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脉冲激光参数对纯铜箔激光冲击增量成形中变形不均匀性的影响
摘要： 基于有限元模拟研究了纯铜箔激光冲击增量成形（LSIF）中变形不均匀性与脉冲激光参数的依赖关系。采用成形深度、角度、轮廓及极限波动值评估零件成形偏差，通过数码显微镜观测成形件底面形貌。系统分析了脉冲激光能量、光斑直径和重叠率对LSIF变形不均匀性的影响。研究表明：由于LSIF的局部加载历程，成形件沿冲击方向和走行方向的形状与尺寸存在差异——沿冲击方向不同位置的成形深度和角度各异，而沿走行方向成形轮廓呈现周期性变化。适当提高激光能量可改善两个方向的变形不均匀性，成形轮廓特征取决于所选光斑直径，过小光斑可能引发回弹效应导致成形精度下降。重叠率对成形件表面形貌影响显著，当重叠率达80%时，自由端畸变会使走行方向极限波动值增大。在给定工艺条件下，推荐采用1100 mJ激光能量、2.5 mm光斑直径及60%重叠率以获得高成形质量的直线通道。
关键词： 成形质量、激光参数、变形不均匀性、数值模拟、激光冲击渐进成形
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种数据驱动的框架，用于预测激光焊接过程中SAC/Cu体系中界面Cu6Sn5金属间化合物的形貌
摘要： 一种结合实验激光钎焊、有限元分析与机器学习的数据驱动方法，被用于预测Sn-xAg-yCu/Cu（SAC/Cu）体系中界面金属间化合物（IMC）的形貌。研究人员采用光纤激光器对六种不同Ag/Cu重量配比的SAC焊料进行加工，激光功率范围30-50 W，扫描速度范围10-240 mm/min，通过扫描电镜表征发现所得IMC形貌可分为柱状与扇贝状两类。针对不同合金成分与激光参数，运用有限元法（FEM）计算焊料/基板界面温度的瞬态分布。将FEM生成的数据集输入神经网络，通过温度相关的Jackson参数（αJ）量化值预测IMC形貌。神经网络预测的αJ数值经实验IMC形貌验证。研究估算了每种焊料成分在给定功率下柱状与扇贝状IMC形貌转变的临界扫描速度：在30 W功率时Sn-0.7Cu具有最大临界扫描速度，在40 W和50 W输入功率时Sn-3.5Ag合金具有最大临界扫描速度，因而这两种焊料在激光钎焊过程中最易形成柱状界面IMC，可推断为承受剪切载荷应用中最适宜的SAC焊料。
关键词： 神经网络，金属间化合物，无铅焊料，有限元法（FEM），激光参数，形貌
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于计算流体动力学（CFD）的选区激光熔化（SLM）增材制造过程模型开发与校准，旨在优化激光参数
摘要： 选择性激光熔化技术的主要关注点在于从相互连接的扫描轨迹中获得完全致密的零件。工艺参数的正确选择对获得无孔隙部件至关重要。本研究开发了一个模拟打印过程的模型，旨在创建一个简单的数值工具，用于设计适用于任何成分金属合金的加工窗口。所采用的简化方法使该模型尽可能实用，同时保持物理描述的代表性。通过拟合来自三个文献来源（涉及Ti6Al4V、Inconel 625和Al7050）的轨迹宽度、深度和横截面积的实验测量值对模型进行了校准。有效熔池热导率、激光吸收率和激光能量作用深度是拟合参数。激光吸收率和激光能量作用深度几乎随比能的增加而线性上升；三种分析合金的斜率非常接近。所得结果增强了对该模型作为预测工具的信心，前提是在更广泛的金属合金范围内进行进一步校准。
关键词： 激光参数、数值模型、加工窗口、选区激光熔化、增材制造、金属合金
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于田口方法与响应面法的激光辅助加工Inconel 718表面粗糙度与能耗优化
摘要： 难加工材料因科镍718被用于关键航空发动机部件。表面粗糙度（产品质量）和功耗（能源效率）是制造业的两个重要基准因素，这有助于确定激光辅助加工（LAM）中的最优设计点，以实现加工过程的可持续性性能。此外，在因科镍718的激光辅助加工（LAM）中，文献中尚未报道激光束角度和激光功率与工艺参数（切削速度、进给速度）的优化。在此背景下，研究这些参数对这种优异材料在LAM过程中这两个质量特性的影响是值得的。在激光辅助干式切削条件下，采用涂层硬质合金刀片进行了激光辅助加工性实验，切削速度分别为60、105和150 m/min，进给速度分别为0.05、0.0875和0.125 mm/rev，激光功率分别为1250、1500和1750 W，激光束角度分别为60、70和80度。通过方差分析（ANOVA）确定了切削参数主效应对质量参数的百分比贡献，并建立了预测线性方程以估算所有质量特性。随后，获得了最优切削参数。
