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激光诱发热应力成形技术 被引量:4
1
作者 刘顺洪 周龙早 李志远 《电加工与模具》 2000年第4期37-41,共5页
介绍了一种利用激光扫描金属薄板时 ,在热作用区域内产生的强烈温度梯度而诱发的热应力 ,使板料实现塑性变形的工艺方法。综述了其国内外发展现状及可能的应用领域、激光成形的机理和现有的主要模型 ,定性论述了影响成形的主要因素、存... 介绍了一种利用激光扫描金属薄板时 ,在热作用区域内产生的强烈温度梯度而诱发的热应力 ,使板料实现塑性变形的工艺方法。综述了其国内外发展现状及可能的应用领域、激光成形的机理和现有的主要模型 ,定性论述了影响成形的主要因素、存在的主要问题和今后的研究方向。 展开更多
关键词 激光 激光诱发热应力成形技术
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激光诱发板材热应力成形技术及其研究现状 被引量:2
2
作者 周益军 张永康 +1 位作者 周建忠 史建国 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期425-428,共4页
概述了板材激光热应力成形技术的发展现状,分析了板材激光热应力成形的主要影响因素,综述了激光束参数、材料的性能及工件几何尺寸对激光热应力弯曲成形的影响,概括了激光热应力成形工艺的一些规律。为了能使板材激光热应力成形技术应... 概述了板材激光热应力成形技术的发展现状,分析了板材激光热应力成形的主要影响因素,综述了激光束参数、材料的性能及工件几何尺寸对激光热应力弯曲成形的影响,概括了激光热应力成形工艺的一些规律。为了能使板材激光热应力成形技术应用于生产,在总结前人研究成果的基础上,指出了板材激光热应力成形工艺存在的关键问题,并提出了目前板材热应力成形技术应用于生产所需要研究的内容。 展开更多
关键词 激光技术 激光 热应力 板材弯曲
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激光诱发的热应力成形技术及其应用 被引量:6
3
作者 管延锦 季忠 +1 位作者 孙胜 栾贻国 《航空工艺技术》 1999年第4期30-31,35,共3页
介绍了一种金属板料塑性加工的新技术———激光诱发的热应力成形技术,分析了其成形机理、特点,影响成形的主要因素及工业应用,并简要介绍了国内外的研究应用现状。
关键词 板料 激光 热应力 金属
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微细波纹板激光热应力成形边界效应的抑制方法
4
作者 姚喆赫 范伟鑫 +2 位作者 陈志敏 张群莉 姚建华 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期78-88,共11页
激光热应力成形为微细薄板结构的无模制造提供了解决方案,然而其边界效应严重影响成形精度。针对金属薄板激光热应力成形过程中的边界效应,采用振镜式激光,结合有限元模拟和成形试验分析激光工艺参数对边界效应的影响规律。研究了变速... 激光热应力成形为微细薄板结构的无模制造提供了解决方案,然而其边界效应严重影响成形精度。针对金属薄板激光热应力成形过程中的边界效应,采用振镜式激光,结合有限元模拟和成形试验分析激光工艺参数对边界效应的影响规律。研究了变速度、变方向以及两者耦合的边界效应抑制策略,进而用于微细波纹板成形过程。结果表明,扫描路径上的温度与应力分布不均是造成边界效应的主要原因,薄板成形过程中的热累积主要存在于扫描结束端,激光工艺参数是影响弯曲成形件变形的重要因素;采用变向-变速耦合策略比单方向扫描的相对角度变化减小77.8%,实现了深宽比大于0.75的微细波纹板精密成形。变向-变速耦合策略能够有效抑制微细波纹板激光热应力成形中的边界效应,为高质量微细薄板成形提供参考。 展开更多
关键词 激光材料加工 波纹板 激光热应力 边界效应 抑制策略 激光工艺参数
