以激光车床进行微小立体形状加工法的研究

以激光车床进行微小立体形状加工法的研究１．前言在机械加工中。用车床能容易和高速加工立体形状，自古沿用至今，但加工形状只限于对称旋转体。若用激光蒸发、刻蚀等方法代替车床切削加工，高速控制激先输出，加工的形状就不限于旋转体，而是任何立体几何形状。人们期待...     

用于立体成像的激光器

立体成像是根据计算机软件制作三维(3D)模型的技术。本文描述了4种基于商品激光器的立体成像技术:立体印刷、激光烧结、层压物体制造和激光引导最后成型。     

衍射光学激光共振腔

衍射光学激光共振腔所有商品激光器都用球面或平面镜来建立激光模。但球面镜腔只代表极小一组可能的共振腔结构。最近，衍射光学技术已有可能制作具有任意相位反射系数的优质反射镜，从而出现一组全新激光共振腔。这些新腔可有独特和所希望的性质，如用户可设计的模式形状...     

激光成型加工

加速产品的开发,需要采用某种方法尽快制成样品.在这方面,不用成型模具加工的方法,因其节省时间,降低成本,特别受人青睐.利用激光成型工艺,能实现非接触式弯曲与深拉伸加工.这样,单用激光束,结合激光切割与激光焊接,便能完成复杂几何形状工件的制作,无需采用成型机和模具.     

基于准分子激光工艺制作X射线光掩膜

LIGA工艺是一项能够应用于制造三维微机械结构的微细加工技术,但制作掩膜版工艺复杂、成本高。为了解决商用的微光学系统制造成本问题,在Au薄膜上用准分子激光直写的方法制作掩膜,这样既能够很快得到雏形,同时也能够降低制作的掩膜版的成本。分析讨论了基于电子束制作掩膜版和基于准分子激光制作掩膜版两种方法,得出了准分子激光制作的掩膜在成本和时间上都有优势的结论。将通过准分子激光技术制作的掩膜置于X射线下,在PMMA基板上可以加工很好的三维微结构。通过依次直接激光烧蚀金薄膜可以加工具有一系列微球状结构的吸收体图形,再将此图形转写到PMMA基板上,可以得到的最低像素为25μm。     

激光焊管技术在轿车上的应用

液压成形技术被汽车用超轻车体计划列为重点发展的三大技术之一。管件液压成形技术是一种加工空心轻体件的先进制造技术,其原理是在封闭的成形模具里面,通过内部施加高的水压从而将金属管胀形成所需要的形状。液压成形件具有复杂的外形和特殊的性能,在汽车零部件上得到广泛的应用。液压成形技术中使用的原材料为钢管,近年来利用激光焊管作为液压成形的原材料,得到了迅速发展。激光焊管可以用不同的材料制成,可以为不同的形状,如柱状,锥状等。通过激光焊接技术拼裁制管从而使焊管在不同部位可以具有不同的机械强度,同时无毛刺边,灵活性很强。本文阐述了激光焊管作为液压成形原材料在汽车零部件上的广泛运用,并对激光焊管与直缝电阻焊管作了比较。     

激光熔覆零件破损边界提取和形状还原研究

为了快速、准确地提取零件破损边界,直观地反映零件损伤的过程和结果并进行形状还原,更好地实现激光熔覆再制造修复复杂破损零件,依据激光熔覆的工艺特点对破损零件的缺陷类型进行划分,并对不同类型缺陷进行破损边界提取和形状还原方法的研究。提出基于曲率阈值和法矢夹角阈值的表面浅斑类损伤边界特征以及基于3-D比较的局部深层类损伤边界特征进行提取的方法,采用NURBS曲面对表面浅斑类损伤零件和传统曲面造型方法对局部深层类损伤零件进行形状还原,最后路径规划进行激光熔覆再制造修复实验验证。结果表明,此方法提高了其破损区域提取和还原的精度和效率,熔覆形貌波纹度较小。该研究为零件破损边界提取与形状还原在激光熔覆再制造的应用提供了理论基础。     

