复合光斑选区熔化成形技术研究

激光选区熔化技术由于是以高能激光束对金属粉末层进行选择性快速扫描,扫描过程中形成不均匀的温度场而极易产生应力,残余应力的存在易引起裂纹、变形等缺陷。采用双激光光斑复合辅以成形缸加热保温的方法,成功研制能在成形过程中提供较均匀温度场的激光选择性熔化成形装置,并进行大量工艺试验。结果表明:在成形缸进行加热保温的条件下,采用双激光复合光斑选择性熔化H13金属粉末,粉末熔道更饱满、连续,相邻熔道的浸润和搭接更均匀,成形的零件无裂纹缺陷。

基于小光斑复合激光足印的植被属性研究

用机载激光测高仪对单木树冠进行自动提取和轮廓描绘,是获取森林信息的一种快速有效的方法。机载激光测高仪可通过记录回波波形来描绘单树植被冠盖等细节信息,但由于激光足印较小,很难给出树木种群的细节尺度参数,如树的冠盖大小、树径等。提出把若干小激光足印复合成大激光足印的方法,并通过高斯分解算法导出植被冠层高度、植被冠层反射率和中值能量高度等大尺度参数。实验结果表明,通过把固定数量的小光斑激光足印复合成一个大光斑激光足印的方法,能反演出更多的单树外围尺度参数,为植被垂直结构分析提供更多的可靠保证。

光源位置偏差对光斑的影响分析

以目前国内研制的多光源太阳模拟器光学系统为研究对象,采用数值计算和软件模拟相结合的的方法对太阳模拟器光学系统光源存在不同空间角度偏差时光斑汇聚形式和汇聚效果进行了分析,确定光源允许产生的最大位置偏差,并依据研究结果指导光斑的调节。结果表明,太阳模拟器光源的空间位置是影响复合光斑形状和能量分布的关键因素,可为太阳模拟器光源调节系统的设计、光斑数据分析和关键零部件加工精度的确定提供参考。

复合激光光斑熔化成型模具钢H13的致密度研究

模具钢H13具有优良的高温性能,在高温压铸模具领域有着广泛的应用。传统加工方式无法制造复杂结构的随形冷却模具,常规选择性激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)成型H13存在效率低、易产生内部裂纹和局部翘曲等缺点。介绍了自主研发的高温SLM系统和创新的复合光斑技术,其中复合光斑包括半导体激光预热光斑和光纤激光熔化光斑。当扫描速度为1800~2500 mm·s^(-1)时,在250°C高温基板预热条件下,分别使用单光斑和复合光斑对H13的高速成型进行了工艺研究。结果显示,在合适的复合光斑配置下获得的最高致密度优于相同成型效率的单光斑。并从能量输入角度,对复合光斑的作用机理进行了定性分析。