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激光定向能量沉积技术的研究现状与应用进展 被引量:6
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作者 刘伟军 张凯 +1 位作者 王慧儒 卞宏友 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第5期631-645,共15页
激光定向能量沉积(LDED)技术作为一种前沿增材制造技术,在材料加工和产品制造领域展现出显著优势,综述了LDED技术的发展历程、基本原理、技术特点及其在多个工业领域的应用现状。LDED技术能够有效提升材料利用率、缩短制造周期,并实现... 激光定向能量沉积(LDED)技术作为一种前沿增材制造技术,在材料加工和产品制造领域展现出显著优势,综述了LDED技术的发展历程、基本原理、技术特点及其在多个工业领域的应用现状。LDED技术能够有效提升材料利用率、缩短制造周期,并实现复杂零件的直接制造,尤其在航空航天、汽车制造和医疗等领域具有广泛应用前景。通过仿真分析、在线监测和闭环控制策略,LDED技术进一步提高了成形精度和产品质量。随着LDED技术的成熟和优化,该技术有望在降低成本、提升性能以及推动制造业绿色转型方面发挥更大作用。 展开更多
关键词 增材制造 激光定向能量沉积 金属材料加工 修复再制造 工艺研究 材料性能 模拟与仿真 在线监测
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基于熔池热历史的陶瓷增强金属基复材激光定向能量沉积质量实时监测方法
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作者 陈颖 黄海鸿 +1 位作者 徐鸿蒙 刘志峰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期3943-3953,共11页
针对激光定向能量沉积(L-DED)制备陶瓷增强金属基复合材料(CRMMC)过程中成形质量不稳定的问题,提出一种基于熔池热历史的CRMMC质量监测方法。为实现在CPU硬件上的实时监测,构建了单路结构的轻量级全深度可分离卷积神经网络模型(FD-Net)... 针对激光定向能量沉积(L-DED)制备陶瓷增强金属基复合材料(CRMMC)过程中成形质量不稳定的问题,提出一种基于熔池热历史的CRMMC质量监测方法。为实现在CPU硬件上的实时监测,构建了单路结构的轻量级全深度可分离卷积神经网络模型(FD-Net)。输入9个不同激光能量制备不同状态的CRMMC成形质量,使用红外热像仪同步采集熔池红外图像作为数据集训练和测试FD-Net,并与当前先进的轻量级卷积神经网络(CNN)模型进行性能对比。结果表明:FD-Net在Inter-CPU上以7.90ms/帧的推理时间实现了高精度监测,显著低于其他CNN模型,证明所提方法可在工业微型计算机上实现CRMMC质量状态的实时监测。 展开更多
关键词 熔池热历史 卷积神经网络 陶瓷增强金属基复材 激光定向能量沉积 红外图像
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激光快速成形技术的发展及其在功能梯度材料制备上的应用 被引量:10
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作者 魏增敏 张永忠 +2 位作者 高士友 杜宝亮 石力开 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期77-80,共4页
激光快速成形技术集计算机辅助设计、高功率激光熔覆、快速成形于一体,通过激光熔化同步输送的金属或陶瓷粉末,在基板上逐层熔化堆积而形成致密的材料或零件。其离散/堆积的成形特点使得该技术在材料及零件制备上具有很大的柔性,通过精... 激光快速成形技术集计算机辅助设计、高功率激光熔覆、快速成形于一体,通过激光熔化同步输送的金属或陶瓷粉末,在基板上逐层熔化堆积而形成致密的材料或零件。其离散/堆积的成形特点使得该技术在材料及零件制备上具有很大的柔性,通过精确控制2种或多种材料粉末的输送和相应的工艺可以实现材料组成、微观组织结构和性能的梯度分布及多种材料的集成。介绍了激光快速成形的原理、技术特点、系统组成,着重介绍了国内外采用该技术在制备功能梯度材料方面的研究开发情况,简要分析了利用激光快速成形技术制备功能梯度材料的发展前景。 展开更多
