飞秒激光制备不锈钢微纳结构工艺研究

开展了飞秒激光加工不锈钢的具体试验。通过设置不同工艺参数,研究单因素试验中不同变量对表面微结构各项指标的影响规律,并分析总结其形成机理;进一步设计正交试验,通过改变工艺参数获得形貌不同的矩阵阵列微结构,并对多因素下表面综合加工情况进行了研究,归纳各因素对微结构深度、宽度及粗糙度的影响规律;对结果进行极差分析,确定影响最大加工因素,得出设定参数内最优加工水平工艺。     

水凝胶支架的飞秒激光全息加工

为了实现以水凝胶为材料的细胞支架快速加工,将计算全息法引入传统的飞秒激光双光子加工中,并对全息图的生成方法和全息图对加工结构的影响进行了研究。首先,根据贝塞尔光波动方程和其透射函数生成贝塞尔光束全息图,分析两种参数对环形结构大小和质量的影响。然后利用生成的全息图加工得到壁厚800nm、直径为8~15μm不等的水凝胶(PEGDA)圆管结构。最后,实现了基于圆管道的水凝胶细胞支架高效快速加工,支架中圆管道壁厚800nm、直径为8μm。本文首次将飞秒激光全息加工技术应用于水凝胶三维支架加工,解决了飞秒激光单点加工效率的问题。该技术在生物医学中具有广阔的应用前景。     

可降解心脏支架的飞秒激光精密加工

以激光精密加工金属血管心脏支架生产工艺为基础,探索了可降解心脏支架的飞秒激光精密加工方式。利用飞秒激光的超短脉冲和超高峰值功率的特性,实现了以聚乳酸(PLA)为材料的可降解心脏支架的激光精密加工。设计了椅形衬套,稳定了激光焦斑位置,分析得出了最佳衬套离焦距用于配合飞秒激光精密加工。通过调试工艺参量,解决了由于材料本身特性引起的切缝边缘易炭化和加工过程中由于离焦量和焦斑位置准确度不稳定导致不能精密加工的问题,实现了对非金属可降解心脏支架的无热精密加工。说明了飞秒激光配合椅形衬套加工非金属血管支架的可行性,确定了最佳加工参量,加工出了无热损伤切边光滑筋宽一致性为±6μm的可降解心脏支架样品。     

飞秒激光烧蚀不锈钢的实验研究

进行了飞秒激光烧蚀不锈钢(SUS420)的工艺实验研究。采用波长为780nm,脉宽为164fs,频率为1k Hz的飞秒激光照射不锈钢。对比分析了长短脉冲激光烧蚀不锈钢的作用过程,计算了单脉冲飞秒激光烧蚀不锈钢的烧蚀阈值和烧蚀阈值随脉冲数量改变的累计系数,研究了不同激光参数烧蚀不锈钢的工艺规律。结果表明:飞秒激光烧蚀金属材料的过程中对加工区域周围具有较小的热影响;单脉冲飞秒激光烧蚀不锈钢的烧蚀阈值为0.25J/cm2,烧蚀阈值随脉冲数量改变的累计系数为0.68;飞秒激光脉冲能量对烧蚀孔孔径的增加比较明显,脉冲数量对烧蚀孔孔深的增加比较显著。     

飞秒激光加工SiC的烧蚀阈值及材料去除机理

超短脉冲激光微加工技术以其独特的优势,尤其是对硬脆难加工类宽带隙材料的精密处理,而使其成为微结构加工中的研究热点.利用飞秒激光微加工系统对宽带隙材料SiC的烧蚀特性进行理论和试验研究.应用扫描电子显微镜、原子力显微镜和光学显微镜等检测技术对样品的烧蚀形貌进行检测,以分析烧蚀区域的形貌特征及微结构质量.依据烧蚀孔径和入射脉冲激光能量之间的函数关系,得出SiC材料的烧蚀阈值为0.31 J/cm2,并估算出光束的束腰半径为32 μm.研究脉冲数目、重复频率和入射激光功率等对加工微结构形貌的影响规律,根据试验参数加工出形状规则的微孔结构,并对微结构的烧蚀形貌及材料的去除机理进行分析,为实现微结构的精密加工提供了重要的指导.     

