“激光加工实训”课程线上线下混合式教学改革和实践

金工实训教学存在着实训课时少、实训设备不足、学生对理论知识理解不深刻等问题。针对此现状,文章构建了融入工程教育专业认证和质量管理体系理论的线上线下混合式教学模式,优化了成绩评价体系并融入课程思政,同时,在“激光加工实训”课程中开展了实践教学。实践教学结果表明,这种混合式教学模式深受学生和教师的欢迎,得到了师生的一致好评。该教学模式不仅增强了学生的自主学习能力、动手能力和交流能力,培养了学生的团队意识,而且丰富了教师的教学手段,提升了教师的信息化处理能力,进而大幅度提升了实训教学效果。

基于激光加工的微安保机构设计与性能

复杂场景下火工品微安保机构需具有可恢复与抗过载特性,为此,研究设计了基于激光加工的金属材质电热驱动微安保机构,采用有限元模拟分析了镍基微电热执行器动作特性,通过调整双热臂U型电热执行器热臂和冷臂的长度、宽度以及各臂之间的间隙,探究它们对输出位移的影响;通过正交实验得到优化的超快激光加工工艺参数分别为频率100 kHz、能量113μJ、切割速度100 mm·s^(-1),实现了镍基电热微安保机构的超快脉冲激光精确制造;最后,搭建了安保机构性能验证平台,验证了该机构在不同电流激励下的驱动位移与隔爆性能。结果表明,在8 A激励电流下,加工的镍基微安保机构驱动位移可达1084μm,所组装的火工品微安保机构在传爆序列中能够有效隔爆。

生物水凝胶激光加工工艺及体外生物相容性研究

针对生物水凝胶增材制造无法实现精细结构打印的问题,采用激光加工对SA水凝胶和GelMA水凝胶进行实验,通过激光切割、激光雕刻等探究了激光加工生物水凝胶的机制及各参数对激光加工效果的影响,通过细胞增殖实验分析HUVECs细胞在激光加工的水凝胶上的生长情况。实验表明,激光功率、进给速度等参数对于激光加工水凝胶的深度和表面质量有较大影响,细胞能够在激光加工的水凝胶上正常增殖,这可为生物医学相关应用提供有益的指导。

新工科背景下基于STEAM教育理念的“激光加工实训”课程思政教学探索

培养适应新经济需求的高素质工程创新人才是新时代高等工程教育的根本任务,STEAM教育和新工科教育理念、课程思政育人目标具有内在契合性。以工程教育中广受高校青睐的“激光加工实训”课程为例,尝试新工科背景下课程思政协同STEAM教育实践育人探索,以立德树人为根本任务,以跨学科能力培养为核心,以问题需求为导向,进行工程实训教育教学创新变革。

跨学科融合视角下激光加工技术课程思政教学师资培训体系构建

随着科技的迅猛发展,激光加工技术作为现代制造业的重要组成部分,在航空航天、精密仪器、电子通信等领域发挥着不可或缺的作用。然而,技术的进步不应仅仅局限于知识与技能的传授,更应注重价值观的引导和塑造。在高等教育中融入思想政治教育,是培养全面发展的社会主义建设者和接班人的必要途径。构建跨学科融合视角下的激光加工技术课程思政教学师资培训体系,是一项系统工程,需要教育者、管理者和政策制定者的共同努力。这一体系的成功实施,将为我国培养出更多德才兼备的高科技人才,为国家的科技进步和社会发展贡献力量。

皮尔磁:ENISO 11553-1对激光加工设备的一般安全要求

在现代工业生产中,激光加工技术因其高精度和高效率而被广泛应用于切割、焊接和打标等领域。然而,这项技术也带来了一系列安全隐患,包括激光辐射危害、噪声污染等。为了确保操作人员的安全和设备的稳定运行,国际标准化组织(ISO)制定了ENISO11553-1标准,专门针对激光加工机械,规定了其在设计、制造、操作和维护过程中的安全要求。

水导激光加工CFRP质量和效率实验研究

为实现碳纤维增强复合材料的高质高效切割,采用水导激光加工技术对CFRP进行微槽加工,通过正交实验法、单因素实验法研究了激光功率、扫描速度和扫描路径重叠率对热影响区宽度和材料去除率的影响规律,并以此为目标进行了优化。结果表明:激光功率、扫描路径重叠率对热影响区宽度和材料去除率的影响显著;当激光功率35 W、扫描速度4 mm/s和扫描路径重叠率40%时,热影响区宽度为184.484μm,材料去除率为0.068 mm ^(3)/s,能获得较小的热影响区宽度和较高的加工效率。