关键词 激光快速成形技术 材料制备 功能梯度材料 计算机辅助设计 应用 结构和性能 激光熔覆 陶瓷粉末 激光熔化 成形特点 材料组成 精确控制 梯度分布 微观组织 开发情况 发展前景 高功率 国内外 输送 零件 堆积
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激光直接沉积过程中基板变形分析 被引量:4
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作者 高士友 咸士玉 +2 位作者 纪宏志 石力开 张永忠 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期57-61,共5页
RP/M是基于堆积/离散思想的先进制造技术,以同轴送粉为特征的激光直接沉积技术是RM中的典型和普遍使用的技术,其基板的变形是沉积过程中的主要缺陷,也是该技术中存在的关键工艺问题。本文观察了在不同沉积材料与基板材料组合的条件下,... RP/M是基于堆积/离散思想的先进制造技术,以同轴送粉为特征的激光直接沉积技术是RM中的典型和普遍使用的技术,其基板的变形是沉积过程中的主要缺陷,也是该技术中存在的关键工艺问题。本文观察了在不同沉积材料与基板材料组合的条件下,直薄壁试件激光直接沉积过程中基板的变形情况,分析了沉积过程中基板的热力学特征;测量了沉积过程中基板温度的变化和基板的变形。在此基础上,说明了基板变形的机理和影响基板变形的主要因素。 展开更多
关键词 金属零件 激光直接沉积 基板变形测量 基板温度测量 基板变形机理
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直接金属成形喷射技术 被引量:4
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作者 吴任东 徐国贤 颜永年 《机械设计》 CSCD 北大核心 2005年第1期5-8,共4页
分析了现有典型直接金属成形同轴喷射喷头系统的专利 ,结合试验提出了喷头系统的设计准则。在此基础上设计开发了单喷点同轴喷射系统。试验证明该喷头使成形工艺控制更加灵活 ,提高了成形零件的质量。
关键词 直接金属沉积成形 快速成形 喷头 激光
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激光增材制造钛铝系金属间化合物的研究现状 被引量:2
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作者 王江 曹庭玮 +5 位作者 陈超越 赵睿鑫 徐松哲 胡涛 帅三三 任忠鸣 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第17期14-32,共19页
随着我国工业技术的不断发展,发动机材料已经成为制约我国航空技术发展的壁垒。降低能源损耗,提高使用温度成为诸多发动机材料的发展方向。TiAl合金具有密度低、抗氧化性能好、比强度高等优点,是极具潜力的低压涡轮发动机备选材料。为... 随着我国工业技术的不断发展,发动机材料已经成为制约我国航空技术发展的壁垒。降低能源损耗,提高使用温度成为诸多发动机材料的发展方向。TiAl合金具有密度低、抗氧化性能好、比强度高等优点,是极具潜力的低压涡轮发动机备选材料。为探究激光增材制造技术所制备的TiAl合金在航空发动机上的应用前景,详细介绍了激光增材制造所需TiAl粉末和相关的激光增材制造技术,以及利用激光增材制造技术制造TiAl合金的研究现状。分析了使用激光增材制造技术制造TiAl合金的优势以及存在的缺点,提出了目前激光增材制造TiAl合金还需要深入研究的问题。 展开更多
关键词 金属间化合物 金属粉末 激光增材制造(LAM) 激光定向能量沉积 激光粉床熔化 航空航天
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扫描速率对激光直接金属沉积M2高速钢微观组织和硬度的影响 被引量:4
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作者 杨一俏 赵骧 《热加工工艺》 北大核心 2019年第20期73-76,共4页