选区激光熔化直接成型个性化牙冠牙桥研究

为了探索应用数字化反求设计结合选区激光熔化快速成型技术制作个性化牙冠牙桥的可行性,通过Laser-denta扫描系统测量牙列模型并 3 维重建其数字化外形,采用计算机辅助设计了牙冠牙桥。利用自主研发的选区激光熔化快速成型设备Dimetal-280进行了316L不锈钢粉末的正交实验工艺研究,获得优化参量,并用该参量加工设计了牙冠牙桥。结果表明,该方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化牙冠牙桥,且成型速度快、尺寸精度高、表面质量好、误差在±0.15mm以内,未经打磨表面粗糙度达到20μm;与传统加工方式相比,反求工程结合选区激光熔化快速成型的方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化金属牙冠牙桥,为其应用于口腔修复体的计算机辅助设计与制造提供了科学依据。     

紫外激光在FPC生产中的应用之二——覆盖膜开窗口

当今的挠性板,形状越来越复杂,交货期越来越短。传统的挠性板加工技术采用机加工方法开覆盖膜窗口、加工外型,已经不能满足市场要求:一是因为开模具周期较长;二是因为开口复杂的挠性板需要的模具必然更复杂,对于小和中等批量来说,费用相当可观;三是特别复杂的开口由于形状、尺寸的因素,用模具加工实现难度越来越大。LPKFMicroLine系列设备,用紫外激光加工挠性电路板,适合小批量和批量生产,正在引起积极的关注,在质量、价格、速度方面获得了市场认可,在深圳、在苏州,已有激光挠性板代工服务机构应运而生。MicroLine紫外激光设备可以应用…     

选择性激光烧结法烧结复合蜡粉制作耳赝复体

为了探索选择性激光烧结(SLS)技术制作耳廓赝复体蜡模型的可行性,采用层析法获得左侧耳廓数据,三维重建左侧耳廓数字模型,镜像反求出右侧耳廓的三维数字模型,应用选择性激光烧结及复合蜡粉(PCP1)制作出右侧耳廓的快速原型制造(RPM)蜡模型并进行皮肤纹里及毛孔的雕刻,最后经过水浴加热法去蜡复制出硅橡胶耳赝复体.所得的耳廓蜡模型具有良好的外形和精度,达到了临床应用的要求,而且蜡模型可以直接进行赝复体的后期处理工作,制得耳赝复体.研究表明,选择性激光烧结技术和复合蜡粉PCP1可以用于制备复杂形态的耳赝复体蜡模型,该方法与传统制作方法相比,节约了时间和材料,减少了制作步骤,为该技术及材料在颌面赝复体制作中的应用提供了依据.     

深熔激光焊焊缝形状人工神经网络模型和混合专家系统

介绍了利用人工神经网络建立深溶激光焊焊缝形状模型和基于人工神经网络的混合专家系统模型。以Ｎｄ：ＹＡＧ激光焊接Ｍｏｎｅｌ４００的实例介绍了应用ＡＮＮ模型研究激光焊接规范参数和焊缝形状的关系,并提出了基于ＡＮＮ的焊接规范参数优化方法。结果显示,模型具有很好性能。     

激光深熔焊接任意形状小孔的能量密度计算

为了准确计算激光深熔焊接瞬态小孔演化过程中小孔壁面所吸收的激光能量,提出了一种基于Level set方法和有限差分模型的光线追踪新方法。该方法同时合理考虑了小孔对激光能量的多重反射吸收以及等离子体对激光的逆韧吸收。结果表明,所提出的光线追踪方法可以用来准确计算任意复杂形状小孔壁面的能量密度。     

高聚物生物芯片材料激光加工性能分析

用准分子激光对高聚物材料进行微加工制作,可以获得比较理想的高聚物基生物芯片。根据对制作生物芯片材料的性能要求,比较了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)对不同波长激光的光波透过率,测量了高聚物材料经准分子激光加工后的微结构,并得出准分子激光对不同材料的刻蚀速率与入射激光能量密度之间的关系。结果表明,PMMA和PC都能够完全吸收KrF准分子激光能量,可以用准分子激光在表面进行微加工制作生物芯片;用PMMA制作出的生物芯片,在使用时对检测结果的质量影响比PC小;对于相同的入射激光能量密度,准分子激光对PMMA的刻蚀率比PC高;由于与准分子激光之间的反应机理不同,PMMA更容易被加工,但是加工后的微结构质量较PC差。     

送粉式激光熔覆数值模型基本问题研究

根据送粉式激光熔覆的物理过程 ,提出了送粉式激光熔覆数值模型必须考虑的基本问题。回顾了已报道的送粉式激光熔覆的数值模型在处理相关问题时所做的基本假设和处理方法。重点讨论和分析了激光与合金粉末及基体的相互作用的数值模型 ,合金粉末落入熔池的状态及熔池自由表面的形状等问题。     

牛顿环揭示激光超快烧蚀细节

德国埃森大学研究人员用飞秒激光脉冲和时间分辨显微术观测了各种材料中的牛顿环。用牛顿环可以更好了解激光的烧蚀和确证与材料无关的烧蚀机制（见图）。过去几年中，以超快激光为基础的烧蚀已受到很大关注。这个过程对激光外科术和微加工等一系列应用都有重要意义。在研...     