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激光热应力成形弯折区形貌演变规律研究
5
作者 范伟鑫 姚喆赫 +3 位作者 潘成颢 洪锦源 刘云峰 姚建华 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期175-186,197,共13页
目的针对激光热应力成形弯折区增厚现象,揭示激光热输入、弯曲角度和成形机制对弯曲过程的影响,以及弯折区域形貌的演变规律,为提高激光热应力成形弯折区域的形貌可控性提供参考。方法采用高速相机拍摄成形过程中热输入和弯曲角度对弯... 目的针对激光热应力成形弯折区增厚现象,揭示激光热输入、弯曲角度和成形机制对弯曲过程的影响,以及弯折区域形貌的演变规律,为提高激光热应力成形弯折区域的形貌可控性提供参考。方法采用高速相机拍摄成形过程中热输入和弯曲角度对弯折区的宏/微观形貌的作用效果,并采用共聚焦显微镜观察试样的宏观形貌,采用光学显微镜分析微观组织,通过维氏显微硬度计测量弯折区附近材料的硬度分布情况,同时结合温度场数值模拟和表面张力理论分析,揭示弯折区形貌的影响因素及形成机制。结果在低比能作用下,弯折区的熔融材料在激光扫描结束后快速凝固,并在扫描次数逐渐增加的过程中其表面逐渐隆起,并形成凸起状形貌,表面粗糙度随着扫描次数的增加呈现上升趋势,由5.5μm增至37.6μm。在高比能作用下,熔融材料的流动性得到提升,并在表面张力的作用下充分铺展,宏观形貌由凸变平,最后呈现凹形形貌,表面粗糙度随着扫描次数的增加呈现相反的变化趋势,由31.7μm减至5.8μm。此外,在塑性成形过程中,熔池流动仍受到成形角两侧壁面的限制。硬度测试结果表明,激光热应力成形弯折熔凝区域的硬度略高于基体的硬度,热影响区的硬度比基体的硬度降低了40%。结论激光热输入、弯曲角度和成形机制会影响弯折区材料表面的挤压、熔化、流动、凝固过程,以及材料内部的温度梯度和界面表面张力,在这些因素的影响下弯折区域的轮廓形貌、成形粗糙度、显微组织和硬度分布发生了变化。 展开更多
关键词 激光热应力 弯折区 比能 表面张力 硬度分布
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激光诱发热应力成形的研究 被引量:3
6
作者 刘顺洪 周龙早 万鹏腾 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期258-262,共5页
研究了低碳钢板料的激光诱发热应力成形行为。结果表明 ,对于多道扫描激光成形工艺 ,诱发热应力成形角度受到许多工艺参数的影响 ,线能量是激光诱发热应力成形的主要影响因素。其中 ,激光功率、光束直径、扫描速度、扫描次数、板料厚度... 研究了低碳钢板料的激光诱发热应力成形行为。结果表明 ,对于多道扫描激光成形工艺 ,诱发热应力成形角度受到许多工艺参数的影响 ,线能量是激光诱发热应力成形的主要影响因素。其中 ,激光功率、光束直径、扫描速度、扫描次数、板料厚度等参数的效应尤其显著。通过对试验结果的定性分析 ,所得的结论可以为激光诱发热应力成形技术的进一步理论研究和可能的工业应用提供依据。 展开更多
关键词 激光 热应力 低碳钢板
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激光诱发热应力成形试验研究 被引量:1
7
作者 周龙早 刘顺洪 +1 位作者 林武 王令红 《电加工与模具》 2000年第6期20-23,共4页
利用 2kWCO2 激光器研究了低碳钢板料的激光弯曲情况。试验结果表明 ,对于多道扫描激光成形工艺 ,弯曲角度受到许多工艺参数的影响。其中 ,激光功率、光束直径、扫描速度、扫描次数、板料厚度等参数的效应尤其显著。通过对试验结果的定... 利用 2kWCO2 激光器研究了低碳钢板料的激光弯曲情况。试验结果表明 ,对于多道扫描激光成形工艺 ,弯曲角度受到许多工艺参数的影响。其中 ,激光功率、光束直径、扫描速度、扫描次数、板料厚度等参数的效应尤其显著。通过对试验结果的定性分析 ,所得的结论可为激光弯曲成形技术的进一步理论研究和可能的工业应用提供依据。 展开更多
