关键词： 微小孔   电火花加工   超声振动   温度场  

摘要： 近年来,电火花加工被广泛应用于深径比较大的微小孔的加工,但存在微小孔内金属碎屑排出困难、放电状态不一致等难题,严重制约了微小孔的高效加工。而在电火花加工中结合超声振动,能够有效提高电火花加工微小孔的效率。由于电火花加工微小孔过程中,无法对蚀除过程进行宏观上的观测,因此本文展开超声电火花加工温度场仿真,研究附加超声振动后,电参数对温度场的影响规律,仿真结果对电火花加工的电参数设置提供理论依据。

关键词： 自动化研究所   人造金刚石   中国科学院   激光技术   超硬材料   路演   行业自动化   宣传推广  

摘要： 近年来,培育钻石及功能性人造金刚石材料处于高速发展期,针对其加工的激光技术也在不断进步,自动化、智能化、国产化是最近一段时间的热点,其中水导激光的发展更是备受瞩目。为了更好地宣传推广国内水导激光技术,促进行业自动化水平提升,2023年5月9日上午,中国机床工具工业协会超硬材料分会联合郑州市高新区邀请中国科学院沈阳自动化研究所赵吉宾教授作《水导激光加工技术及产业情况》的线上路演报告,共有来自行业企业及投资机构代表约40人参加了此次会议。

关键词： 3D打印   激光加工   质子导体陶瓷   先进加工技术  

摘要： 为实现基于具有高质子传导性的质子陶瓷材料——钙钛矿的能源器件可以广泛应用,解决其高耐火性、易碎裂等特征导致的加工工艺复杂且局限的问题,开发一种集成了基于微挤压的3D打印和精确快速的激光加工(烧结、干燥、切割与抛光)的新型激光3D打印技术,并将其应用于制造质子导体能源器件,实现高能量密度集成器件的快速高效低成本的制造方法.利用3D打印将自主研发的质子陶瓷原粉浆料按照设计模型进行逐层打印;利用CO_(2)激光对打印层进行快速干燥以及原位反应烧结;利用皮秒激光对加工层进行微纳加工,如抛光与切割等.通过实验可知:该技术成功3D打印制造了质子导体能源器件;激光反应烧结了原粉,获得了钙钛矿晶体结构的质子陶瓷;利用皮秒激光快速精准加工了微通道能源器件;加工制备了燃料电池且制备的器件具有不输于已报道的传统工艺的性能,其电解质电导率约为6.95×10^(-3)S/cm.实验结果表明:3D打印-激光烧结-微纳加工平台不仅可以高效精准制造质子陶瓷材料及其能源器件,而且可以实现传统工艺无法制备的具有复杂结构的器件,同时为基于质子导体材料的能源器件未来的实际投入使用带来可能.

关键词： 专家研讨会   机电工程学院   特种加工   编写人员   山东青岛   产学研用   主持会议   路线图  

摘要： 2023年6月2日~4日,中国机械工程学会特种加工分会在山东青岛组织召开了《特种加工技术路线图(2023版)》专家研讨会。会议由中国石油大学(华东)机电工程学院承办,来自特种加工“产学研用”领域的有关专家及路线图电火花加工部分主要编写人员参加了会议,中国石油大学(华东)机电工程学院院长、特种加工分会副主任委员刘永红主持会议。

关键词： 纵扭超声振动   微小孔电火花加工   工作液   流场仿真  

摘要： 超声振动电火花加工是一种高效加工微小孔的新型加工方法,能够提高加工效率与精度。对纵扭超声振动电火花加工微小孔进行研究,建立描述电极丝周围间隙工作液流动特性的数学模型,使用Fluent对数学模型进行验证,同时加入切屑,对间隙工作液运动情况以及排屑情况进行探究。结果表明:在电火花加工时,在电极丝引入纵扭超声振动,流体域有明显的扭转运动,电极丝底部切屑在离心力的作用下,更易从底隙中进入侧隙,随工作液的运动排出孔隙,有效防止底部产生切屑堆积,提高了电火花加工微小孔的精度。

