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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 基于数字微镜器件（DMD）的二进制检测压缩拉曼光谱技术最新研究趋势

    摘要： 高维高光谱数据的采集通常是高光谱拉曼成像过程中最耗时的步骤。采用传统阵列式拉曼光谱技术获取化学图像可能需要数小时甚至数天。为提高拉曼数据采集速度，近期已有多种压缩检测（CD）策略被证实可行——这些策略能同步感知并压缩光谱信号。与传统高光谱成像（需先测量完整光谱再进行后处理和成像）不同，压缩检测通过在仅包含目标信息的低维空间中进行测量来提升数据采集速度，从而实现实时成像。单通道探测器的使用为压缩检测策略带来关键优势：利用光学滤波函数获取组分强度?；谎灾?，这些滤波函数实质上是样品中组分特征波长组合的优化模式，每个滤波器透射的强度直接反映了相应得分值。本质上，压缩高光谱图像由"得分"像素（而非"光谱"像素）构成。本文综述了基于数字微镜器件（DMD）的二进制检测策略在压缩拉曼检测设计及性能验证方面的最新进展。

    关键词： 化学计量学、多元数据分析、数字光处理器（DLP）、数字微镜器件（DMD）、最优二值滤波器、空间光调制器（SLM）、拉曼光谱、化学成像、压缩检测

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 离焦量与熔池边界对选区激光熔化AlSi10Mg力学性能及显微组织的影响

    摘要： 系统研究了体积能量密度（ε）及特别是离焦量（DA）等加工参数对选区激光熔化（SLM）成形致密AlSi10Mg合金致密度、显微组织、拉伸性能及硬度的影响。发现熔池边界（MPBs）受DA值影响显著，以两种形式存在于规则且复杂的几何拓扑结构中——"层-层"MPBs相互叠加，"道-道"MPBs相交形成锐角。MPBs显微组织呈现近边界粗晶区及非金属元素（O、Si）偏聚特征，该区域易萌生裂纹。DA值（-2至2 mm）同时影响致密度与拉伸力学性能，当DA=0.5 mm时，成形态试样可获得最高抗拉强度（456±14 MPa）与良好拉伸塑性（9.5±1.4%）。通过分析拉伸断口形貌，揭示了其与DA值的关联规律。

    关键词： 选择性激光熔化（SLM）、力学性能、铝合金

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 采用选择性激光熔化（SLM）技术制造医用级ASTM F75钴铬（CoCrMo）支架的元素分析、碳硫分析及冲击试验表征

    摘要： 本文阐述并论证了金属增材制造（MAM）技术利用ASTM F75钴铬粉末生产定制化复杂支架结构的能力。目前正在开发并测试元素分析（EDX-SEM）、碳硫分析和冲击试验，从而探索MAM工艺在未来支架制造中的潜在应用领域。通过改用MAM工艺，可减少生产步骤，从而根据患者需求实现支架定制化。所采用的支架模型来自第三方供应商，制造过程使用EOSINT M280金属打印机，并借助Materialise Magics 19.0软件生成支撑结构。

    关键词： 支架，扫描电子显微镜（SEM），选择性激光熔化（SLM），钴铬合金（CoCrMo），能量色散X射线光谱仪（EDX），金属增材制造（MAM）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 选择性激光熔化316L/CuSn10多材料：工艺优化、界面表征与力学性能

    摘要： 采用增材制造（AM）的典型技术——选择性激光熔化（SLM）来制备多材料金属复合材料是一个具有挑战性且前景广阔的研究领域。本研究创新性地尝试通过SLM制备316L/CuSn10多材料复合材料，以开发兼具钢材与铜合金优异性能的功能结构材料。成功制备出无界面宏观裂纹的致密316L/CuSn10试样。结果表明：维氏显微硬度从316L区域的329.5±12.5HV逐渐降至CuSn10区域的172.8±7.4HV。316L/CuSn10样品的极限抗拉强度和抗弯强度达210MPa，高于其他方法制备的钢/铜合金。这表明316L/CuSn10多材料具有理想的界面结合状态，其得益于熔池充分搅拌及元素扩散作用——元素呈连续分布且异质合金相富集。此外，重熔与再结晶导致的晶粒细化提升了界面结合性能。最终通过SLM形成了316L/CuSn10点阵结构，预示着SLM制备钢/铜多材料在未来工业应用中的前景。

