关键词： 钛合金   激光加工   表面形貌   组织结构   表面性能  

摘要： 钛合金的综合性能优良、应用领域广泛,不足是表面硬度偏低、摩擦系数较大、易磨损、易形成氧化膜等,常常需要进行合适的表面处理以提高其使用性能。激光是一种新型热源,能够精确控制能量在空间与时间上的分布。利用高能量激光扫描钛合金的表面,使其表层材料发生急热、急冷温度变化,通过辅以气相、液相、固体粉末等加工介质,实现对钛合金表面形貌、成分、组织和性能的调控。首先扼要介绍了激光对钛合金表面的作用及激光表面加工工艺参数,然后分别综述了6种典型的钛合金表面激光加工技术的研究现状,并展望了钛合金表面激光加工技术的研究方向。旨在为合理选择钛合金表面加工工艺和开发新型钛合金产品提供参考。

关键词： 碳化硅单晶材料   抛光片   激光加工技术  

摘要： 随着现代科技的不断发展,企业如果可以控制新一代材料则可控制新一代器件,此时也可以走在科技发展的最前列。当前碳化硅单晶材料是半导体材料中最为新型的材料,自身具有宽度大,击穿性强,漂移速度高的特点,热导率较大,因此电导数较小,所以可以有效应对各类辐射问题,因此整体也具备稳定性的特点,可以将其应用在高密度集成的电子器件中,现已成为国际最为关注的焦点信息之一。针对碳化硅单晶材料制备方面,其中主要包括两种技术,一种为晶体生长技术,一种为加工技术,在二者支持下才可完善碳化硅单晶材料的制备。晶片加工技术现已成为器件生产中最为重要的保障,任何一种优异特性材料都需单晶片加工技术的支持,从而有效推进器件制备工艺的进步。

关键词： 激光技术   氧化锆陶瓷   超疏水表面   激光加工   微纳结构   表面化学   黏附性  

摘要： 氧化锆陶瓷以其优异的力学性能和生物相容性被广泛用作牙科修复材料。通过表面改性工艺调控氧化锆陶瓷的表面润湿性,可以进一步拓展其在不同领域的应用。基于此,笔者提出了一种高效、低成本的激光加工+硅油修饰+热处理复合工艺,并采用该工艺制备了超疏水氧化锆陶瓷表面。首先通过纳秒激光加工在氧化锆陶瓷表面诱导出周期性多级微纳结构,而后利用硅油异丙醇混合溶液(硅油体积分数为0.4%)修饰+低温热处理来降低激光处理后氧化锆陶瓷的表面能,制备出了表面接触角高达153.8°具有超疏水特性的氧化锆陶瓷。加工前的氧化锆陶瓷的接触角为80.4°±2.1°,展现出亲水性;经纳秒激光加工后,液滴完全浸润表面,接触角变为0°,表面转变为超亲水表面。采用硅油异丙醇混合溶液修饰+低温热处理工艺实现了表面超亲水特性向超疏水特性的转变。超疏水氧化锆陶瓷在空气环境和胶带剥离实验中分别保持了优秀的稳定性和耐久性。通过改变激光的扫描速度及扫描间距可以精准调控液滴在材料表面的润湿性和黏附性。所提方法相较于传统激光加工方法提高了制备效率,降低了生产成本,有望扩展超疏水氧化锆陶瓷在医疗领域的应用。

关键词： 激光加工   实时监测   过程控制   光学相干成像   研究展望  

摘要： 激光加工技术,主要包括激光焊接技术、激光增材制造技术和激光减材制造技术,具有高加工质量、效率、无工具磨损等优点,在航空航天、生物医疗、通讯电子等领域应用广泛。随着产品精度与性能要求的逐渐提升,对激光加工的精度、效率及可控性提出了更高要求。因此,激光加工过程实时监测及调控成为当前的研究重点。相比于传统的光声热电传感监测,光学相干成像技术可以与激光束同轴耦合,从而直接获取激光加工结构的尺寸和形貌特征,具有高成像速度、高测量分辨率以及长测量范围等优点,被广泛应用于激光加工过程实时监测中。系统介绍了光学相干成像系统的基本组成、成像原理以及系统指标,在此基础上综述了光学相干成像技术在激光焊接、激光增材制造和激光减材制造实时监测与控制中的应用。最后,归纳了目前光学相干成像技术在激光加工过程监测中存在的不足和发展趋势,为激光加工过程实时监测与控制的研究工作提供了坚实基础和发展方向。

关键词： 数字孪生   激光加工   有限元仿真   图像化处理   条件生成对抗网络(CGAN)  