液体辅助激光加工织构及表面摩擦特性研究

为了缓解切削加工钛合金等难加工材料过程中存在的刀具磨损等问题,采用激光器分别在空气介质和液体辅助条件下在YG6硬质合金刀具表面加工直线沟槽织构,在UMT直线往复摩擦磨损试验机上测试了不同工艺加工所得织构刀具的摩擦及磨损性能,通过体视显微镜对磨损形貌进行表征分析,采用计算流体力学方法对试验进行模拟仿真,并结合流体动力学分析,探究织构刀具在润滑条件下的减摩机制。结果表明:激光加工工艺显著影响硬质合金刀具表面在切削液润滑条件下的摩擦磨损行为,液体辅助激光加工所得织构表面表现出较好的抗摩擦磨损性能,摩擦因数相对于无织构刀具表面降低了78.2%,主要是由于在摩擦过程中刀具-工件接触区的油膜产生了较好的楔形效应,改善了摩擦过程中的润滑状态,提高了摩擦学性能。

脉冲激光加工微细钻铣刀具研究现状及其发展趋势

微细钻铣刀具是微纳加工的重要工具,广泛应用于航空航天、3C电子产品、新能源汽车和医疗器械等高端装备关键零部件的微细加工。本文对比了多种微细钻铣刀具制造方法的优缺点发现,采用脉冲激光加工技术制造微细钻铣刀具具有良好的加工能力和适用范围;探讨了脉冲激光制造微细刀具的加工机理和加工工艺等的研究现状,提出了脉冲激光加工微细钻铣刀具的应用前景和发展趋势。

农林院校激光加工实训教学探索与实践

【目的】在“新工科”背景下,解决传统激光加工实训教学存在的思政内容“层次浅、内涵薄”和实训过程“重技能、轻基础”的问题。【方法】本研究立足农林院校教学特色,根据激光加工专业所需知识结构,探索开发了一套思政内涵深刻、教学资源全面的实训教学资源库,将实训教学内容分为课程总论、通识基础和设计制作三部分,构建了“思政作品浸润-线上线下混合-个性化多层次实训”的实训教学模式。【结果】1)教学效果良好,各专业课程目标达成度评价达到了预设目标值(0.7),其中,课程考核评价均高于0.75,学生评价均高于0.9,学生对课程的满意度均高于90%。2)学生创作热情高涨,经过集中实践学习,学生自主完成了一批具有代表性的作品。3)在2021年全国大学生工程训练综合能力竞赛中,学生利用激光加工设备完成的作品获得了省级一等奖和二等奖的好成绩。【结论】教学实践表明,该实训教学模式在思政教育、工程实践能力和创新实践能力培养等方面取得了显著效果,能够显著提高学生的均质化水平,具有较好的借鉴价值。

基于激光加工的医疗器械功能性表面研究现状

制备功能性表面是提升医疗器械治疗性能和安全性的重要方法之一。当前,基于激光加工的功能性表面微纳结构制造技术在优化医疗器械表面性能方面应用广泛。综述了医疗植入器械和手术器械表面激光加工功能性微纳结构在细胞功能调控、抗菌性、耐蚀性、摩擦特性、抗黏附性等方面的研究现状,剖析了当前医疗器械功能性表面激光加工的优势和局限,展望了医疗器械功能性表面激光加工技术的发展前景。

基于激光加工的横向外延单晶金刚石缺陷密度调控研究

单晶金刚石是一种具有众多优良性能的晶体材料,被誉为终极半导体,随着5G和大数据时代的到来,高质量单晶金刚石成为了当代炙手可热的半导体材料。然而目前市面上的单晶金刚石存在着缺陷密度高,晶体质量差的问题,严重制约了单晶金刚石在半导体领域的发展。针对上述问题,通过激光加工制备出栅格状图形化的预结构金刚石衬底,并横向外延(Epitaxial-Lateral-Overgrown,ELO)得到了缺陷密度降低了25倍的生长层。对突破金刚石在尖端领域的晶体质量限制,具有重大指导意义。

面向晶圆划刻的兆声辅助激光加工实验研究

针对晶圆划刻中激光加工易产生重铸层且得到的沟槽深宽比小等问题,提出了兆声辅助激光加工方法,对激光烧蚀与兆声振动理论进行分析,并利用响应面分析法对加工参数进行优化。结果表明,兆声波能够将烧蚀产生的液相材料和熔融碎屑击出烧蚀区,从而减小重铸层面积,改善晶圆的表面形貌;附加兆声辅助后,沟槽划刻后晶圆表面重铸层面积减小约25%,烧蚀深宽比由2.65增加到3.82。基于上述研究,在晶圆表面划刻得到了形貌良好的网格结构,证明此方法能有效改善晶圆划刻的表面形貌,减少重铸层的产生,提高晶圆划刻的效率与精度。