飞秒激光加工最新研究进展

飞秒激光作为一种先进的加工技术,以其"冷加工"、多光子非线性效应、突破衍射极限等特质可实现对任意材料由微纳到宏观尺度复杂三维零件的精密加工,在微纳和精密机械、微纳电子、微纳光学、表面工程、生物医学等领域展露了巨大的市场应用前景。文章重点针对近三年来飞秒激光刻蚀、切割、制孔、功能表面制备、体内加工和聚合加工的研究进展进行综述,并探讨了飞秒激光在与材料相互作用机制、加工精度、加工方式、加工对象等方面面临的机遇和挑战。     

飞秒激光加工及其应用

综述了激光短脉冲化的飞秒激光发展史,重点论述了飞秒激光的加工机理和特点.飞秒激光独特的光束特性决定了他是一种理想的微细加工工具,可以实现聚合物的制备,可以对各种透明材料内部进行三维加工和改性,另外在生物学领域也有着独特的应用.本文最后还展望了飞秒激光加工未来的发展方向.     

选择性激光烧结方法加工仿生支架的工艺研究

在利用选择性激光烧结技术加工仿生支架过程中，加工参数（包括激光功率、扫描速度、扫描间距）是影响成形质量的重要因素，通过调整加工参数可以使成形零件内部保持一定的孔隙，从而产生支架内部微孔结构。正交试验方法可以科学地安排和分析多种因素的影响，从而优化加工参数，最终获得具有较高孔隙率的仿生支架。     

不锈钢激光切割加工工艺优化及表面质量研究

综述了激光切割不锈钢的国内外研究进展,阐述了熔化切割、氧化熔化切割、气化切割等激光切割机理和激光切割工艺参数对性能指标的影响,总结了激光切割不锈钢表面质量的研究进展以及不同研究者所采用的优化方法,研究发现激光切割质量可通过上下切口宽度、切口锥度、表面粗糙度、重铸层、浮渣和热影响区等基本特征进行准确评价。最后对激光切割的发展趋势进行了展望。     

飞秒激光微部件加工系统的软件设计

详细介绍了近年来发展起来的先进制造技术--激光快速成型技术;阐述了飞秒激光微部件加工系统的主要研究内容、硬件结构和主要选用的设备;叙述了上位机软件的主要模块及实现方法.该系统采用面向对象的编程方法,界面友好,操作简单,功能完善,模拟实验效果良好,具有较好的应用前景.     

不锈钢血管支架设计及性能分析

当前,血管支架因其具有优异的治疗血管疾病的功能而被广泛研究,但其制作成本较高,许多研究工作还只是停留在计算机软件模拟阶段。文中用有限元法分析了两种不同设计方案的不锈钥支架,并进行了相应的扩张和弯曲实验,对影响支架两大性能的支架杆尺寸参数进行了分析和研究。结果表明,增加支架杆的长度可以提高支架的柔顺性能,增加支架杆的数量可以提高支架的支撑性能,通过改变这些因素,设计者可以优化设计方案,得到具有不同力学性能的支架。     

不锈钢板激光切割速度预测方法研究

基于激光与材料相互作用的原理,分析了激光切割不锈钢板过程中的热量传导规律,建立了切割热量模型和热平衡方程,即材料所吸收的总热量等于熔化切缝材料吸收的热量与热传导损失的热量之和,推导出切割速度与其他工艺参数的函数关系。通过此关系,能够对切割速度进行预测。试验结果表明,预测得到的切割速度与试验得到的最佳切割速度十分吻合,切割速度的预测方法可以指导实际加工。     

304不锈钢光纤激光对接焊缝焊接试验研究

采用光纤激光对6 mm的304不锈钢进行对接焊接试验,分别研究了激光功率、焊接速度、离焦量等参数对接头性能的影响。结果表明:激光功率为4 k W,焊接速度0.038 m/s,离焦量为0 mm时,得到较为优异的焊接接头。焊缝区的硬度较高,接头试样抗拉强度是母材的83.0%,可以在断口处发现存在一定的剪切唇,且断口呈撕裂状,韧窝形貌明显,属于韧性断裂。     

