激光增材技术制备金属基石墨烯复合材料

增材制造技术（3D打印）是先进制造技术的重要发展方向,已经应用到航空航天、汽车工业、生物医学等重要领域中。自2004年首次剥离出单层石墨烯后,石墨烯等二维晶体材料逐渐成为了复合材料领域的研究热点。其表现出的优良力学性能及导电导热性使其更加适用于增强相材料。石墨烯与金属合金复合,通过调整石墨烯增强相的含量和分布,有望大幅提高金属基体材料的力学强度、导电导热等性能,获得性能优异的结构功能一体化材料。激光增材制造技术和石墨烯纳米片高比表面积和各向异性的优点相结合,对石墨烯与金属粉末进一步加工混合,再逐层打印构造3D 结构,已成为一个全新的研究方向,正在引领着第四代工业革命的进展。本文以激光增材制造技术为主体,从三个角度综述激光增材制造技术制备金属基石墨烯复合材料的研究进展,即激光增材制造技术制备石墨烯铝、镍及其他金属基复合材料,对比了形成工艺以及材料的性能,并分析了今后可能的发展方向。     

激光成形制备生物医用钛合金材料研究进展

激光成形制造技术是在快速原型技术的基础上结合激光加工技术发展起来的一项高新制造技术.它能够通过不同的加工方式调整结构及功能零件的性能,满足复杂致密或者多孔钛合金生物医用材料的成形需求,实现医用钛合金零件的个性化设计和制备,因此在医用钛合金人工肢体和植入体领域方面具有巨大的应用潜力.目前在制备生物医用钛合金材料领域研究较多的激光成形制造技术主要有激光立体成形和选择性激光烧结/熔化.本文综述了这两种激光成形制造在生物医用钛及钛合金制备方面的应用情况和研究现状,并指出了该领域未来的发展趋势.     

激光选区熔化铝合金及其复合材料的研究进展

铝合金及其复合材料具有比强度高、高比刚度和耐腐蚀性能优异等特点,是一类重要的轻质材料.采用激光选区熔化技术制备结构?功能一体化铝合金及其复合材料的精密复杂构件,在航空航天、交通运输、电子器件等领域具有广阔的应用前景.本文首先阐述激光选区熔化技术的基本原理、主要工艺参数及其影响规律;分析激光选区熔化铝合金及其复合材料的微...     

激光成形制备生物医用材料研究现状与发展趋势

激光成形技术能够实现生物医用材料、人造肢体及医用植入体的个性化设计和生产,并且具有很少的工序环节和很短的加工周期,因此在生物医用材料的制备领域具有重大应用价值。目前适合于生物医用材料制备的激光成形技术主要有立体光刻（SL）,分层实体制造（LOM）,选择性激光烧结/熔化（SLS/SLM）和激光立体成形（LSF）技术。基于各种激光成形制备技术的原理和特点,综述了激光成形制备生物医用材料的研究进展和应用现状,认为中国在激光成形的各个单项技术领域同发达国家的差别并不大,但综合集成和产业化的差距却非常大。因此,形成包含完整产业链的产学研创新联盟是激光成形技术在中国生物医用材料领域科技发展和产业振兴的重要途径。先进的装备技术是任何一种技术充分发展和应用的必要基础,也是我国生物医用材料产业落后于发达国家的关键环节之一。因此,迫切需要建立适用于医用植入体制造的专用激光立体成形制备系统,形成具有市场化前景、自主知识产权的产品工程化技术和工艺流程,并建立相应的技术标准体系,以显著提升我国生物医用材料及医用植入体的技术水平,促进我国医用植入及组织工程领域的整体发展。     

中国航天科工四院成功研制出高端激光切割机

钛合金蒙皮强度大,耐高温,但因不易加工和公差难控制等原因未能广泛应用于战机制造。2014年8月,由中国航天科工四院红阳公司精工打造的数控激光切割机圆满解决了这一难题,得到了满足焊接要求的钛合金蒙皮。激光技术起源于20世纪60年代初期。由于激光精密成形不需要加工刀具,且加工速度快、表面变形小、可加工材料种类多,已经在制造领域中越来越多地显示了它的优越性,尤其以激光焊接、切割加工应用最为广泛,并促     