摘要： 数字孪生是一个旨在物理空间与虚拟空间之间建立实时映射的概念。为拓展数字孪生技术在激光加工领域的应用,以纳秒激光打标机加工7075铝合金为例,阐述了有限元仿真在激光加工领域的重要作用,但由于有限元仿真计算量较大且目前计算机的运算水平有限,存在仿真计算时间较长的问题,无法满足数字孪生技术所需的实时映射。为此,提出了利用CGAN(conditional generative adversarial network,条件生成对抗网络)模型代替有限元仿真的方法。该方法先利用图像化处理后的工况图像和由有限元仿真获得的温度云图对CGAN模型进行训练,随后将训练好的CGAN模型封装,用于构建基于数字孪生的激光加工零件表面温度监控系统。在完成数字孪生温度监控系统虚拟端的搭建后,使用MQTT(message queuing telemetry transport,消息队列遥测传输)通信协议与实体端进行数据交互,实现数字孪生系统的远程监控与操作。基于数字孪生的激光加工零件表面温度监控系统实现了零件表面温度的快速仿真计算,解决了有限元仿真计算时间长、无法实现实时映射的问题,基本能够满足激光加工零件表面温度的监控与预测,在激光加工温度监测领域具有一定的参考价值。

关键词： 钨材料   电火花加工   复合加工   参数优化  

摘要： 为实现钨材料微小孔高效、高质量加工,提出对钨材料采用低电导率盐溶液电火花-电解复合加工方式。通过实验分析发现,相比于纯电火花加工,在相同的加工环境下对钨材料进行电火花-电解复合加工效率提升为67μm/s。在此基础上,探究了电参数(脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流)、溶液浓度对电火花-电解复合加工的影响规律,并通过正交实验确定最优参数为脉冲宽度2μs,脉冲间隙2μs,峰值电流2 A,电解液浓度10 g/L。

关键词： 特种加工机床   电加工机床   标委会委员   标准化技术委员会   标委会工作  

摘要： 2023年7月13-16日,全国特种加工机床标准化技术委员会(SAC/TC161)六届五次会议在银川市召开。标委会委员与观察员、相关行业专家及标准起草单位代表等八十余人参加了会议。标委会主任委员、苏州电加工机床研究所有限公司党委书记吴强为大会致辞,并为新聘委员颁发了委员证书。随后,王应秘书长作了标委会工作总结与计划的报告,并提请全体委员审议。

关键词： 本科生   教学改革   超声波特种加工   大型科研项目   蓝宝石衬底  

摘要： 针对机械类本科生教学需求,以科研项目为牵引,设计了机械特种加工教学案例“超声化学机械抛光(UVCMP)实验”。通过该案例,学生可全程参与蓝宝石UVCMP正交实验的设计与实施;学习并使用原子力显微镜、扫描电镜、透射电子显微镜等大型仪器表征样品特性;对蓝宝石UVCMP作用机理进行了深入探讨。该实验有利于学生激发科研兴趣,培养科研素养,启迪创新思维。

关键词： 飞秒激光   气膜孔   热障涂层   陶瓷  

摘要： 针对飞秒激光加工镍基高温合金叶片气膜孔时,功率对气膜孔内壁质量影响的问题进行了研究。利用EBSD表征技术,研究了制备功率为4、10和16 W的气膜孔截面的微观组织结构。结果表明:经飞秒激光处理后,热障涂层气膜边界区域的晶体结构发生明显变化;不同功率的飞秒激光对陶瓷涂层结构的影响范围存在差异,因此制备的气膜孔边界质量也存在较大差异,其中功率为10 W的飞秒激光制备的气膜孔边界质量最佳。本研究结果对于指导飞秒激光加工工艺对材料微观组织影响具有重要意义。

关键词： 连杆裂解   激光加工   36MnVS4   参数优化  

摘要： 为了达到连杆裂解槽加工的精度要求和质量要求,采用脉冲光纤激光对36MnVS4的连杆进行工艺参数研究,针对激光器参数对连杆切槽质量的影响进行规律探究,最后探究激光加工工艺参数对连杆切槽的影响程度,得到一组加工工艺的优化参数。结果表明:随着脉冲峰值功率、脉冲宽度、脉冲频率的增大,切槽的槽宽和槽深也随之增大,而切槽的曲率半径和张角变化程度相对较小;随着机械参数加工速度的增大,裂解槽的槽宽和槽深逐渐减小,张角和曲率半径则逐渐增大;结合企业实际生产得出优化参数:脉冲频率600 Hz、峰值功率700 W、脉冲宽度180μs、切割速度1.5 m/min。