关键词： 飞秒激光   气膜孔加工   高温合金   表面质量  

摘要： 分析了飞秒激光与镍基高温合金的相互作用机理,对于飞秒激光加工的热影响区极小做出了理论解释;对单脉冲的激光光源项进行改进,使用螺旋加工法,进行了飞秒激光加工镍基高温合金气膜孔加工试验,得到了激光功率、离焦量、单层进给量、单层扫描时间对于加工质量的影响规律,找到了最优工艺参数,对设计激光加工工艺参数提供理论参考。

关键词： 激光加工   电子束选区熔化   纯钨   温度场   熔池   有限元模拟  

摘要： 针对金属材料的电子束选区熔化过程,建立了瞬态温度场及熔池演化的有限元模拟方法。采用双椭球热源模型模拟移动电子束,给出了基于传热机理考虑材料物性参数随材料状态及温度变化的粉末热物性参数估算实现方法,并对有限元模拟方法进行了解析解验证。在此基础上对纯钨的电子束选区熔化过程进行了模拟,单道扫描模拟结果表明,随电子束扫描速率的增大,或电子束半径的增大,或热源功率的减小,熔池最高温度降低,熔池的长度、宽度及深度均减小。两层多道扫描的模拟结果表明,除第一层第一道外,熔池温度场及熔池形貌不对称于扫描中心线,已扫描侧的热影响区大,温度梯度小,熔池面积小。通过模拟得到的熔池剖面图,可预测一定工艺参数条件下多道之间的搭接及多层之间的熔合情况。

关键词： 三菱电机   碳纤维增强塑料   二氧化碳   三维加工   发售   CFRP  

摘要： 2022年3月,三菱电机二氧化碳三维激光加工机“CV系列”正式在中国市场发售,专门用于加工汽车等使用的轻量、高强度碳纤维增强塑料(Carbon Fiber Reinforced Plastics,以下简称CFRP)。“CV系列”激光加工机是三菱电机推出的革命性产品,实现高精度、高速三维加工,使CFRP量产成为可能,引领碳加工新轨迹。

关键词： 激光加工   仿生蜂巢结构   池沸腾   极限热流密度  

摘要： 池沸腾作为一种高效的能量转换方式,在提升能源系统效率及强化高功率电子设备热管理等领域具备重要作用。采用激光加工技术在铜片表面制备了仿生蜂巢结构(BHS),使用扫描电镜对BHS表面形貌进行观察,探究了不同加工参数对微结构形貌和沸腾传热性能的影响。结果表明,主次沟槽复合结构(BHS-C)对沸腾传热性能具有最佳强化作用。强化效果随着次级沟槽宽度先增加后减小,当次级沟槽间距为180μm时,BHS表面的极限热流密度(CHF)与沸腾换热系数(HTC)分别达到了198.48 W/cm^(2)和29.05 W/cm^(2)·℃,为光滑铜片的1.81倍和4.71倍。显著增强的沸腾传热性能主要归因于主次相间的槽道结构提升了工质的快速回流速率,沟槽内部的微纳结构大幅增加了气泡成核点位置和受热面积。

关键词： 纤维复合材料   激光加工   超快激光   航天   宏观加工   微细制造  

摘要： 纤维增强复合材料(FRPs)因其优异的力、热、电磁、化学等性质被广泛应用于航天、航空等领域。作为一种各向异性、非均质的难加工材料,纤维复合材料的传统加工方式存在精度、损伤及效率等问题,为其激光加工技术的快速发展提供了机遇。综述了激光加工技术在实验研究、理论与仿真等基础研究方面的进展,分析研究热点和发展趋势,指出纤维复合材料超快激光加工存在的问题及挑战;报告了纤维复合材料在激光切割与制孔、激光铣削、激光表面处理和连接技术、激光辅助成形等方面的研究及应用进展;针对航天器(特别是空间飞行器)先进制造应用,提出了纤维复合材料产品激光宏观加工和激光微细制造技术的潜在应用方向,展望了实现应用所需发展的工艺装备,以期为后续该类材料产品的激光加工应用提供参考。