牙轮钻头轴承表面织构三种加工方法对比分析

目的研究牙轮钻头轴承上润滑减磨的有效织构加工方法,从而进一步深入牙轮钻头轴承上仿生表面织构的研究。方法开展精密雕刻、纳秒激光和飞秒激光三种加工方式在牙轮钻头轴承上加工织构的实验,观察加工织构底部形貌,从织构加工尺寸、加工精度、加工对象三个方面对比分析三种织构加工方式的优缺点。结果精密雕刻技术可获得较规则的织构三维形貌,但不适用加工熔点高的材料,且仅适用于直径大于400?m的织构。纳秒激光由于金属熔融堆积效应,织构加工质量较差。飞秒激光技术的加工质量高且不受材料限制,能获得较好的织构轮廓,合理织构直径应小于300μm。结论为织构化牙轮钻头滑动轴承的加工方法提供依据。综合织构加工尺寸范围、加工对象和加工精度,飞秒激光加工技术在牙轮钻头轴承上具有良好的应用前景,精密雕刻技术仅在织构尺寸较大时可采用。     

激光增材制造铝合金及其复合材料的研究进展

增材制造中的选区激光熔化技术在未来航天航空、车辆制造、医学生物等方面都具有广阔的应用及发展前景。文中从选区激光熔化铝合金及其复合材料的相对密度、显微组织、力学性能三方面阐述了其研究进展,归纳总结了SLM制备不同铝合金及其复合材料的抗拉强度和伸长率、相对密度。通过文献得出,添加Sc, Zr等元素及纳米增强颗粒的复合铝合金材料,可获得更好的力学性能,并展望了未来研究的趋势。     

激光增材制造技术制备高熵合金的研究进展

目前基于焓变的传统合金化材料设计理念趋于极限,而基于熵变设计的新型金属材料,中高熵合金设计自由度大弥补了亚稳态材料室温脆性以及亚稳晶化的不足且在性能上不断取得突破。激光增材制造技术具有了不同于传统加工设计和制造理念,为推动先进合金材料的发展提供了新的可能,已经成为链接材料与产品的关键技术。本文基于不同维度的激光增材制造技术,从2D、3D和4D三种维度分别介绍了激光熔覆技术制备高熵合金涂层、3D打印技术制备高熵合金和4D打印技术制备高熵高温形状记忆合金的研究现状,并结合目前研究中所面临的关键技术问题及解决方案进行了讨论,最后对激光增材制造技术制备先进合金材料进行了总结和展望。     

精密激光加工机及其应用实例

激光加工机正由过去主要加工普通薄金属板向精密加工、非金属加工领域发展。由于激光加工机本身的改进，以及控制性能、加工技术和激光发生器的进步（短波激光输出功率、输出功率大型化等），激光加工正日益拓展到更广阔的领域。近年来，由于IT产业的飞速发展，以及企业对新材料、特殊材料加工需求的增加，将激光加工应用于超精密加工的市场需求正不断扩大。     

快速激光原型制造技术

介绍了目前国际上较为先进的快速激光原型制造技术。该技术综合了激光技术、计算机数控技术、计算机辅助设计及辅助制造等多种手段,可对零件或模具进行精密加工,一次成型,效率很高,具有广阔的发展前景。     

激光快速成形技术制备Al/SiC复合材料工艺参数研究

激光快速成形技术制备Al/SiC复合材料在工艺上存在许多难点，这是由Al/SiC复合粉末的特性及激光加工的特点所决定的。具体的工艺参数包括基体材料的选择及处理、激光功率、扫描速度、送粉量、载气量等。其变化均可以影响最终的成形质量。本文通过大量的试验，总结了工艺参数对Al/SiC复合材料激光快速成形过程的影响，并得出普遍适用的规律，对进一步的工作有重要的指导意义。     

2020年第7期《电焊机》杂志“激光加工”专题文章征集函

正激光制造的精密可控性,对加工材料的普适性,与智能技术的良好融合性,激光制造技术有望成为未来主导性、革命性的高度智能化先进制造技术。《电焊机》杂志第7期将开展"激光加工"专题,重点研讨激光焊接、激光-电弧复合焊、激光表面工程及再制造、激光增材制造等技术的研究进展及趋势,及其在航天航空、汽车、海洋装备、轨道交通、石油化工、微电子制造、核能等领域应用。     

超快激光制备仿生织构研究进展

织构化可使零件或设备表面实现降低磨损、改变润湿性并提高抗反射性的效果，在医疗、机械、航空和海洋等领域展现出强大活力。为提升织构效果，表面织构技术引入仿生设计，通过在材料表面加工出类似生物表层的微/纳结构以达到特种表面需求。超快激光织构化是目前较为先进且重要的一种织构加工技术，针对超快激光制备仿生织构表面进行系统总结十分必要。对激光加工原理，以及制备耐磨性、润湿性、抗反射性三类特种表面的研究现状进行综述，简述三类织构表面的作用原理、仿生设计与优化。结果表明，超快激光可在材料表面制备出低热源损伤、高表面性能的精细仿生织构，通过仿生自然界中的生物表面结构，织构表面能够实现降低表面摩擦因数，获得超亲/疏水表面以及优异的抗反射性能。但超快激光无法准确烧蚀出所需织构尺寸结构，需要对激光加工进一步研究，将设计与加工紧密联系，构建超快激光织构化体系，实现未来超快激光织构化生产应用。     

