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通过选择性激光熔化AlSi104Mg在Al-Cu-Ni-Fe-Mg铸造合金基板上制造的双材料组件的微观结构研究与力学行为
摘要： 采用选择性激光熔化（SLM）技术在Al-Cu-Ni-Fe-Mg铸造合金基板上制备了AlSi10Mg双材料部件。通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电子显微镜（TEM）等多尺度表征技术，研究了该双材料构件及其界面的微观结构。SLM-AlSi10Mg的微观组织由沿构建方向生长的细小胞状枝晶和柱状晶粒组成，而铸造基体合金则以大尺寸等轴晶为特征。界面OM和SEM研究表明：在循环流和马兰戈尼对流作用下，AlSi10Mg粉末熔化与铸造基体部分熔融实现了可靠的冶金结合。循环流导致界面出现复杂现象，引起合金元素稀释并改变SLM-AlSi10Mg首层凝固组织的微观结构（源于热梯度和凝固速率的变化）。界面TEM分析揭示了凝固后枝晶间区域的合金元素偏聚现象。此外，由于快速凝固和合金元素稀释，界面顶部未形成沉淀物。EBSD分析显示SLM-AlSi10Mg与铸造基体在晶粒尺寸和形貌方面存在显著差异。后续通过维氏显微硬度测试、纳米压痕及准静态单轴拉伸试验研究了该混合材料的力学性能，结果表明SLM-AlSi10Mg侧因具有更细小且呈层次化的微观结构而表现出更优性能。
关键词： 选择性激光熔化（SLM）、增材制造、表征、微观结构
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于激光粉末床熔融的机电部件自动化制造
摘要： 基于粉末床的激光束熔融工艺（L-PBF）已成为金属部件工业生产领域最可靠且应用最广泛的增材制造技术之一。此外，该技术持续发展以通过提高生产率降低成本，并实现对钨或铜合金等新材料的加工。在设备研发方面，可观察到若干趋势：一方面，设备已能制造至少两种不同材料任意分布的多材料部件，因此现有粉末输送系统必须进行适应性改造。鉴于已存在多种实现方案，需确定最优方案；另一方面，进一步目标是自动集成传感器或执行器，以制造完全封装电子元件的结构部件。为此自动化流程需开发拾取-放置概念并将其集成至现有L-PBF设备中。为实现该自动化流程扩展，需对系统实施多项调整。本文提出了实现上述概念的方法及改进后制造工艺的初步成果。
关键词： 智能部件、自动化执行器集成、多材料、粉末床熔融、增材制造、L-PBF工艺优化、自动化传感器集成、选择性激光熔化、SLM
更新于2025-09-12 10:27:22
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选择性激光熔化（SLM）制备的AlSi10Mg铝基合金的激光焊接
摘要： 增材制造能够生产传统方法无法实现的复杂高度集成部件。在许多应用中，增材制造的部件可能只是整体中的一小部分，因此为打印件寻找合适的连接方法变得日益重要。本研究旨在探究无填充材料的AlSi10Mg打印材料的激光焊接性能。焊接实验采用Yb:YAG碟片激光器，波长1030纳米，工件表面最大输出功率4千瓦。AlSi10Mg是选择性激光熔融技术生产部件中广泛使用的材料，具有优异的耐腐蚀性、良好的导电性和卓越的导热性。实践证明该材料比钢材更易于打印，因此在原型制造领域也很受欢迎。焊接测试表明，无填充材料的激光焊接适用于AlSi10Mg材料，其焊缝静态强度与基材相比表现良好。不过由于成分特性，AlSi10Mg在焊接时仍存在一定挑战性。
关键词： 选择性激光熔化（SLM）、AlSi10Mg合金、Yb:YAG碟片激光器、激光焊接、增材制造（AM）
更新于2025-09-12 10:27:22
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选区激光熔化（SLM）制备的AlSi10Mg零件激光辅助表面热处理技术
