超疏水金属表面的各种工艺方法,进一步归纳总结了激光加工制备超疏水金属表面的优势、特点和表面微结构.在此基础上,重点论述了近年来将激光加工工艺与化学刻蚀工艺、沉积工艺、离子注入工艺、涂层工艺和氧化工艺相结合的激光复合加工工艺,以及运用激光复合加工工艺制备的超疏水金属表面的结构和特点.激光复合加工不仅能够在金属表面形成更加丰富的微/纳米复合结构,而且能够使金属表面更快地获得超疏水性能,从而制备出稳定持久的超疏水金属表面.此外,复合加工能够降低对单一制备工艺的依耐性,扩大加工范围,降低生产成本.激光复合加工制备超疏水金属表面在实际应用中具有巨大的潜力.     

书讯

《第14届全国特种加工学术会议论文集》本书收录了第14届全国特种加工学术会议交流论文129篇,由综述、电火花成形加工技术、电火花微小孔加工技术、电火花线切割加工技术、其他电火花加工技术、电化学加工技术、激光加工及快速成形技术、复合加工技术、其他特种加工技术等9个部分组成,全面展示了近年来我国特种加工领域学术理论研究和自主技术创新的成果,可供特种加工领域     

羰基铁–环氧树脂基吸波材料疏水结构的制备及性能研究

目的 改善羰基铁–环氧树脂基电磁波吸收材料在海洋环境中的耐腐蚀性和电磁波吸收性能。方法 将皮秒激光加工与微细铣削技术相结合,在羰基铁–环氧树脂复合材料表面制备复合疏水微结构,采用单因素实验分别考察了栅格间距为30、20μm时皮秒激光加工功率、扫描速度、扫描次数对所制备表面结构接触角的影响规律,采用扫描电子显微镜对激光加工后的结构形貌进行分析,筛选出疏水性能较好的激光加工参数;选用不同直径的微细铣刀对所筛选的激光参数加工后的表面进行微细铣削,得到复合疏水结构,并采用共聚焦显微镜和光学显微镜观察复合结构的形貌,根据复合结构的疏水性能和加工效率,筛选合适的微细铣刀直径。通过耐腐蚀性能测试对比未处理试样、仅经过皮秒激光加工后试样、仅经过微细铣削加工后试样及复合加工后试样在质量分数为5%的Na Cl溶液中的耐腐蚀能力,采用矢量网络分析仪对比各结构的电磁波吸收能力。结果 当激光加工的栅格间距为20μm,激光功率为3.5 W,激光扫描速度为1 000 mm/s,扫描次数为5时,所得到的表面微结构静态水接触角达到143°;在该表面上使用直径200μm的微细铣刀得到的复合结构接触角达到137.5°,且加...     

第20届国际特种加工会议综述

对第20届国际特种加工会议发表的论文进行了全面综述,介绍了近年来国际特种加工领域的最新研究进展,主要内容包括电火花加工、电化学加工、增材制造、激光加工、电子束加工以及等离子及复合加工工艺的代表性研究成果.     

从ISEM-XV看特种加工技术的最新进展

通过对发表在第十五届国际电加工会议(ISEM-XV)上的主要论文进行综述,多方位地介绍了近年来国际特种加工学术界的最新研究成果,其中基础研究、新工艺方法、微细加工、电化学加工、激光加工、复合加工等方面的新成果会对有关研究起到积极的启示作用.     

微结构超声复合加工机理分析与试验

提出制作微结构的超声复合电加工方法.分析微细超声、超声复合电火花、超声复合电解微细加工过程机理.用微细放电组合技术制作多种截面形状微细工具电极;完善超声复合电加工试验系统,进行了多种材料、形状的微结构超声复合加工试验.结果表明:用超声加工是制作硬脆材料微结构的有效方法,用超声复合电火花制作的金属材料微结构有好的精度及稳定性;超声复合电解加工兼有效率高、精度好的技术优势.     