关键词： 功耗、表面粗糙度、激光参数、方差分析
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于田口方法对Inconel 718合金激光参数优化的研究
摘要： Inconel 718是一种典型的高温合金，在机械加工过程中存在显著困难。高强度、高切削温度及加工过程中的后续加工硬化会不利影响切削力、表面完整性、刀具寿命和切屑折断性。采用激光辅助加工(LAM)技术已成功克服上述难题。LAM是一种混合加工技术，通过激光发射的热量软化工件后，再使用常规刀具进行加工。本研究尝试采用未涂层硬质合金刀片对激光辅助加工718 Inconel超级合金的加工特性进行实验研究。基于田口L18混合正交阵列设计实验方案，测量切削力、表面粗糙度和刀具磨损三个响应值并分析其影响。通过方差检验消除加工参数引起的变异性，建立预测回归方程评估所有质量特性，并计算皮尔逊相关系数分析输入参数与质量特性间的相关性。结果表明进给速度与切削力、表面粗糙度存在强相关性，其次是切削速度。通过期望函数法分析实验数据预测最优加工条件。在最优激光参数下，相比传统加工方式，使用激光束时刀具寿命提高了9%。
关键词： 切削力、田口方法、表面粗糙度、刀具磨损、激光参数
更新于2025-09-16 10:30:52
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根据消融激光通道密度比较点阵激光辅助光动力疗法治疗光化性角化病的疗效：一项前瞻性、随机、对照试验
摘要： 使用甲基氨基酮戊酸（MAL）进行的光动力疗法（PDT）对光化性角化病（AK）具有显著疗效。MAL转化的原卟啉IX（PpIX）会在异常AK细胞中蓄积，并在PDT光照过程中被破坏。但已知AK角化过度会降低PDT疗效，而采用剥脱性点阵激光（AFL）预处理可有效克服这一障碍。AFL治疗会形成微小剥脱区（MAZs），既促进MAL吸收又直接汽化异常细胞。本研究评估了不同激光通道密度的AFL预处理对面部AK AFL-PDT疗效、PpIX蓄积、副作用及美容效果的影响。该研究延续了既往关于AK AFL-PDT剥脱深度与疗效关系的研究，将患者随机分为三个固定参数的AFL密度组。每处皮损均按Olsen标准拍照分级，MAL涂抹3小时后测量荧光强度评估PpIX蓄积，随后采用红光LED灯（峰值波长630nm，总光剂量37J/cm2）照射治疗区域。47例韩国患者（共312处AK皮损）完成研究（5.5%、11%和22%密度组分别为16例/110处、15例/96处和16例/106处）。三组在性别、年龄、Fitzpatrick分型、皮损数量及Olsen分级方面无统计学差异，但3个月和12个月完全缓解率（CR）存在组间差异（P=0.037；P=0.003），其中22%密度组的CR率显著高于5.5%组（3个月88.7% vs 80.0%；12个月81.1% vs 60.9%）。针对Olsen III级AK的分析显示，22%密度组3个月（81.3% vs 55.9%）和12个月（68.8% vs 38.2%）CR率均显著优于5.5%组。三组荧光强度测量值及美容副作用无显著差异。虽然PpIX蓄积量相当，但本研究显示AFL-PDT的CR率存在组间差异。近期研究证实正常皮肤AFL治疗时5%以上激光密度对PpIX蓄积无影响，而更高密度AFL能更有效汽化AK组织——另有研究表明AFL治疗可暂时减少AK数量并延缓新发皮损。本研究因单一种族小样本存在局限，需进一步探索>22%的高密度AFL-PDT方案。结论：高激光密度AFL-PDT组CR率更高且复发率更低，尤其适用于Olsen高级别AK。推荐对严重角化型AK采用高密度AFL预处理联合PDT治疗。
关键词： 光化性角化病、光动力疗法、激光参数、剥脱性点阵激光、激光通道密度
更新于2025-09-12 10:27:22
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红外激光参数对表面形貌及疏水性能的影响研究
摘要： 多项研究表明，超疏水表面已应用于微纳结构与低表面能材料领域。本研究采用红外激光扫描结合简易盐化改性方法提升表面疏水性。当扫描速度为100毫米/秒、激光功率30瓦且扫描间距200微米时，表面表观接触角可达157°。通过表面特性评估发现，降低扫描速度或提高激光功率均能增强表面疏水性能。经老化处理后，该方法制备的超疏水表面仍保持良好耐久性。
关键词： 红外激光、表面形貌、激光参数、超疏水
更新于2025-09-11 14:15:04