采用直接激光金属沉积(DLMD)设备,以不同的激光扫描速率在2Cr13不锈钢基板上制备出M2高速钢块体试样,并对其力学性能和微观组织进行表征。结果表明:随着DLMD激光扫描速率的增加,M2高速钢的平均晶粒尺寸减小、碳化物析出体积总量减少。... 采用直接激光金属沉积(DLMD)设备,以不同的激光扫描速率在2Cr13不锈钢基板上制备出M2高速钢块体试样,并对其力学性能和微观组织进行表征。结果表明:随着DLMD激光扫描速率的增加,M2高速钢的平均晶粒尺寸减小、碳化物析出体积总量减少。碳化物以M6C、MC和M2C为主,随着扫描速率的增加,M2C型碳化物体积分数增加,洛氏硬度也增加,明显高于传统铸造高速钢的(54~56 HRC)。 展开更多
关键词 激光直接金属沉积 快速制造(RP) 激光扫描速率 高速钢(HSS)
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激光金属沉积技术研究现状与应用进展 被引量:19
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作者 杨胶溪 柯华 +5 位作者 崔哲 刘琦 李怀学 周正 肖俊恒 张志勇 《航空制造技术》 2020年第10期14-22,共9页
增材制造是融合材料科学、机械自动化及信息技术的先进制造技术,在近30年的发展中,发挥着越来越重要的作用。激光金属沉积(Laser metal deposition,LMD)是基于定向能量沉积(Directed energy deposition,DED)的一种增材制造技术,在近年... 增材制造是融合材料科学、机械自动化及信息技术的先进制造技术,在近30年的发展中,发挥着越来越重要的作用。激光金属沉积(Laser metal deposition,LMD)是基于定向能量沉积(Directed energy deposition,DED)的一种增材制造技术,在近年来受到广泛关注和研究。阐述了LMD技术的基本工作原理及系统组成,重点介绍LMD技术国内外研究进展及应用现状,列举了一些基于LMD的工艺技术开发及装备研发制造,指出了LMD技术在成形效率和成形精度、工艺稳定性及性能一致性等方面的不足。最后,总结了LMD技术未来的5个发展趋势:材料体系集约化、工艺参数系统化、成形过程高效化、设备集成智能化和应用领域广泛化。 展开更多
关键词 增材制造(AM) 定向能量沉积(DED) 激光金属沉积(LMD) 快速成形(RP)
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激光直接堆积成形2Cr13不锈钢的组织与力学性能分析 被引量:2
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作者 朱力钢 姚建华 +2 位作者 周正强 陈智君 楼程华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期853-858,共6页
对2Cr13不锈钢粉末进行激光直接堆积成形,得到一定高度的长方体成形件。使用SEM、XRD检测直接金属堆积(DMD)成形件的显微组织、物相组成,使用显微硬度计测试成形件的硬度,并对成形件进行拉伸性能和抗汽蚀性能测试。结果表明:DMD成形件... 对2Cr13不锈钢粉末进行激光直接堆积成形,得到一定高度的长方体成形件。使用SEM、XRD检测直接金属堆积(DMD)成形件的显微组织、物相组成,使用显微硬度计测试成形件的硬度,并对成形件进行拉伸性能和抗汽蚀性能测试。结果表明:DMD成形件的显微组织以树枝晶生长方式为主;XRD分析结果显示,DMD成形件组成相为单一的Fe-Cr合金相,堆积层硬度分布在300~350 HV0.2,与调质态相比提高43%;拉伸实验显示,DMD试样平均抗拉强度为932 MPa,比调质态提高了75%,但试样延伸率明显降低。抗汽蚀实验结果表明,DMD成形件的抗汽蚀性能是调质态的1.77倍。因此,可以看出激光DMD成形技术在汽轮机部件的修复上有着良好的应用前景。 展开更多
关键词 激光直接金属堆积 激光技术 2Cr13不锈钢 组织与性能
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激光直接金属沉积316L不锈钢表面粘粉工艺研究 被引量:4
10
作者 陈寰宇 吴家柱 +2 位作者 赵鹏辉 刘安丽 张屹 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期624-628,共5页