关键词 激光 热应力 实验研究
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基于水冷却的不锈钢板料激光热应力成形试验 被引量:3
8
作者 周益军 张永康 +1 位作者 孔德军 史建国 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期172-176,共5页
通过改变激光束能量、光斑直径、扫描速度、扫描次数以及板材厚度对AISI304不锈钢板料进行弯曲试验,分析了在水冷却条件下各工艺参数对弯曲变形的影响,探讨了基于水冷却的板料热应力成形规律,并通过正交试验对相关工艺参数进行了优化。... 通过改变激光束能量、光斑直径、扫描速度、扫描次数以及板材厚度对AISI304不锈钢板料进行弯曲试验,分析了在水冷却条件下各工艺参数对弯曲变形的影响,探讨了基于水冷却的板料热应力成形规律,并通过正交试验对相关工艺参数进行了优化。试验结果表明:0.6mm厚度的不锈钢板在线能量密度小于80J/mm时,工件不产生变形;在150~180J/mm范围内,热应力成形的效果最佳;扫描次数、光斑直径以及板材厚度对弯曲变形的影响较大。同时对水冷却条件下工件表面烧蚀及成形稳定性进行评估,提出了基于水冷却的板料激光热应力成形的新工艺,为精确控制板料激光热应力成形提供了试验基础。 展开更多
关键词 激光 板料 热应力 水冷却
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激光金属沉积成形过程热应力的数值模拟 被引量:10
9
作者 龙日升 刘伟军 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期142-147,共6页
根据有限元分析中的“单元生死”技术,利用APDL编程实现了对多道多层激光金属沉积成形过程热应力的三维数值模拟。模拟采用了Gauss热源模型,并引入了沿长边的平行往复扫描方式。计算结果表明,熔池区域以及试样与基板相邻区域是高热... 根据有限元分析中的“单元生死”技术,利用APDL编程实现了对多道多层激光金属沉积成形过程热应力的三维数值模拟。模拟采用了Gauss热源模型,并引入了沿长边的平行往复扫描方式。计算结果表明,熔池区域以及试样与基板相邻区域是高热应力区,试样内部的热应力较小;试样沿厚度增加方向的热应力在沉积过程中幅值很大并且以拉伸应力为主,是导致试样产生裂缝的主要原因;沉积过程中沉积开始的位置对热应力的分布和强度影响很大,同一沉积层首道各节点热应力值几乎是末道各节点热应力值的一倍。在与模拟过程相同的条件下,实际成形试样裂缝的产生和发展规律与模拟结果相符。 展开更多
关键词 激光金属沉积 热应力 数值模拟
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激光热应力板料成形角变形分析 被引量:2
10
作者 石永军 姚振强 沈洪 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B11期99-103,共5页
为了精确预测板料直线扫描时的角变形,本文采用简化约束模型分析了板料的变形历史和应变产生机制,在加热区域内将激光热应力变形过程分为3种不同的情况:(1)板料上下表面仅产生弹性变形;(2)板料上表面产生弹性变形和塑性变形,下表面仅产... 为了精确预测板料直线扫描时的角变形,本文采用简化约束模型分析了板料的变形历史和应变产生机制,在加热区域内将激光热应力变形过程分为3种不同的情况:(1)板料上下表面仅产生弹性变形;(2)板料上表面产生弹性变形和塑性变形,下表面仅产生弹性变形;(3)板料上下表面均产生弹性变形和塑性变形。通过对热变形第一种情况进行分析,提出了最小移动能量密度的概念,并推导出了板料产生热变形所需要的最小移动能量;针对热变形第二和第三种情况分别建立角变形解析模型,试验结果验证了该模型具有较高的精度。 展开更多