激光深熔焊接小孔效应的传热性研究

激光焊接由于其焊缝深宽比高、热影响区小以及高的焊接速度而在工业上得到越来越广泛的应用。激光深熔焊接的本质特征就是存在着小孔效应。采用高速摄影的方法清晰、完整地观测了激光深熔焊接GG17玻璃时的小孔，实验研究了离焦量、焊接速度对小孔和熔池形状、尺寸的影响。在分层假设的基础上建立了激光深熔焊接小孔效应的传热模型，并根据观测到的小孔形状和尺寸，用有限元法计算了小孔周围的温度场和流场。实验与模拟计算结果表明，小孔前沿的温度梯度比后沿的大；焊接熔池中的最大对流速度达到了焊接速度的10倍左右；小孔形状和尺寸的实验观测为系统研究激光深熔焊接时的小孔效应提供了一种新的方法。     

基于人工神经网络模型的钛合金YAG激光焊接工艺参数优化

建立了基于人工神经网络(ANN)的钛合金YAG激光焊接工艺参数优化模型.以大功率YAG激光焊接工艺及结果对模型进行学习训练,结果表明所建ANN模型具有较好的自学习和预测能力.ANN模型可以根据工艺参数准确地预测焊缝形状;或根据焊缝形状要求,选择激光焊接工艺参数.     

飞秒激光刻划铌酸锂实现极化反转的实验研究

采用飞秒激光加工制作周期性极化铌酸锂（PPLN）。实验中利用飞秒激光加工机的高精密加工的特性，在晶体＋Z面刻划出周期性条纹，条纹周期以及深宽比可调，并加均匀的高压电场，通过改变晶体表面形状来影响晶体内部电场分布。实验观察到沿飞秒激光刻划方向有明显的极化现象，以及加工参量对极化反转的影响。该方案比纳秒激光刻划精度高，影响区小，可以做到更高深宽比且保持刻槽规则的形状。直接用激光刻划，无需掩模和光刻工艺．具有较大的灵活性，作为改进制作周期性极化铌酸锂的可选方案，更适合做各种新型器件。     

一种激光微细熔覆直写布线的新技术

激光直写技术因其不需要掩模就可以在绝缘基板表面直接制备各种高精度、复杂形状的导电层而受到广泛重视。但是，布线速度过低和工艺复杂一直是阻碍该技术工业化应用的瓶颈。提出了一种以导电金属粒子、有机成膜物质构成的复合导电浆料为熔覆物质，以有机环氧板为绝缘基板，采用CO2激光加热直接制备线路板的新工艺、新方法。所布导线宽度为350μm，布线速率为2～20mm／s，所用的激光功率为0～20W，光斑直径约为100μm。系统研究了激光直写导电层的组织结构特征、导线与基板的结合强度以及导线导电率的变化特征。结果表明，激光微细熔覆直写布线层与基材结合牢固，所布导线的电阻率与导电银颗粒的体积分数及激光功率的大小有关，工艺参数与材料配比合适时，导线电阻率可以达到10^-6Ωcm的数量级，能够满足工业应用的要求。最后，对普通环氧树脂板下激光微细熔覆金属导电浆料直写导线时导线的形成机理和导电机理进行了分析。     

快速打样制造微米尺寸的零件

普通立体光刻系统通过聚焦激光束对容器中的液体聚合物扫描、并使这种聚合物逐片固化成所需形状的方法制作计算机辅助设计 (CAD)图形的三维实体模型。这种系统在产生特征尺寸方面历来存在一些限制。然而也至少有一家厂商供应分辨率小至2 5μm的立体光刻系统 ,价格随所需特征尺寸的分辨率成比例地提高。英国 Sussex大学工程学院 C.Chatwin和他的同事们在英国工程物理科学研究委员会投资的一个项目中已开发出另一种技术 ,即微立体光刻术。据报导 ,这种技术可以制作普通立体光刻术或硅处理方法所不可能或难以复制的微米尺度的复杂零件(图 )…