无模精密砂型快速铸造技术研究进展

无模精密砂型快速铸造技术具有制造周期短、成本低、砂型/砂芯一体化制造及制造任意形状复杂铸件等特点.采用该方法制备的砂型(芯)尺寸精度高、表面质量好,可实现复杂铸件的整体近净成形.特别适合于复杂铸件的单件、小批量生产及新产品的试制.综述了基于激光烧结、三维打印、数控加工原理的无模精密砂型快速铸造技术的工艺特点、适用范围,并指出了各自存在的问题及其发展前景.     

激光熔覆工艺参数对铜/钢双金属复合材料组织的影响

铁路道岔部件的Q235钢制滑床板在服役时需要人工涂油减摩,造成极大的人力物力浪费.采用具有自润滑性能的铜基材料与钢铁材料复合,制备铜/钢双金属复合材料,可以实现减摩耐磨耐蚀功能,作为滑床板材料具有极大的应用前景.通过激光熔覆技术可以高效制备铜/钢双金属复合材料,而激光熔覆参数对材料性能具有重要的影响.研究了激光熔覆工艺...     

石墨烯金属基复合材研究进展

本文详细叙述了石墨烯及其衍生物等增强相的应用范畴及适用区别以及比较了金属基复合材料的不同制备方法,分析传统的制备方法之间的分类特点及应用方向,重点提出了工艺步骤灵活、可控性极高的新型制备石墨烯增强金属基复合材料的方法—激光增材制造技术。深入讨论了石墨烯及其衍生物作为增强相,给金属基复合材料中带来的力学、摩擦学、电学、金属耐腐蚀等性能方面的改变,比较了石墨烯及衍生物作为增强相对铝、镁、镍、铜、钛等金属基复合材料性能提高及改善程度和在不同金属基复合材料中仍存在的增强相各种团聚、分散问题与金属基体的界面结合等及目前提出的处理方案,最后提出制备石墨烯金属基复合材料未来发展方向及新型制备技术仍存在的实际问题。     

激光技术在材料科学中的应用

综述了激光技术在纳米村料制备，表面改性和成形技术等先进制造工艺中的应用和进展。重点介绍了激光消融法制备纳米颗粒、薄膜的原理、特点段激光淬火、激光表面熔敷和激光表面合金化等材料表面改性技术。同时，对先进的激光立体成形技术及其应用现状做了慨述。     

高性能航空金属结构材料及特种涂层激光熔化沉积制备与成形研究进展

介绍了近年来高性能航空金属结构材料及特种涂层激光熔化沉积制备与成形的研究进展,包括航空高性能金属结构件激光熔化沉积快速成形制造技术及应用;难熔金属材料激光约束熔化沉积制备与成形;钛合金激光表面改性及过渡金属硅化物高温耐磨耐蚀多功能涂层.     

石墨烯增强金属基复合材料研究进展

本文综述了石墨烯及其衍生物等增强相的应用范畴及适用区别,比较了金属基复合材料的不同制备方法,分析传统的制备方法之间的分类特点及应用方向,重点提出了工艺步骤灵活、可控性极高的新型制备石墨烯增强金属基复合材料的方法——激光增材制造技术。深入讨论了石墨烯及其衍生物作为增强相,给金属基复合材料中带来的力学、摩擦学、电学、金属耐腐蚀等性能方面的改变,比较了石墨烯及衍生物作为增强相对铝、镁、镍、铜、钛等金属基复合材料性能提高及改善程度以及在不同金属基复合材料中仍存在的增强相各种团聚、分散问题与金属基体的界面结合等及目前提出的处理方案,最后提出制备石墨烯金属基复合材料未来发展方向及新型制备技术仍存在的实际问题。     

基于激光捕获原理的超精密加工技术研究

为了适应超精密加工对加工精度的要求,将激光捕获技术引入到超精密加工领域,提出了"基于激光捕获原理的超精密加工技术"的概念,介绍了其工作原理,建立了其理论模型,并通过组建基于激光捕获原理的超精密加工系统进行纳米加工,证明将激光捕获技术应用在超精密加工中是可行的.基于激光捕获原理的超精密加工技术为超精密加工提供了一种全新的工具,必将发挥越来越大的作用.