关键词 激光 角变 热应力 金属板料
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激光热应力成形工艺参数综合作用试验及评估 被引量:1
11
作者 张永康 周益军 +1 位作者 周建忠 史建国 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2006年第4期303-305,共3页
为了对激光热应力成形的工艺参数进行全面评估,通过改变激光束能量、光斑直径、扫描次数及扫描速度等参数,对0.6 mm厚的AISI304不锈钢冷轧板进行激光热应力成形的正交试验,旨在评价参数的耦合作用,根据正交试验的原理,可判别相互影响的... 为了对激光热应力成形的工艺参数进行全面评估,通过改变激光束能量、光斑直径、扫描次数及扫描速度等参数,对0.6 mm厚的AISI304不锈钢冷轧板进行激光热应力成形的正交试验,旨在评价参数的耦合作用,根据正交试验的原理,可判别相互影响的参数产生作用的主次关系.试验结果表明:在AISI304不锈钢冷轧板激光热应力成形时,正交试验的4个与能量有关工艺参数产生的作用是不同的,按对弯曲变形量影响的大小排序:扫描次数、扫描速度、光斑直径、激光束能量,其中扫描次数和扫描速度是两个重要的影响因素,它们对增加弯曲变形都有较大潜力. 展开更多
关键词 激光 热应力 工艺参数 综合作用 正交试验
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TA2板料激光热应力弯曲成形及其力学性能研究
12
作者 周益军 张永康 +2 位作者 游文明 尹晨 张承阳 《中国工程科学》 2007年第10期40-44,共5页
用HVS-1000显微硬度测试仪、X-350A型X射线应力测定仪,以2.5 kW SM2000SM快轴流CO_2激光器对0.6 mm厚的TA2板料进行扫描,按照正交试验理论安排成形工艺参数,研究了TA2板料弯曲成形时主要工艺参数对弯曲角度的影响,以及试样表面残余应力... 用HVS-1000显微硬度测试仪、X-350A型X射线应力测定仪,以2.5 kW SM2000SM快轴流CO_2激光器对0.6 mm厚的TA2板料进行扫描,按照正交试验理论安排成形工艺参数,研究了TA2板料弯曲成形时主要工艺参数对弯曲角度的影响,以及试样表面残余应力的分布和试样断面上的显微硬度变化。结果表明:正交试验中的4个工艺参数的作用是不同的,按其变化对弯曲变形量影响的大小排序,依次是扫描次数、光斑直径、激光束功率、扫描速度;成形参数对试样表面的残余应力分布也存在一定的影响;试样变形区断面上的显微硬度变化呈现出一定的规律。 展开更多
关键词 激光技术 热应力 板料弯曲 残余应力 显微硬度
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选区激光熔化WC-12Co单道成型工艺参数优化
13
作者 贾娜 余本军 +2 位作者 张纯朴 王春昕 刘九庆 《激光技术》 北大核心 2025年第1期113-120,共8页
为了实现硬质合金WC-12Co金属粉末制品整体成型制造,采用选区激光熔化(SLM)技术对WC-12Co合金粉末单道熔池成形进行了理论分析和实验验证,取得了单道熔池成形的最佳工艺参数。结果表明,激光扫描速率和功率的不同组合影响了单道熔池的连... 为了实现硬质合金WC-12Co金属粉末制品整体成型制造,采用选区激光熔化(SLM)技术对WC-12Co合金粉末单道熔池成形进行了理论分析和实验验证,取得了单道熔池成形的最佳工艺参数。结果表明,激光扫描速率和功率的不同组合影响了单道熔池的连续性和形貌,当激光功率为340 W、扫描速率为600 mm/s、扫描间距为60μm/道、铺粉厚度为40μm/层时,单道熔池形貌达到了最佳状态,呈现出稳定连续的“鱼鳞状”形貌,成形对象单层裂纹最少;在单道成形过程中,单道熔池截面出现了W元素聚集的现象,该现象是导致成形WC-Co块体各向异性的重要原因。该研究结果对硬质合金WC-12Co金属粉末制品的成形起到了决定性的作用。 展开更多