    关键词： 选择性激光熔化（SLM）、力学性能、界面、316L/CuSn10、多材料、微观结构

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 选择性激光熔化过程中扫描策略对增材制造Ti-6Al-4V表面形貌、孔隙率和显微组织的影响

    摘要： 研究了选择性激光熔化（SLM）Ti-6Al-4V过程中扫描策略的影响。将优化的蜂窝状扫描策略（岛状扫描建模）与简单蜂窝状扫描策略（岛状扫描条纹）及简单的反向平行线扫描策略（线扫描）进行对比。通过光学三维（3D）表面测量研究表面纹理，结合光学显微镜（LOM）观察发现构建过程中的热应力会导致形变。边缘效应造成的凸起边缘主导了所有试样的表面纹理。扫描策略决定表面纹理，其中线扫描策略获得的表面粗糙度最低。采用X射线计算机断层扫描成像研究孔隙率，线扫描和岛状扫描建模试样主要呈现球形孔隙，而岛状扫描条纹策略显示出更多未熔合缺陷且总孔隙量更高。通过LOM和扫描电子显微镜（SEM）研究微观结构，Ti-6Al-4V的微观结构主要为马氏体α'和先前的β晶粒。不同扫描策略的形态各异，在岛状扫描试样底部观察到α'分解为层状α/β的现象，相应地该试样分解区域的硬度降低。

    关键词： 扫描策略、孔隙率、表面形貌、选区激光熔化、粉末床熔融、微观结构、SLM、Ti-6Al-4V

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 激光制造铝基TiB2陶瓷复合材料的晶粒细化

    摘要： 通过选择性激光熔化（SLM）工艺制备了分别添加1 wt.%、2 wt.%和5 wt.% TiB2陶瓷颗粒增强的铝基复合材料。结果表明：SLM成型复合材料的致密度、微观组织及力学性能对陶瓷颗粒含量具有显著敏感性。随着TiB2含量从1 wt.%增至5 wt.%，复合材料平均晶粒尺寸由~6.32 μm持续减小，在较高TiB2含量时获得了细小等轴晶且尺寸分布均匀的微观组织。研究探讨了TiB2陶瓷含量对SLM成型复合材料晶粒细化与强化机制的影响，确定2 wt.% TiB2含量的铝基复合材料综合制造质量、晶粒细化和力学性能表现最优。该最佳配比复合材料凭借弥散强化、晶粒细化强化及高致密化的协同作用，展现出约127 HV0.2的高显微硬度、~444 MPa抗拉强度、~283 MPa屈服强度及~4.2%延伸率。本研究可为其他金属基复合材料的激光增材制造提供参考依据——通过调控增强相含量实现强度与塑性的良好平衡。

    关键词： 选择性激光熔化（SLM）、力学性能、铝基复合材料、晶粒细化、TiB2陶瓷

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 选择性激光熔化（SLM）成形的随形冷却通道磨料流加工（AFM）精整

    摘要： 由于注塑成型过程中能实现快速均匀冷却，随形冷却通道在模具行业得到广泛应用。通过选择性激光熔融（SLM）技术，这些复杂的冷却通道几何结构成为可能。然而SLM制造的内部通道表面粗糙度高达约10微米Ra，这种粗糙表面会导致应力集中，降低模具疲劳寿命。因此本研究旨在利用广泛应用于内部通道表面精加工的磨料流加工（AFM）技术，探究SLM制造的随形通道表面光洁度。为实现该目标，采用单/多通道及直/螺旋通道组合的随形冷却通道几何结构，使用SLM制造七种不同类型（直径3毫米）的棒材内部随形冷却通道。将棒材置于AFM夹具中，以相同80巴挤出压力让AFM介质（ULV50%-54）循环流动抛光内部通道十次。加工十四根棒材（七根AFM处理前/后）暴露内部通道表面进行粗糙度测量。通过变焦显微镜获取七种内部通道暴露表面的形貌，对比处理前后的面积粗糙度参数（如内部通道表面算术平均高度Sa）。研究表明：与SLM原态随形通道表面相比，AFM能有效改善所有SLM随形冷却通道的算术平均高度Sa。那些内部表面的面积粗糙度参数（如展开界面面积率Sdr、均方根斜率Sdq、减峰高度Spk、减谷高度Svk和偏斜度Ssk）对AFM表面精加工具有敏感性。