摘要： 采用选择性激光熔化（SLM）方法制造的金属零件如今应用广泛，因此不同应用场景对表面质量的要求也各不相同。与其他精加工阶段类似，打印金属件的表面处理通常仍依赖人工操作，因而耗时极长。本研究聚焦于使用圆盘激光设备（波长1030nm）对SLM打印的AlSi10Mg铝试样进行表面激光热处理。研究目标是通过机器人化激光热处理设备实现铝材表面质量的预期效果，以此证明所用精加工方法可实现自动化或机器人化操作。研究表明：通过精确调控激光参数，采用机器人化工艺能在AlSi10Mg铝件表面生成预期的效果与特征。
关键词： 选择性激光熔化（SLM）、激光成形、AlSi10Mg合金、增材制造（AM）
更新于2025-09-12 10:27:22
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热等静压对选区激光熔化制备的Al-10%Si-0.4%Mg合金的影响
摘要： 在本研究中，我们探究了热等静压（HIP）对选择性激光熔化（SLM）制备的Al-10%Si-0.4%Mg合金力学性能的影响，并分析了内部孔隙率对该合金力学性能的作用。HIP处理后，合金内部孔隙率降低，断裂延伸率（EL）显著提升，但0.2%屈服强度（PS）和抗拉强度（TS）较原始态明显下降——这源于HIP高温过程中发生的显微组织变化。原始态合金的PS和TS随内部孔隙率增加而降低，而HIP态合金的PS和TS不受孔隙率影响，但EL对孔隙率敏感：初始孔隙率越高，HIP态合金的EL越低，这是由于氧化皮导致HIP扩散结合不充分所致。因此，必须优化SLM制备铝合金时的激光照射参数。
关键词： 铝合金，选择性激光熔化（SLM），热等静压（HIP），增材制造（AM），内部孔隙率
更新于2025-09-11 14:15:04
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采用选择性激光熔化技术3D打印金属微结构模具用于塑料微流控器件注塑成型
摘要： 一种新方法——特别是选择性激光熔融（SLM）3D打印技术——已被用于制造适用于热塑性微流控芯片注塑成型的模具，该技术适合原型制作和早期规模化生产。微金属图案被打印在预加工基板上，形成微结构模具。研究人员对尺寸精度、表面形貌、打印图案与基板间的结合强度以及微特征的微观结构进行了表征。成功打印出微流控模具并直接用于环烯烃共聚物（COC）微流控芯片的注塑成型，这些芯片随后成功用于监测环境水中的亚硝酸盐浓度。表征结果表明，这种新工艺可用于快速制造注塑/热压印微流控器件的模具工具。尽管通过工艺优化和SLM与机械加工的混合工艺仍需提高精度和表面光洁度，但该工艺比传统微加工方法更快、更灵活且成本更低。
关键词： 3D打印、微特征、选择性激光熔化（SLM）、注塑成型
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于啁啾光纤布拉格光栅的可调谐单纵模光纤激光器
摘要： 本文提出并实验验证了一种基于啁啾光纤布拉格光栅（CFBG）的可调谐单纵模（SLM）光纤激光器。通过在激光环路内插入单个CFBG形成的多子腔结构显著增大了纵模间隔，从而实现了单纵模运转。仅需调节可调谐光学带通滤波器（TOBF）的中心波长，该SLM激光器的输出波长即可在1535至1565纳米的宽范围内调谐。实验分别实现了大于50分贝的边模抑制比和小于8.5千赫兹的线宽。
关键词： 单纵模（SLM）、光纤激光器、啁啾光纤布拉格光栅（CFBG）
更新于2025-09-11 14:15:04
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利用可编程相位调制器增强光学相干断层扫描的横向分辨率
摘要： 自适应光学在矫正高阶像差以提高横向分辨率方面具有重要作用。我们设计了一套耦合可编程相位调制器的光学相干断层扫描（OCT）系统来验证横向分辨率的提升效果。该系统采用滨松公司高分辨率、非像素化、光寻址的光调制器（PAL-SLM）PPM X7550系列，通过基于OCT图像相位信息的简易方法实现像差矫正。该方法具有操作简便和成本低廉的优势。研究采用光栅扫描技术对覆盖散射悬浮液的样本进行成像，针对覆盖散射悬浮液的金属线条成像时施加相应矫正以消除像差。实验结果表明，该方法能显著提升金属网格样本的横向分辨率。
关键词： 横向分辨率、PAL-SLM、自适应光学、像差校正、光学相干断层扫描
更新于2025-09-11 14:15:04