ISBN: (纸本)155024·3071

摘要： Zinc coated brass wires for unidirectional travelling wire electrical-discharge machining 发布日期:2021-12-02 归口单位:全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)

关键词： 电火花加工   超声振动辅助电火花(UVE)   微孔加工   加工质量   加工机理  

摘要： 超声振动辅助电火花(UVE)微孔加工作为一种特种复合加工技术,是提高难加工材料微孔加工性能的有效途径之一。在UVE微孔加工中,根据超声振动作用形式不同,可分为电极振动、工件振动和工作液振动3种微孔加工方式。电极振动的UVE微孔加工中,超声频率一般为20~40kHz,超声振幅为5μm左右,材料去除率可提高40%~60%,可加工深径比最大接近30的微孔。工件振动的UVE微孔加工中,超声频率大多小于30kHz,超声振幅小于10μm,材料去除率可提高40%左右,微孔锥度降低30%左右。工作液振动的UVE微孔加工中,超声频率一般大于40kHz,超声振幅大于5μm,材料去除率最大可提高33倍,孔壁粗糙度可达Ra0.2μm。对3种类型的UVE微孔加工的研究成果进行了总结与分析,探讨了3种类型的UVE微孔加工机理以及存在的问题,对比了3种振动类型的UVE微孔加工特点以及适用范围,并对UVE微孔加工发展趋势进行了展望。

关键词： 激光加工   表面润湿性   微沟槽结构   亲水性能  

摘要： 铝合金经过激光加工后,铝合金表面会呈现出明显的超亲水过渡状态,为了探究不同激光加工参数制备的微沟槽结构对铝合金表面润湿性的影响,通过纳秒激光在铝合金表面进行微沟槽结构的制备,通过改变激光参数对微沟槽结构形貌和尺寸进行调整,使铝合金表面具有了一定的粗糙结构和良好的超亲水性。得到了最优润湿性的激光参数为激光功率12 W,扫描速度200 mm/s,激光填充间隙为0.01 mm。激光加工后的铝合金表面吸收空气中足够多的非极性分子后润湿性变差,通过能量色散X射线光谱仪和能谱分析对铝合金表面进行分析发现氧化效应是从超亲水性到疏水润湿性变化的主要原因。

关键词： 激光光学   飞秒激光   面齿轮   烧蚀特性   粗糙度  

摘要： 飞秒激光精微加工是用一种超短脉冲宽度、超高能量激光对材料进行精确去除的制造方法。考虑到面齿轮材料18Cr2Ni4WA成分间的互温感应,建立了飞秒激光烧蚀面齿轮材料的能量耦合模型,并仿真分析了不同能量密度下电子温度与晶格温度的变化过程。结果表明,电子温度随着激光能量密度的增大迅速增高且远大于晶格温度。用能量在0.320~5.255 J/cm^(2)范围内的激光观测面齿轮齿面烧蚀形貌并对齿面粗糙度进行检测,结果表明,烧蚀形貌光滑平整,粗糙度最低为0.265μm,与能量耦合模型的仿真分析结果基本一致,为提高面齿轮的表面质量研究提供了基础。

关键词： 碳纤维增强复合材料   电火花加工   热影响区   晶体管脉冲电源   能量施加方式   加工极性  

摘要： 电火花加工(EDM)碳纤维增强树脂基复合材料(CFRPs)的可行性已经得到了验证,但是电火花加工是热加工,电火花加工的工件表面存在热影响区,它是影响CFRPs电火花加工表面质量的重要因素。对晶体管脉冲电源条件下电火花加工CFRPs热影响区的抑制方法进行了研究,在单个脉冲放电能量相同的情况下,对不同放电能量施加方式下的热影响区进行了仿真与实验对比研究,结果表明在相同的放电能量下,较高的放电功率有利于减小热影响区,并可提高加工速度;相比于负极性加工,正极性加工热影响区较小。