苏州大学机电工程学院激光制造技术研究所
- 作品数：6 被引量：28H指数：2
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- 基于响应面法和遗传神经网络模型的高沉积率激光熔覆参数优化被引量：24
- 2021年
- 在大功率激光熔覆成形中,熔覆层的沉积率是决定成形效率及质量等的重要因素。采用Box-Behnken(BBD)及正交法进行了激光熔覆单道沉积实验设计,研究了激光功率、送粉速率、扫描速度和离焦量对沉积率的关系。分别建立了响应面法(RSM)模型和经遗传算法优化的神经网络(GA-BP)模型,同时预测并优化了沉积工艺参数。经遗传神经网络模型优化后的工艺参数得到的最大沉积率为61.74 g/min,高于响应面法优化得到的53.55 g/min。结果表明:遗传神经网络模型的预测、泛化及优化能力要优于响应面法模型,使用遗传算法优化后的神经网络模型可为实现高沉积率激光熔覆成形提供更有效的预估方法。
- 庞祎帆傅戈雁王明雨龚燕琪余司琪徐加超刘凡
- 关键词：激光加工激光熔覆响应面遗传算法
- 扭转弯曲变截面结构连续渐变分层光内送粉熔化沉积成型研究
- 2022年
- 传统的加工方式难以实现变截面扭转弯曲结构件的成型。本文研究了变截面结构在扭转及弯曲变化下光内送粉激光熔化沉积成型的轨迹规划问题,提出了针对此种几何成型特征结构件的连续渐变分层法,实现了变截面结构在扭转弯曲变化下的分层成型。最后根据结构分层获得的光内送粉喷头空间三维轨迹变化的坐标信息进行了扭转弯曲变截面结构件的成型实验,实验结果表明:成型件表面平整且成型精度较高,成型件的弯曲角度和扭转角度分别为46.18°和44.79°,与原始设计角度的误差分别为2.62%和-0.47%;成型件初始圆形截面的直径和终止方形截面的边长分别为59.63 mm和60.72 mm,与原始设计尺寸的误差分别为-0.62%和1.20%;成型件微观组织致密,无明显的气孔和裂纹。
- 金磊石世宏石拓魏超张荣伟张琪王宇
- 关键词：激光技术激光熔化沉积路径规划
- 薄壁空心球体的多自由度随形激光熔化沉积制备工艺与精度被引量：4
- 2021年
- 为提高激光熔化沉积(LMD)技术对空心零部件的成形能力,优化成形质量,提出连续多姿态LMD成形方法。将原始空心球体3D模型分段进行路径规划,建立了相应的熔池数学模型,进行了空心球体的LMD实验,并系统分析了成形质量。结果表明:连续多姿态LMD成形方法可有效实现空心球体的成形,且随着沉积角α的增大,成形件尺寸的精度呈先升高后降低的趋势,侧方位封闭式沉积成形精度较差;成形件显微组织致密、晶粒细小,随着沉积角α的增大,晶粒尺寸呈先细化后粗化的趋势,而显微硬度则先升高后降低;台阶效应得到了有效缓解,各沉积角球面的平均粗糙度(Ra)低至6.55μm,重熔处理后Ra达1.1μm。连续多姿态成形方法有效提高了LMD技术对复杂结构件及封闭件的成形能力,为拓展其应用领域提供了支持。
- 张荣伟万乐石拓吴捷傅戈雁庄锐程梦颖
- 关键词：激光加工激光熔化沉积路径规划
- 激光熔化沉积AlSi10Mg温度场对显微组织性能的影响被引量：2
- 2022年
- 铝合金激光吸收率低、导热率高,其激光熔化沉积(LMD)显微组织性能受温度场影响大。为分析环形束LMD铝合金熔池温度场及其影响,优化成形质量及成形件性能,采用送气保护式LMD技术,进行了AlSi10Mg铝合金成形实验,系统分析了熔池温度场的形态及其变化,以及温度场对成形质量、孔隙率、显微组织性能的影响机理。结果表明:环形束LMD铝合金熔池温度场总体形态呈开口向扫描方向的“半月牙”状,随着激光功率的增大,温度场形态愈发尖锐,其高温率、温度梯度和平均温度也相应增大。温度场平均温度的提升可增加激光吸收率,粗化显微组织,减小显微硬度,温度场显著影响成形件孔隙率从而改变拉伸性能。最终在平均温度为857.7℃时降低孔隙率至2.1%,得到抗拉强度为305.6 MPa,延伸率为5.7%,高出铸件52.5%,为LMD铝合金温度场及显微组织性能控制提供了理论指导。
- 蔡家轩万乐石世宏吴捷杨强石拓程梦颖
- 关键词：激光熔化沉积铝合金温度场孔隙率
- 变截面薄壁空心弯扭结构件激光熔化沉积成形工艺与精度研究
- 2023年
- 基于光内送粉激光熔化沉积(laser melting deposition,LMD)技术,研究变截面薄壁空心弯扭结构件的成形工艺。针对该类复杂结构件成形轨迹规划的难点,提出空间轨迹单元离散分层法对结构件进行分层并生成离散沉积单元,按设计的路径进行每个离散沉积单元的沉积。针对在实际成形过程中由于机械臂采用线段单元拟合的方式实现光滑曲线运动导致的误差,提出空间变姿态基点偏移补偿技术,对成形过程中实际姿态变化基点的位置偏移进行补偿,以此实现对尺寸误差的有效控制。最终实现变截面薄壁空心弯扭结构件的激光熔化沉积成形,成形所得结构件尺寸精度较高,形状尺寸误差在-0.44%~1.83%之间,结构件平均厚度在5.9~6.19 mm之间,结构件显微硬度在269~282.2 HV之间,结构件表面和内部皆致密均匀,无明显的气孔、裂缝等缺陷。
- 蔡家轩石拓石世宏张荣伟刘广王宇庄锐
- 关键词：激光熔化沉积尺寸精度
- 激光光内送粉线形悬垂分支结构直接成形
- 2016年
- 基于光内送粉技术和KUKA 机器人，采用间歇式光加载、单点直接堆积成形方法，通过切向分层方法得到了0°～60°连续变姿态悬垂和多角度分支线形结构。通过ANSYS 瞬态热力学仿真分析不同激光加载时间下熔池温度变化趋势，并通过试验验证得出最优加载时间。检测结果表明：成形的线形结构尺寸精度较好，截面尺寸均匀，最大相对误差为1.6%，表面粗糙度可达1.98～2.47 μm；对成形件不同倾角处进行微观组织观察表明，其组织均匀致密，无明显缺陷。
- 贾帅傅戈雁方琴琴石世宏姜付兵
- 关键词：激光技术
