激光选区熔化直接成形水平悬臂结构工艺参数的研究

激光选区熔化理论上可加工任意复杂的金属工件,但悬臂结构的成形一直是SLM加工中的难点,限制了SLM的实际应用。现有工艺通过添加临时支撑的方法来成形悬臂结构,增加了制造时间和制造成本。发现了一种可在粉床上直接加工成形的水平枝状结构,研究了枝状结构的纵向和横向生长特性,以及激光功率与加工宽度的关系。结果表明,这种枝状结构具有良好的平整度和机械强度,为悬臂结构的加工提供了新方法。

利用霍尔元件测量金属丝的弹性模量

将霍尔元件应用于拉伸法测弹性模量实验,直接测量了微小位移.结果表明,霍尔元件在均匀梯度磁场中霍尔电压与微小位移有良好线性关系,采用拟合法计算得到钢丝弹性模量为1.96×1011 Pa.

激光熔覆成形中熔池表面温度场的检测与研究

针对激光熔覆成形中熔池表面温度场难以测量的问题,搭建了彩色CCD同轴测温系统。通过优化实验参数,该测温平台可获得清晰、稳定的熔池表面图像,对所拍图像进行处理和计算,可以得到熔池表面的温度场。为了验证得到的温度场是否准确,搭建了红外测温系统,通过对熔池表面不同区域进行测温,得到了与CCD测量结果基本吻合的熔池表面温度分布。两种不同的测温方式得到一致的温度场,说明此测温平台是实用、可靠的,为通过实时检测熔池表面温度进而控制熔覆成形系统打下基础。

数字莫尔条纹三维测量的系统校准方法

为实现数字莫尔条纹三维测量中物体位相分布与高度值的准确对应,文章提出一种快速系统校准的实验方法。根据系统模型推导出相位-高度的映射方程,将参考面沿着接近投影仪的方向放置在2个已知高度处,并处理得到对应高度下参考面的位相值分布;使用得到的2组数据对方程系数进行标定,标定结果与理论分析结果相一致;使用标定后的映射方程对三维物体进行重建,测量得到的峰值高度误差仅为0.19%。该校准方法不需要对系统参数进行复杂的物理测量,避免了人为测量引入的误差,具有较高的测量精度与分辨率,且系数标定的方法简洁方便,是一种可行的实验方案。

脉冲作用时间对选择性激光熔化不锈钢成形质量的影响

为了了解脉冲作用时间对选择性激光熔化的影响,分析了脉冲作用时间、激光输出功率以及脉冲峰值功率之间的关系。通过单熔点、单熔道以及工件实验,研究了脉冲作用时间影响单熔道薄壁件和实验工件成形质量的机制。结果表明:当输入能量相同时,脉冲作用时间与单熔点、单熔道的宽度正相关;脉冲作用时间越长,在熔道附近形成的热影响区域越大;减小脉冲作用时间,有利于提高薄壁工件的表面质量和减少成形实体工件时产生的热积累。

基于立体视觉测量的棉花顶芽识别定位技术研究

打顶是棉花种植过程中的必要农艺措施,对于保证棉花高品质和高产量具有重要的意义。针对传统机械化打顶方式中存在的棉花单株仿形能力差、过切率和漏切率高的问题,提出将立体视觉测量技术应用于棉花打顶机中,实现对单株棉花顶芽的高速识别和精准定位,为打顶执行装置提供精确的作业坐标,实现对棉花精准打顶。试验表明:采用立体视觉测量技术对棉花顶芽的识别准确率达90%左右,定位精度可达1cm内,可提高棉花打顶作业效率和棉花产量。