摘要：激光加工凭借其高精度、灵活性、通用性及无污染等优点在表面织构加工、微孔加工等领域展现了极大的应用潜力。为进一步提升激光加工的效率和质量,设计一种新型聚焦超声辅助激光加工装置,实现常规纳秒激光与超声波的同步、高效聚焦,提升聚焦超声辅助激光加工技术的效率和通用性。实验结果表明,优化后的聚焦超声辅助激光加工装置可以显著提升超声波聚焦效果,焦点处最大声压为聚焦超声换能器的1.75倍,显著提升了碳化硅陶瓷微孔加工的效率和精度。

摘要：在密封的充氩舱中进行化学性质活泼的金属的激光加工,可以有效避免焊缝的吸氢、吸氧和吸氮,保证焊缝的质量.但是为了有效排出激光加工过程中的热量和烟尘,需要对舱室的气流行为进行优化.文中分析了不同空气刀数目、空气刀角度及氩气流量对充氩舱内气体流动行为的影响.结果表明,需设计固定和可旋转两把空气刀改善充氩舱气流行为,使一部分射流气附着于工件表面上流动,并防止出气口外部气体回流.当可旋转空气刀角度为30°~45°,进气流量为60~120 L/min时,可获得最优的气体流动形态保证焊接过程中烟尘和热量的有效排出.

摘要：为满足多工位或多工种的激光加工需求，以Nd：YAG脉冲激光器为光源，提出了双工位加工的实施方案，设计出能实时改变激光光路的双工位分光装置，以及能对系统进行控制的系统控制电路，并确定了系统的工作流程及工作时序。最终实现与单工位时等功率输出的双工位系统。为检验实际加工效果，对Az91D镁合金和3003铝合金分别进行了熔覆和焊接试验，并利用扫描电子显微镜（sEM）和电化学测量系统分别检测熔覆试样的熔覆层与基体结合界面的特征及耐腐蚀性，同时对焊接试样的显微硬度及拉伸性能进行检测。结果表明，熔覆后，熔覆层与基体结合良好，熔覆层组织致密、无裂纹和孔洞，自腐蚀电位比基体提高1．18V，腐蚀电流降低约5个数量级；焊接后，铝合金的硬度变化范围为HV4.9 27～54，抗拉强度约为母材的82．3％，与单工位加工系统相比，加工效率提高了24．6％，取得了较好的加工效果。

摘要：针对国内大功率半导体激光光纤耦合存在的问题,设计了光纤耦合聚焦系统,研制了5kW光纤耦合半导体激光器。比较了常见圆光斑光纤耦合与半导体激光方光斑光纤耦合的区别;对国产阵列型半导体激光堆栈,采用光束质量均匀化、偏振合束、多波长合束多路耦合等方式增加能量,将激光耦合进芯径为800μm,数值孔径(NA)为0.2的传能光纤中,实现了光纤耦合半导体激光输出光功率5 109W,光纤耦合效率85.69%,系统整体电光转换效率49.48%;在聚焦镜焦距为250mm时其激光功率密度达到2×105 W/cm2,可以用于金属的表面重熔、合金化、熔覆和焊接等领域。该激光器除了传能光纤外,其余部件均为为国产和自主研发,对我国国产高功率光纤耦合半导体激光器的开发具有重要的推动作用。

摘要：由宏观骨架-细观点阵-微观表面构成的多尺度整体式结构是一类极具高性能、多功能、轻量化潜力的新型结构形式,日渐成熟的先进激光加工技术不仅极大提升了高性能结构的制造能力,也为新型复杂结构的制造提供了可能。在简要总结宏观骨架、细观点阵、微观表面设计与制造现状基础上,提出了以先进激光加工技术为制造手段的多尺度整体式结构设计方法。以中介机匣为例,采用拓扑优化技术设计了主承力骨架结构,通过在拓扑优化低密度区域或低应力区域填充可制造点阵的方式完成了轻量化点阵设计,与实壁铸造件相比减重20%以上;在流道表面设计了导流减阻微沟槽结构,采用超快激光表面刻蚀加工,仿真模拟表明微沟槽减阻效果超过10%。采用先进激光加工技术开展了多尺度整体式结构设计的应用探索,为下一代航空发动机结构研制提供了可供借鉴的新途径。