为了探究激光直接金属沉积316L不锈钢的表面粉末粘附工艺规律,利用高速摄像机分析粉末粘附类型,采用单因素试验的方法,定量研究了单道多层沉积中的送粉速率、送粉气流量和线能量密度对粉末粘附的影响规律。结果表明,粉末粘附主要包括熔... 为了探究激光直接金属沉积316L不锈钢的表面粉末粘附工艺规律,利用高速摄像机分析粉末粘附类型,采用单因素试验的方法,定量研究了单道多层沉积中的送粉速率、送粉气流量和线能量密度对粉末粘附的影响规律。结果表明,粉末粘附主要包括熔池熔液逸出和未熔粉末粘附两种类型;随着送粉速率的增加和送粉气流量的减小,薄壁件侧表面粉末粘附程度增加,而粉末粘附程度则对激光线能量密度的变化不敏感;激光功率700W、扫描速率700mm/min、送粉量13.54g/min、送粉气流量14L/min、离焦量+22mm时,激光直接金属沉积薄壁件表面粉末粘附较少。研究结果能够成为改善316L不锈钢增材制件表面质量的重要依据。 展开更多
关键词 激光技术 粉末粘附 单因素试验 直接金属沉积
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塑料壳体上三维电路制造技术现状分析与应用 被引量:3
11
作者 李洋 刘斌 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期100-104,共5页
介绍了三维电路制造技术的工艺流程和分类,并结合激光诱导金属沉积工艺对激光直接成型技术作了详细阐述。列举了应用于三维电路制造的原料,特别是用于激光直接成型技术的原料。最后对三维电路制造技术的发展趋势进行了展望。
关键词 三维电路 激光直接成型 有机金属复合物 激光诱导金属沉积 化学镀
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基于增材制造的异种金属一体化成形关键问题 被引量:3
12
作者 张百成 王泳翔 曲选辉 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第18期36-50,共15页
随着航空航天技术的发展关键部件性能需求逐渐提高,单一材料部件已经无法满足严苛服役条件下的性能需求,而异种金属材料的直接近净成形制备是航空航天、国防及军工等关键领域研究的重点方向。目前传统异种金属材料制备面临加工工艺与材... 随着航空航天技术的发展关键部件性能需求逐渐提高,单一材料部件已经无法满足严苛服役条件下的性能需求,而异种金属材料的直接近净成形制备是航空航天、国防及军工等关键领域研究的重点方向。目前传统异种金属材料制备面临加工工艺与材料物性匹配问题、界面缺陷控制以及一体化成形困难等诸多瓶颈,利用增材制造技术制备异种金属部件成为材料成形及增材制造领域的重要发展方向。本文介绍了定向能量沉积、激光选区熔化和电子束熔化在异种金属增材制造中的研究现状,对粉末铺放工艺、高能束与粉层适配性、全互溶合金析出相控制、非互溶材料高能束连接问题及界面成分分布控制进行了梳理与总结,并提出了解决方法。最后,对异种金属增材制造在航空航天领域的未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 增材制造 异种金属材料 定向能量沉积 选区激光熔化 电子束熔化
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直接激光沉积的金属液滴凝固特性数值模拟研究
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作者 吕宛 张凯翔 +4 位作者 李玉川 金仁泓 颜佳 刘鑫 卞庆飞 《热加工工艺》 北大核心 2023年第3期142-148,共7页
液滴凝固过程是直接激光沉积制造的重要部分,其在制造面上的最终形态将直接影响制造层的成型质量。为了明晰直接激光沉积制造过程中金属液滴的凝固现象及成型机理,建立了金属液滴在冷壁面上凝固的两相流动及传热数值模型,并在模型正确... 液滴凝固过程是直接激光沉积制造的重要部分,其在制造面上的最终形态将直接影响制造层的成型质量。为了明晰直接激光沉积制造过程中金属液滴的凝固现象及成型机理,建立了金属液滴在冷壁面上凝固的两相流动及传热数值模型,并在模型正确性验证的基础上对强弱辐射作用两种情况下液滴的凝固过程开展研究。结果表明:弱表面辐射作用下,液滴在制造壁面上呈振荡式铺展及收缩,液滴前缘最大铺展速度可达25 mm/s,其凝固呈由壁面区域向中心区域、边缘区域向中心区域凝固的态势;强表面辐射作用下,液滴凝固呈由四周外表面向内部凝固的态势,液滴无明显铺展及收缩运动,液滴凝固速度相较于弱辐射情况极大提升,但随着凝固向内部的深入,凝固率呈线性增大趋势。 展开更多
关键词 直接激光沉积 金属液滴 表面张力 辐射 凝固
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