Development of Debris-free Laser Plasma Sources for EUV Lithography in CIOMP

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｌａｓｅｒ - ｐｒｏｄｕｃｅｄｐｌａｓｍａ (ＬＰＰ)ｉｓａｎａｔｔｒａｃ ｔｉｖｅｔａｂｌｅｔｏｐＥＵＶｓｏｕｒｃｅｆｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＥＵＶｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｄｕｅｔｏｉｔｓｓｍａｌｌｓｉｚｅ ,ｈｉｇｈｐｅａｋｐｏｗｅｒａｎｄｓｐａｔｉａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ .Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＬＰＰｓｏｕｒｃｅｗｉｔｈｍｅｔａｌｔａｒｇｅｔｈａｓａｓｅｒｉｏｕｓｄｉｓａｄ ｖａｎｔａｇｅｏｆｅｊｅｃｔｉｎｇｈｉｇｈ -ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａ…     

不锈钢金属粉选择性激光烧结成型研究进展

不锈钢金属粉末选择性激光烧结成型的研究是快速成型技术的研究重点。本文概述了直接金属激光烧结和覆膜金属激光烧结2种成型方法，对其成型过程中球化效应形成机制及影响因素和烧结件的后处理工艺进行了探讨。     

316不锈钢粉末直接激光烧结的球化效应

采用直接金属激光烧结的方法,对316不锈钢粉末进行了一系列激光烧结实验。实验发现,由于液相粘度较高、表面张力大以及熔体材料不浸润固相颗粒和基板等因素的影响,导致烧结过程中出现球化现象。球化的出现,一方面导致形成球形的液滴表面和不连续的烧结线,妨碍下一粉末层的铺放,不利于烧结的顺利进行,严重时还将会导致无法烧结成形;另一方面也使得烧结层留有大量孔隙,强度很低,成形质量不高。分析了316不锈钢粉末球化效应产生的原因,讨论了工艺参数对316不锈钢金属粉末烧结成形的影响。     

铁素体不锈钢激光熔覆层组织和性能研究

采用无碳合金粉末和低碳合金粉末对铁素体不锈钢进行激光表面熔覆处理,借助光学显微镜(Optical microscope,OM)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)、能谱分析仪(Energy dispersive spectrometry,EDS)、X射线衍射仪(X-ray diffractometry,XRD)、显微硬度仪、摩擦磨损试验仪、电化学工作站对熔覆层显微组织、化学成分、硬度、耐磨性和耐蚀性进行评价。结果表明,两种激光熔覆层均无裂纹、气孔等宏观缺陷,显微组织主要由等轴晶、包状晶、树枝晶和枝间共晶组成。无碳熔覆层与低碳熔覆层均含有α-Fe、Fe-Cr合金相、Cr单质相以及Cr_(9.1)Si_(0.9)、Fe_(9.7)Mo_(0.3)、Fe_(10.8)Ni、Fe_(19)Mn等金属间化合物。此外,低碳熔覆层还产生了间隙化合物Cr_7C_3以及马氏体相C_(0.055)Fe_(1.945)。低碳熔覆层硬度为750 HV0.5,显著高于母材硬度250 HV0.5;无碳熔覆层硬度为650 HV0.5,其热影响区发生软化。激光熔覆层相对于母材具有更为稳定的摩擦特性以及优异的耐磨性和耐蚀性,其中低碳熔覆层耐磨性和耐蚀性均优于无碳熔覆层。     

不锈钢薄板的激光弯曲成形试验研究

以不锈钢薄板的激光弯曲成形为研究对象，通过实验研究其成形过程及影响因素。首先介绍了激光成形的工艺过程及影响因素；然后通过试验研究了激光能量、扫描速度、激光光斑大小和扫描次数等因素对弯曲成形角度的影响。