Research Status and Development of Additive/Subtractive Hybrid Manufacturing (A/SHM)

近年来,增减材复合制造技术成为智能制造的主要方法之一,它依靠增材制造实现材料层积成形,利用减材技术提高表面质量、改善应力状态,兼顾了增材制造的快速成型及减材制造的高精度。本文首先阐述了增材制造技术概况及增减材复合制造技术的概况,然后就国内外有关增减材设备的研究及增减材过程中有关材料表面残余应力和粗糙度的研究进行说明,最后,对增减材复合制造技术面临的主要问题、未来发展趋势进行总结及展望。</p

面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制方法及系统

本发明公开了一种面向激光选区熔化技术的熔池温度反馈控制方法及系统，属于激光选区熔化增材制造技术领域。控制系统由模糊控制器、执行器和红外测温仪组成。方法为当红外测温仪监测到熔池温度高于温度设定值时，执行器加快扫描速度；而低于温度设定值时，执行器降低扫描速度，实现反馈控制。这里对扫描速度采用模糊控制的方式，通过调整扫描速度，改变单位时间内的热输入量，从而对熔池温度进行实时调控。本发明成功应用于激光选区熔化成形现场的温度数据实时测量、采集和监控，得到了良好的监测和控制效果

Microstructure and Properties of Plasma Arc Powder Additive Manufactured 316L Stainless Steel with Different Cooling Conditions

分别在气体强制冷却和自然冷却条件下,采用等离子弧送粉增材设备成形316L不锈钢薄壁试样,基于光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、显微硬度仪、万能材料试验机等对比分析了其宏观形貌、组织形态、枝晶尺度、显微硬度及室温拉伸性能差异性,以获得冷却条件差异对离子弧增材试样组织及性能的影响机制。结果分析表明:在外加气体强制冷却条件下,沉积层组织生长方向性更明显,沉积层内等轴晶与柱状晶比例明显少于自然冷却条件;不同冷却条件下组织均呈现树枝晶形态,而气体强制冷却条件下二次枝晶间距更小,且随着沉积层增加差异性更加明显,这导致气体强制冷却条件下沉积试样整体硬度分布更加均匀;通过应力应变曲线及断口形貌分析可以得出,气体强制冷却条件下沉积试样的抗拉强度和屈服强度得到提升,其中抗拉强度从489 MPa提升到了523 MPa,强度的提升与沉积层组织中枝晶尺度细化相对应。</p

Microstructure transformation and difference of 316L stainless steel by laser deposition on surface of mold steel

为了揭示Cr系注塑模具钢表面采用异种材料沉积过程的组织演变机制,在两种模具钢表面沉积316L不锈钢,利用扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪等表征微观组织及硬度特征,并结合熔凝动态过程及Schaeffler相图分析界面及沉积层区组织转变机理。结果表明:由于基体元素组成及组成相分布的差异,导致在沉积层界面的组织转变呈现明显差异性。高Cr莱氏体钢组织过渡区厚度为200&mu;m,过渡区组织形态和组成相明显区别于沉积层其他区域,碳化物在过渡区经历了先局部聚集性长大、之后枝晶间均匀分布等复杂变化;而P20钢沉积层的组织过渡区厚度小于20&mu;m,组织以枝晶方式生长且与沉积层非过渡区连通,同时枝晶内发现了弥散分布的颗粒状碳化物。在熔池中C,Cr,Ni等元素的动态变化作用下,两种钢沉积层的非过渡区组成相也呈现明显差异,高Cr莱氏体钢和P20钢沉积层的基体相分别为奥氏体相与马氏体相,由此导致其硬度值变化范围分别为295～325HV_(0.2)和500～575HV_(0.2)。</p

用Pump-dump-probe瞬态吸收光谱监测分子高振动激发态动力学

给出了监测外场激发下分子动力学过程的瞬态吸收信号的确切理论表述。在数值计算中，采用Ｉ２的一个二势能面系统，得到了监测基电子态高振动激发波包的吸收光谱。Ｉ２的Ｂ电子激发态用作双光子ｐｕｍｐ－ｄｕｍｐ过程的中间态。提出了一个二阶差谱探测方案，即从弱响应区域的５阶（ｐｕｍｐ－ｄｕｍｐ－ｐｒｏｂｅ）非线性光谱中提取分子动力学信息

一种基于增材缺陷的超声检测信号的降噪方法

本发明公开了一种基于增材缺陷的超声检测信号的降噪方法，属于增材制造技术领域。采用离散小波变换算法对增材缺陷的超声检测信号进行降噪处理，通过信号取样——离散小波分解——信号处理——离散小波重构获得降噪处理后的检测信号。在信号处理过程中采用了一种基于硬、软阈值法的可以动态调整的阈值函数。预制含有平底孔、气孔、及裂纹增材缺陷的激光增材样件用于检测并提取超声检测信号，对提出的降噪算法性能进行评估，通过对比不同降噪方法得到的降噪信号波形，以及这些信号的信噪比、均方根误差，发现提出的降噪算法优于传统的minimax软阈值法

基体表面粗糙度对激光沉积不锈钢形貌组织及性能的影响

目的研究基体待沉积表面粗糙度的变化对激光沉积之后沉积层质量(宏观形貌、微观组织和力学性能)的影响,从而获得形貌、组织及性能优良的沉积层。方法采用316L不锈钢粉末,在不同表面粗糙度状态下P20钢基体表面分别进行单道单层、薄壁、多道搭接及块体沉积实验,获得测试分析所需沉积层,基于OM、SEM以及拉伸试验对沉积层组织性能进行分析。结果单道单层时,相对于铣削基体表面沉积层,喷砂基体表面沉积层的熔高、熔深增加幅度达到了100%,而熔宽增加较平缓;单道薄壁时,在前5层的沉积中,喷砂基体表面沉积高度增长达到2.5 mm,铣削表面沉积高度仅为前者一半,喷砂基体上沉积层内部孔隙率仅为铣削基体的31%;多道搭接时,随着粗糙度的增大,沉积层截面纵向尺寸H的内部增长范围持续变大,而横向尺寸L范围保持稳定。喷砂基体表面沉积层的σb为540.93 MPa,而铣削基体上的σb为523.12 MPa。结论随着基体表面粗糙度的增加,沉积过程中陷光效应相应增强,单道单层沉积层的宏观形貌尺寸随之增大。对于薄壁沉积,基体粗糙度对薄壁高度的影响主要集中在前5层,粗糙度的增大使得沉积高度生长加快,内部孔隙率减小。多道搭接时,粗糙度越大,熔高熔深方向的尺寸变化越大,沉积层内部枝晶更加粗大,且不均匀。沉积层内部的抗拉强度随粗糙度的增大而提升

一种面向铝合金激光增材修复的成形质量控制方法

本发明公开了一种面向铝合金激光增材修复的成形质量控制方法，属于铝合金修复的成形控制技术领域。在激光修复过程中，通过循环水冷却系统控制成形，冷却系统由不锈钢循环水冷却板、K型热电偶、零件夹具、温度监控仪和水冷机等关键部件构成。该冷却系统可以通过对基板温度的实时监控，使基板温度均匀降低。通过设置正确的循环水冷却温度与冷却时间，使修复过程中的热积累有效减少，从而细化组织，减少孔隙率，提高合金性能，改善成形质量。该冷却方法及冷却装置在铝合金基材冷却方面有具有很大的应用前景