模拟月壤激光熔融成型工艺参数试验初探

月壤3D打印可以实现月球的原位资源利用,有望成为月球基地建设和持久运营维护的关键技术手段。文章综述了模拟月壤激光3D打印方法的研究现状,搭建了以CUG-1A模拟月壤为原料的激光熔融成型原理试验系统,并开展了常规环境工艺参数的初步试验。结果显示:激光功率和扫描速度影响激光熔融深度和直径,是模拟月壤激光熔融成型的关键工艺参数;模拟月壤熔融成型过程易出现孔洞、球化等典型缺陷,需要进一步对月壤激光相变机理和上述成型工艺参数进行解析优化。     

等离子喷涂成型钨基材料及薄壁构件研究

对小型固体火箭发动机喷管喉衬内衬用零烧蚀材料进行研究。采用大气等离子喷涂工艺成型难熔金属钨基薄壁构件,并进行材料性能表征。结果表明,等离子喷涂工艺成型钨材料经烧结、渗铜处理后,致密化程度提高,力学性能提升,压缩强度达750 MPa以上,通过试验条件为温度3 000～3 500 K、工作时间6.4 s、平均压强3.2 MPa的小型试验发动机热试车考核,材料烧蚀率为零。喷涂钨/烧结/渗铜材料可作为3 000 K条件下零烧蚀材料的候选。     

激光选区烧结用SiC复合粉体制备及其成型特性研究

为解决用激光选区烧结技术(SLS)制备复杂结构SiC镜坯素坯的瓶颈,用溶剂沉淀法和机械混合法分别制备含有尼龙(PA)和环氧树脂(E12)的SiC复合粉体,并对两种粉体进行性能表征和SLS成型。研究表明:用溶剂沉淀法制备的PA/SiC粉体由原粒径20~130μm的球变为尺寸较小的不规则块体,只能成型出强度较低的素坯;用机械混合法制备的E12/SiC粉体为表面有一层均匀包覆物的球体,成型效果较好。在E12质量分数15%,激光功率7 W,扫描速度2 000 mm/s时,制备的SiC素坯获得最佳的综合性能(相对密度39.3%,抗弯强度1.26 MPa),满足后续工艺要求。在最优工艺条件下,成功制备出SiC镜坯素坯。     

液晶光学相控阵的高功率波束指向特性研究

针对液晶光学相控阵LCOPA(Liquid Crystal Optical Phased Array)在高功率激光入射场景下的波束指向特性,构建了LCOPA的热力学模型,利用Ericksen Leslie动力学理论和液晶材料的温度特性,对不同入射激光功率和不同液晶材料条件下LCOPA的近场相位分布、远场偏转效率和偏转响应过程进行数值仿真分析。结果表明,当入射激光功率从50 W增加到110 W时,近场相位分布趋于恶化,远场偏转效率从96.8%下降到41.3%;5PCH、UCF-35、MLC-624-000三种液晶材料的温度敏感性逐渐减弱,远场偏转效率分别为41.3%、92.3%、98.8%;同时,入射激光功率的增加会缩短相控阵器件的下降时间,而对其上升时间和切换时间无明显影响。     

D406A超高强度钢激光清理工艺分析

主要开展了固体火箭发动机用退火态D406A超高强度钢激光清理工艺试验与分析,为该材料焊接前表观氧化物的高效、高质量清理提供工程应用支撑。试验采用波长为1064 nm手持激光清理设备,结合激光功率、脉冲频率、扫描速度、扫描宽度等因素,以退火态D406A清理质量作为响应进行试验设计,得出材料所适宜的激光清理工艺参数,开展了激光清理后基材、焊接接头的材料组织、化学成分、力学性能试验对比分析,对材料的激光清理效果进行了综合评价与验证。实验表明,退火态D406A材料激光清理的最佳工艺参数为激光功率200 W、激光频率135 kHz、清理速度8 mm/s,清理后板料表面一致性好,清洁度可达到Sa 2.5级,满足后续焊接要求,材料力学性能满足工艺要求,对提高固体火箭发动机制造质量具有重要意义。     

炭纤维/聚醚醚酮复合材料的激光原位成型工艺探究

为扩大热塑性树脂基复合材料在航空航天领域的应用,选择了一种具有优异力学性能和热性能的聚醚醚酮树脂作为基体,对激光原位成型技术在热塑性树脂基复合材料成型的可行性进行探索。采用溶液浸渍法制备T700炭纤维/聚醚醚酮预浸胶带(预浸带),通过激光原位成型方式缠绕制备T700炭纤维/聚醚醚酮复合材料NOL环(NOL环),探索不同成型工艺条件下NOL环的层间剪切性能,优化出适宜的激光原位成型工艺参数。结果表明,预浸胶带在含胶量为33.6%时韧性好,并且具有较好的拉伸性能;通过层间剪切性能测试,当缠绕速度为3 m/min、激光输出电流为40 A、芯模温度为290℃、压辊压力为150 N时,激光原位成型的NOL环层间剪切性能较为优异,这为激光原位成型热塑性树脂基复合材料在固体火箭发动机复合材料壳体上的应用提供了工艺参考。     

975 nm光纤耦合半导体激光器传能技术

针对激光传能技术的光电转换系统，采用40 W的975 nm光纤耦合半导体激光器作为激光源，多晶硅材料作为光电池接收，测试了不同激光功率下的光电转换效率，通过调整调整光电池阵列接收端与激光光纤输出端的距离为0.4 m和0.8 m，测试了其光电转换效率变化。研究表明，随着激光功率增加，光电转换效率在一定范围波动，得到最大光电转换效率为9.98%。研究还表明，光电池板温度是影响多晶硅电池光电转换效率的重要因素，电池板的温控管理是提高光电转换效率的方式。多晶硅材料光电池在激光传能的应用，对激光传能技术推广具有一定价值。     

激光快速成型与传统精密铸造技术的工艺组合应用

介绍了激光快速成型技术的起源和发展,通过精密铸件生产过程质量问题分析和解决方案论述,系统阐述了快速成型蜡模尺寸控制、蜡模变形控制、表面质量控制的要点,对激光快速成型与精铸结合技术在复杂、薄壁、大型精密型号产品领域的应用做出了探索性的研究。     

钛合金弧板类零件冲压成型回弹仿真计算

采用板料成型仿真软件Pamstamp对钛合金Ti-15-3材料弧板零件冲压成型回弹进行仿真计算,预测了不同阴模型面圆弧尺寸冲压成型后的回弹量.依据计算结果优选的阴模型面圆弧尺寸设计了成型模具,并进行了冲压成型试验.零件试验件型面尺寸与设计型面尺寸最大相差0.15 mm,满足不大于0.2 mm的要求.结果表明：采用仿真软件Pamstamp进行回弹仿真计算对Ti-15-3材料弧板成型模具设计和零件快速制造是可行的;采用本计算结果减少了模具返修次数,降低了成本,提高了钣金成型质量和生产效率.     

南非国家激光中心在最新快速成型制造技术上取得突破

中国科技部网站2012年2月20日消息，南非科工研究理事会国家激光中心研究人员在激光添加制造技术（Additive Manufacturing）取得突破。该项技术的概念试验论证显示，其生产速度是现有的可商业化的选择性激光烧结技术的8．3倍。