关键词 激光技术 硬质合金单道 选区激光熔化 碳化钨粉末
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激光冲击波技术在金属表面改性和成形中的应用 被引量:18
14
作者 王广龙 周建忠 +2 位作者 张兴权 杨超君 张永康 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期148-152,共5页
在对激光冲击强化技术的原理、特点及工程应用须解决的关键问题进行系统分析的基础上,介绍了激光冲击波技术在金属板材成形方面的最新研究进展:激光冲击成形和激光喷丸成形,对激光冲击成形和激光喷丸成形的机理、技术特点及国内外的研... 在对激光冲击强化技术的原理、特点及工程应用须解决的关键问题进行系统分析的基础上,介绍了激光冲击波技术在金属板材成形方面的最新研究进展:激光冲击成形和激光喷丸成形,对激光冲击成形和激光喷丸成形的机理、技术特点及国内外的研究现状进行了综述,并对今后的应用前景和发展趋势作了分析。 展开更多
关键词 激光冲击波 表面改性 板料 技术原理
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板料的快速激光成形技术及其应用 被引量:8
15
作者 季忠 刘庆斌 吴诗惇 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 1996年第6期54-55,共2页
介绍一种利用激光扫描金属薄板时所导致的热应力来实现塑性变形的工艺方法。根据激光扫描时所形成的两类典型温度场,探讨激光成形的机理,在板料的几何参数、热物性、光束能量及分布等方面分析激光成形的技术要点,提出该技术所面临的... 介绍一种利用激光扫描金属薄板时所导致的热应力来实现塑性变形的工艺方法。根据激光扫描时所形成的两类典型温度场,探讨激光成形的机理,在板料的几何参数、热物性、光束能量及分布等方面分析激光成形的技术要点,提出该技术所面临的问题,并展望其应用领域和前景。 展开更多
关键词 板料 激光 热应力 金属薄板
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基于选区激光熔化的金属零件快速成形现状与技术展望 被引量:58
16
作者 顾冬冬 沈以赴 《航空制造技术》 北大核心 2012年第8期32-37,共6页
金属零件激光快速成形研究涉及粉体材料制备与表征、激光工艺控制与优化、成形零件结构设计与优化以及激光冶金物理化学理论,是激光技术、材料科学与工程、机械工程、冶金工程等多学科交叉与融合,因此是一个富有开放性和挑战性的研究领... 金属零件激光快速成形研究涉及粉体材料制备与表征、激光工艺控制与优化、成形零件结构设计与优化以及激光冶金物理化学理论,是激光技术、材料科学与工程、机械工程、冶金工程等多学科交叉与融合,因此是一个富有开放性和挑战性的研究领域。目前,对于金属零件选区激光熔化快速成形的材料、工艺及理论的研究,尚有很多方面未获得本质突破。对于该领域诸多新材料、新工艺、新现象及新理论的深入研究与发掘,是实现激光快速成形技术走向工程应用的基础。 展开更多
关键词 快速 选区激光熔化 激光 金属零件 激光快速技术
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板料激光成形技术 被引量:8
17
作者 张杰刚 陈明和 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2006年第13期87-89,共3页
综述了激光成形技术的国内外发展史及其研究现状,分析了激光弯曲成形技术的优点,探讨了激光弯曲成形技术的原理及成形机理,并且论述了激光弯曲成形的影响因素,展望了板料激光成形技术的应用前景。
关键词 激光 金属板料 塑性 热应力
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激光板料成形技术的研究及应用 被引量:3