关键词： 激光加工   石墨烯   光热转换   抗霜   除冰  

摘要： 重要设备,如飞机机翼、风力涡轮机、太阳能电池板等结冰会引起空气动力学形状变化和重要部件变形,严重威胁运行安全。然而,制造柔性、共形的光热除冰表面仍然具有挑战性。本文采用激光直写技术,设计并制备了多孔疏水的激光诱导石墨烯(Laser induced grapheme,LIG)基光热抗霜除冰表面。采用激光照射聚酰亚胺(Polyimide,PI)薄膜制备LIG薄膜。激光照射后,LIG薄膜呈现多孔结构和高C/O比。由于多孔结构和高C/O比的存在,LIG膜具有疏水性(CA,~123.2°)、高吸收率和良好的光热转化率,因此,LIG薄膜具有光热抗霜除冰能力。本文工作显示了开发柔性、共形的光热抗霜/除冰表面的巨大潜力。

关键词： 组合加工   激光加工   电解加工   安全滤网   阵列网孔  

摘要： 安全滤网阵列网孔的高效、高品质和高适应性加工至今仍面临重大技术挑战。基于此,提出采用激光-电解组合加工技术制备安全滤网阵列网孔结构。介绍了激光-电解组合加工技术的试验加工系统,探究了工艺参数对微孔形貌质量和加工精度的影响规律,并开展了安全滤网阵列网孔的制备。试验结果表明:激光加工路径显著影响微孔出口的形貌,采用同心圆轨迹(外径270μm,内径230μm,线间距2.5μm)能够显著改善微孔出口的圆度;激光功率越大、切割速度越小,微孔直径及其热影响区均越来越大;NaNO3-乙二醇溶液作为电解抛光液能够在加工表面形成扩散层发生电解抛光,将激光加工产生的喷溅物和毛刺等缺陷去除;基于优化工艺参数,加工出253个直径0.31 mm的阵列网孔结构,出入口直径方差仅为2.02和1.71,展示出较高的尺寸一致性。激光-电解组合加工技术在薄壁件上高效、高品质制备阵列网孔结构方面具有很强工艺能力和发展潜力。

关键词： 激光技术   激光加工   机械密封   动压槽   槽深计算   工艺参数  

摘要： 为了实现高效、低成本的机械密封动压槽激光精密加工,基于槽深与激光能量密度和作用时间之间的关系,构建了一个简单有效的槽深计算模型,研究了激光功率、重复频率、扫描速度、填充间距和标刻次数等工艺参数对槽深的影响规律,并进行了实验验证。结果表明:在所研究的工艺参数取值范围内,槽深计算结果随变量参数变化的趋势和实验结果呈现良好的一致性,槽深与各个工艺参数之间具有明确的数学关系,即槽深与激光功率、标刻次数成正比,与扫描速度成反比,与填充间距近似成反比,且随重复频率的增大,槽深线性减小。在5组工艺参数计算案例中,槽深的计算结果与实验结果均较为吻合,槽深最大相对误差不超过15.07%。

关键词： SiC/SiC复合材料   激光加工   磨料水射流   线切割   金刚石线锯  

摘要： 分别采用纳秒激光、毫秒激光、磨料水射流、线切割及金刚石线锯等方法对熔融渗硅工艺制备的SiC/SiC复合材料进行切割,比较了不同方法的切割效率、表面粗糙度、加工锥度及切割面的形貌特征。研究结果表明,毫秒激光加工效率最高,可达121.2 mm/min;纳秒激光切割时激光入口处与出口处存在明显不同的形貌;磨料水射流加工切割锥角最大,为10.6°;线切割表面存在12μm左右的热影响区;金刚石线锯切割的表面粗糙度最小,Ra为0.32μm。

关键词： 激光加工   去除机理   工艺试验   氧化铝陶瓷  

摘要： 为探究266 nm紫外纳秒激光在氧化铝陶瓷表面加工微孔的工艺规律,通过单因素试验法和正交试验法,开展了不同激光参数对孔深、孔径及深径比的工艺试验研究。结果表明:随着激光能量增大,孔深和孔径逐渐增大、深径比逐渐减小,孔深在增长过程中存在阶段性饱和;随着脉冲数量增加,孔深和深径比逐渐增大、孔径逐渐减小;随着离焦量的绝对值增大,孔径逐渐增大、孔深和深径比减少。通过正交试验优化了工艺参数,在激光能量0.093 mJ、脉冲数量1 800个、离焦量0 mm时,可在氧化铝陶瓷表面加工出深径比超过15的微孔,这为提高纳秒激光加工氧化铝陶瓷微孔的加工质量提供了参考。