摘要：在纺织服装领域,传统纺织服装工艺虽做工良好,但在大批量生产时,无法满足人们的需要。在此基础上,激光加工技术出现后便在纺织服装领域得到广泛的应用,其具有加工精度高、自动化程度高等优点。目前存在的激光加工技术主要有激光裁剪与切割、激光雕刻、激光焊接及其他激光加工技术。对纺织服装领域的激光加工技术进行简要介绍并对其研究现状进行总结,对激光加工技术在纺织服装领域的发展及趋势进行展望。

摘要：干气密封螺旋槽槽深和槽底表面的加工精度将对密封性能产生重大的影响,但精准控制槽深和槽底表面的加工精度仍有挑战。以槽深h_(g)=10μm、槽底表面粗糙度Ra≤0.8μm为设计控制目标,开展了干气密封螺旋槽激光加工工艺的优化研究。选取标刻次数、激光功率、填充间距、扫描速度4个对槽深h_(g)和槽底表面粗糙度Ra有显著影响的因素作为设计变量,每个因素均取12个水平,通过均匀试验分别得到12组工艺参数下的螺旋槽深度h_(g)和槽底表面粗糙度Ra;然后,利用ACE非参数回归建立工艺参数与槽深h_(g)、槽底表面粗糙度Ra的映射关系,并采用蒙特卡洛法随机生成大量的工艺参数样本,再通过插值算法和样本筛选得到了3组满足设计控制目标下的工艺参数及其预测结果,并根据实际情况对3组工艺参数微调后进行试验,获得3组实际工艺参数下的槽深h_(g)和槽底表面粗糙度Ra。试验结果表明:3组实际工艺参数下的槽深h_(g)和槽底表面粗糙度Ra均满足设计控制目标,且预测值和试验值吻合。最后,以加工效率和槽底加工质量为优化目标,优选出满足设计控制目标下的螺旋槽激光工艺参数。

摘要：目的探索闽南文化创意产品的设计与开发方法 ,并通过激光加工技术来实现文化创意产品的生产制造。方法采用SWOT分析法对激光加工技术应用闽南文化创意产品进行解析,并提出了闽南文化创意产品的设计与开发的方法--寻找闽南文化创意设计课题、闽南文化原型的收集与分析、闽南文化的元素的提取与形意再现。结论通过一个产品设计专业学生的文化创意产品的设计作业来验证上述以激光加工为研究对象的闽南文化创意产品的设计与开发方法是有效可行的,也为产品设计专业的实践教学提供了一条可行的途径。

摘要：为推动国家创新驱动发展战略,高校大力发展创新创业教育,从而推动创新实践课程的飞速发展。激光加工训练类课程对于高校创新创业教育有着重要的意义。本文对激光加工训练教学项目实施进行研究与探讨,着重沿着创意产生—资源规划—协同机制—产品开发路线进行,即对激光加工训练创新思维方法、设计制作进行了深入研究。并对激光加工及其特点进行归纳概括,提出激光加工训练的注意事项。建立了以项目导入为牵引点,开发理论、创新、实践三位一体的创意课程,运用CDIO模式进行教学的激光加工教学模式,提升学生创新实践能力和激光加工教学水平,以期更好地服务于创新创业教育。

摘要：复杂场景下火工品微安保机构需具有可恢复与抗过载特性,为此,研究设计了基于激光加工的金属材质电热驱动微安保机构,采用有限元模拟分析了镍基微电热执行器动作特性,通过调整双热臂U型电热执行器热臂和冷臂的长度、宽度以及各臂之间的间隙,探究它们对输出位移的影响;通过正交实验得到优化的超快激光加工工艺参数分别为频率100 kHz、能量113μJ、切割速度100 mm·s^(-1),实现了镍基电热微安保机构的超快脉冲激光精确制造;最后,搭建了安保机构性能验证平台,验证了该机构在不同电流激励下的驱动位移与隔爆性能。结果表明,在8 A激励电流下,加工的镍基微安保机构驱动位移可达1084μm,所组装的火工品微安保机构在传爆序列中能够有效隔爆。