PCD刀具激光加工技术及其装备研究进展

聚晶金刚石(PCD)刀具在硬脆材料的高精高效加工方面具有显著优势,但常规的PCD刀具制造技术存在加工效率低、局限性大等问题,激光加工是一种实现PCD刀具高效高质加工的有效技术。本文总结了PCD材料激光加工去除机理,归纳了激光加工中波长、脉宽等工艺参数对PCD材料加工质量的影响规律,重点概述了激光加工技术在PCD刀具切削刃、表面纹理、烧蚀成型等方面的应用现状,介绍了国内激光加工装备的研发进展与现状。

激光加工技术在掐丝珐琅画中的应用

掐丝珐琅画传统以手工制作为主,描图不仅速度慢,若质量低还会影响画作艺术效果,因此有较大的局限性。激光加工技术具有精度高、速度快、自动化程度高的特点,可应用在掐丝珐琅画的制作过程中。该文研究激光加工技术在掐丝珐琅画制作中的应用方法,以南宋吴炳的绢本设色画《出水芙蓉图》为例,具体阐述了激光加工制作掐丝珐琅画板从画稿设计、调试加工到参数设置的流程,为今后掐丝珐琅画工艺品的个性化定制和批量化生产提供了思路和借鉴。

现代激光加工技术在民间剪纸艺术中的应用研究

文章旨在探讨现代激光加工技术与民间剪纸艺术相结合的新途径。首先阐述了激光加工技术的基本原理和特点。其次,从民间剪纸艺术的传统制作步骤中总结其现存问题,并分析了激光加工技术在民间剪纸艺术中的应用优势与局限,从而提出现代激光加工技术在民间剪纸艺术中的应用原则。最终,通过实际案例展示了该技术在实践中的效果,验证了其对传统艺术发展的潜在价值,以期为传统艺术的传承和创新提供参考。

轴向柱塞泵滑靴副材料激光加工工艺参数研究

针对高压轴向柱塞泵滑靴副的配对材料,研究激光加工工艺参数对加工深度及质量的影响规律,加工出所需特定形状参数的微凹坑。通过激光加工设备在滑靴表面加工出微凹坑,依次分析激光加工次数、激光功率、激光扫描次数、激光频率对微凹坑的加工深度及质量的影响规律,研究结果表明,加工次数对微凹坑深度影响最大,加工次数15次时,深度达到260μm左右;随激光功率增大,微凹坑深度增大,当功率达到70%时,深度为100μm左右;随扫描速度加快,微凹坑深度减小,扫描速度为200 mm/s时,深度为140μm左右;频率对微凹坑深度得影响不大,凹坑深度整体在100μm至120μm之间。

电子胶囊墨水屏激光加工工艺优化及应用研究

本论文研究了电子胶囊墨水屏的激光加工工艺及其应用。电子胶囊墨水屏作为一种超薄、超轻的显示屏具有许多优点,并在电子设备领域具有广泛的应用前景。然而,传统的冲切加工方式在电子胶囊墨水屏加工中存在一些问题。因此,本研究旨在优化激光加工工艺,提高加工质量和生产效率。首先,对电子胶囊墨水屏的结构和工作原理进行了介绍;其次,分析了传统冲切加工存在的问题,包括胶囊破裂和边缘显示等;最后探讨了激光加工的优势和挑战,特别是对功能性薄膜材料的影响。在此基础上,提出了电子胶囊墨水屏激光加工工艺的优化方法,包括加工参数优化、切割质量控制和激光加工设备选择与优化等。

激光加工技术在机械制造中应用研究

激光加工作为一种新型的加工技术,在机械制造中发挥着极为重要的作用。针对我国激光加工技术应用过程中存在的设备不够先进,加工精度不足,技术融合度不高,激光介质散热性不足等问题,提出了相应改进策略,以突破激光加工技术在机械制造中的应用瓶颈,从整体上提升我国机械制造业的国际竞争力。

激光加工技术在模具制造中的应用与展望

阐述了激光切割、激光焊接、激光表面处理等加工技术在模具制造中的应用现状,通过案例和实践经验,展示了激光加工技术在提高模具制造效率、降低生产成本、改善模具质量等方面的优势和成果,并展望了激光加工技术在模具制造领域的发展方向。