18
作者 陈毅彬 周建忠 +1 位作者 孙月庆 黄舒 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第9期132-134,共3页
金属板料激光成形技术是近年来出现的一种先进柔性加工技术。分别介绍了激光热应力成形、激光冲击成形(LSF)和激光喷丸成形(LPF)的成形机理,分析了成形的主要影响因素。影响这三种激光成形方式的因素主要有:激光参数、扫描轨迹、材料性... 金属板料激光成形技术是近年来出现的一种先进柔性加工技术。分别介绍了激光热应力成形、激光冲击成形(LSF)和激光喷丸成形(LPF)的成形机理,分析了成形的主要影响因素。影响这三种激光成形方式的因素主要有:激光参数、扫描轨迹、材料性质、板料几何参数和约束边界条件等。分别从机理、工艺参数、成形工艺等方面分析了这三种板料激光成形的技术特点。最后,对这三种激光板料成形技术的应用前景进行了展望,并指出激光板料成形技术在成形的精确控制及成形复杂件方面存在的一些尚待解决的关键问题。 展开更多
关键词 激光技术 板料 热应力 冲击波 残余应力
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激光冲击金属板料成形的残余应力分布研究 被引量:3
19
作者 袁国定 史德旗 +2 位作者 姜银方 王永良 王飞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期303-305,346,共4页
为了研究激光冲击成形后残余应力对板料性能的影响,采用高功率Nd:glass激光器对金属薄板激光冲击成形,使用X射线衍射法对激光冲击成形后的金属薄板的表面残余应力分布分析研究。薄板成形后的凹面分布存在较大的残余压应力,而凸面边缘存... 为了研究激光冲击成形后残余应力对板料性能的影响,采用高功率Nd:glass激光器对金属薄板激光冲击成形,使用X射线衍射法对激光冲击成形后的金属薄板的表面残余应力分布分析研究。薄板成形后的凹面分布存在较大的残余压应力,而凸面边缘存在较小的残余拉应力;残余应力随着激光能量的增加而增加,但当到达一定值时,凹面残余压应力达到最大值;在冲击凹面中心点处的残余应力值最大,周围处的残余应力以中心点为圆心向外呈非线性递减。在不同的凹模孔径下采用8mm光斑、30J激光能量单次冲击,发现存在一个凹模孔径阈值,小于阈值时,残余应力随着孔径的增大而增大;大于阈值时,随着孔径的增大而减小,阈值大小大约为20mm。结果表明,该研究对进一步研究残余应力的控制有重要作用,且对材料的抗疲劳性能、抗应力腐蚀、表面性能研究有很重要的理论和工程价值。 展开更多
关键词 激光技术 激光冲击 残余应力分布 X射线衍射法 金属薄板
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激光直接沉积成形增材制造技术在飞机起落架上的应用研究 被引量:13
20
作者 崔灿 王向明 +2 位作者 吴斌 毕世权 苏亚东 《航空制造技术》 2018年第10期74-79,共6页
激光直接沉积成形对于飞机起落架制造具有"变革性"意义,具有突破规格限制、减少原材料浪费、缩短加工制造周期等技术优点,在未来飞机起落架快速试制方面具有较为明显的技术优势及应用前景。目前已突破A-100钢激光直接沉积增... 激光直接沉积成形对于飞机起落架制造具有"变革性"意义,具有突破规格限制、减少原材料浪费、缩短加工制造周期等技术优点,在未来飞机起落架快速试制方面具有较为明显的技术优势及应用前景。目前已突破A-100钢激光直接沉积增材制造成形工艺、性能质量控制等关键技术,试制的起落架零件已在飞机上实现领先试用,力学性能基本达到材料锻件水平。但面向该技术的推广应用仍面临着成形工艺策略、热处理控制、无损检测、构件表面强化及综合验证等关键技术的进一步突破。 展开更多
关键词 激光直接沉积 增材制造 飞机起落架 超高强度钢 快速试制技术
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