    关键词： 随形冷却通道，选择性激光熔化（SLM），磨料流加工（AFM），直线/螺旋及单/多通道，面粗糙度参数

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 多道次、多层及多材料选区激光熔化过程中熔池演化与熔道形成的多物理场建模

    摘要： 选择性激光熔化（SLM）是一种极具前景的粉末基增材制造技术，因其能够制造具有复杂几何形状的金属部件。尽管以往大多数研究聚焦于单材料打印，但近期面向行业的研究表明，在医疗器械、航空航天和汽车等高价值制造领域需要多材料SLM技术。然而由于实验观测的困难性，理解多材料SLM的底层物理机制仍具挑战。本文开发了多道次、多层及多材料SLM的集成建?？蚣埽陨罨愿霉ひ盏睦斫?。主要创新点在于模拟同层及跨层沉积多种材料的熔池演变与道次形貌。采用离散元法（DEM）重现不同沉积模式下多种材料的粉末铺展过程，并导入粒度分析仪获取的粒径分布数据。通过不同激光能量输入研究了球化效应、匙孔凹陷及层间未熔合等多种现象?；诓煌任镄圆问?，针对多种粉末材料优化了能量密度和扫描间距等工艺参数，以获得连续道次轮廓并提升扫描效率。模拟实现了不同材料层间界面的可视化，发现界面相迁移与熔池内对流流动相关，这种流动促进了两种材料的混合及元素扩散。本研究通过提供从多材料粉末沉积到激光与多扫描道次/不同构建层粉末相互作用的深入认知（这是单纯实验难以实现的），显著推动了多材料增材制造这一挑战性领域的发展。

    关键词： 增材制造、离散元法（DEM）、计算流体动力学（CFD）、传热、多材料、选择性激光熔化（SLM）

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 选择性激光熔化（SLM）制备金属结合剂金刚石砂轮的工艺及可制造性研究

    摘要： 采用选择性激光熔化（SLM）技术，基于金属粉末与金刚石磨料混合粉体制备金属结合剂砂轮。通过田口法优化考虑激光功率、扫描速度和层厚参数的砂轮SLM工艺，采用不同工艺参数制备试样进行压缩与三点弯曲测试，对最优SLM工艺制备的试样开展材料表征与制造极限试验。结果表明：综合力学性能与成形表面质量方面，250W激光功率、2.5m/s扫描速度和20μm层厚为最优SLM工艺参数；且SLM制备的复合材料中金刚石磨料牢固嵌入铝基结合剂并呈现良好结合状态。通过常见结构的制造极限评估了SLM复合材料的可制造性。本研究充分验证了SLM制备金属结合剂砂轮的可行性，为定制多孔结构新型砂轮的深入研究奠定了坚实基础。

    关键词： 金刚石磨料、金属结合剂砂轮、可制造性、田口方法、选择性激光熔化（SLM）

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过选择性激光熔化控制316L奥氏体不锈钢的晶体取向

    摘要： 近年来，增材制造作为一种能够控制金属材料晶体织构的技术备受关注。我们通过选择性激光熔化（SLM）成功实现了对316L奥氏体不锈钢晶体织构的控制。通过改变激光扫描速度，获得了三种独特的织构：沿构建方向具有{001}取向的单晶状织构、由沿构建方向具有{011}和{001}取向的两种晶粒交替堆叠形成的晶体层状织构，以及取向相对随机的多晶结构。熔池形状及凝固行为（热梯度和固/液界面迁移速度）可能是SLM工艺下晶体织构演变的重要控制因素。

    关键词： 各向异性、晶体织构、金属增材制造（AM）、选区激光熔化（SLM）、熔池

    更新于2025-09-23 15:19:57