国际特种加工研究趋势——第17届国际电加工会议综述

对第17届国际电加工会议论文进行了综述．介绍了近年来国内外特种加工领域的最新研究进展。主要内容包括电火花加工（EDM）、线切割加工（WEDM）、电化学加工（ECM）、超声加工（USM）、微细加工、激光加工（LBM）及相关复合加工工艺的研究成果。     

超声加工技术的现状及其发展趋势

结合近年来超声加工技术的发展状况,综述了超声加工在深小孔、难加工材料、超声复合加工和微细超声加工等方面的现状,并描述了超声加工技术的发展前景.     

High surface quality micro machining of monocrystalline diamond by picosecond pulsed laser

In micro machining of monocrystalline diamond by pulsed laser, unique processing characteristics appeared only under a few ten picosecond pulse duration and a certain overlap rate of laser shot. Cracks mostly propagate in parallel direction to top surface of workpiece, although the laser beam axis is perpendicular to the surface. This processed area can keep diamond structure, and its surface roughness is smaller than R_a = 0.2 μm. New laser micro machining method to keep diamond structure and small surface roughness is proposed. This method can contribute to reduce the polishing process in micro machining of diamond.     

基于特种加工的微细制造技术

通过例证概括介绍了特种加工方法在微细加工方面所取得的成就，这些加工技术包括：电火花加工、电化学加工、超声加工、激光加工、精密电铸等。阐述了特种加工技术在微细制造方面的特点：擅长加工复杂的三维微机械结构，且投资小，适于中小批量生产。     

Laser milling of ceramic components

Conventional methods of producing ceramic components are based on sintering technology which requires expensive tooling making it uneconomic for small batch fabrication. Laser milling provides a new method of producing parts in a wide range of materials, including ceramics, directly from CAD data. This paper considers the technical capabilities of laser milling when applied to the machining of microcomponents from alumina and silicon nitride ceramics. The main parameters affecting the material removal characteristics of laser milling are reviewed. A new technique for machining alumina components is proposed emphasising the importance of correct set-up design in achieving a high level of accuracy. Process parameters influencing part quality are analysed and guidelines for machine set-ups are formulated. The paper concludes with an assessment of the accuracy of the laser milling process.     

专家系统在超声-放电复合加工机床上的应用

利用专家系统解决超声-放电复合加工中选择参数的问题。介绍了超声-放电复合加工参数选择专家系统的结构及其在机床控制系统中的作用。     

绝缘工程陶瓷的特种加工技术

针对用机械磨削方法加工绝缘工程陶瓷存在成本高、效率低和工件表面易产生微裂纹等问题，国内外学者开展了大量的研究工作，并取得了较大的研究进展。概述了绝缘工程陶瓷的激光加工、超声加工、电火花加工、等离子弧切割等特种加工技术，并对这些加工技术的原理、特点和应用状况等进行了分析评述。     

Manufacturing by combining Selective Laser Melting and Selective Laser Erosion/laser re-melting

This study presents an experimental investigation to improve Selective Laser Melting (SLM) regarding aspects such as surface roughness, density, precision and micro machining capability by employing secondary processes such as Selective Laser Erosion (SLE) and laser re-melting. SLM is a layered additive manufacturing technique for the direct fabrication of functional parts by fusing together metal powder particles. Laser re-melting, applied after each layer or only on the top surfaces, is used to improve the roughness and density while SLE, a subtractive process, is combined with SLM to improve the precision and micro machining capability.     

微小整体构件加工技术的现状和发展

介绍了微小整体构件制造技术的现状,对数控切削、特种加工、精密铸造等加工工艺方法做出了相应比较.重点论述了以数控电解、数控电火花为加工代表的特种加工技术对微小整体构件的加工,以此为基础,阐明了组合/复合加工技术有望在未来制造中发挥更重要的作用.最后对微小整体构件的发展趋势及应用前景进行了展望.