工艺参数对激光选区熔化316L零件电解质等离子抛光的影响

[目的]激光选区熔化技术(SLM)制备的316L不锈钢零件表面不易抛光。[方法]采用电解质等离子抛光技术对其进行抛光,研究了工艺参数对工件表面粗糙度(Ra)、微观形貌、元素含量、物相组成和耐蚀性的影响,并采用正交试验法进行工艺优化。[结果]各工艺参数对粗糙度的影响排序为:抛光电压>抛光时间>抛光液温度>下潜深度。最佳工艺参数为:抛光电压320 V,抛光时间300 s,抛光液温度80℃,下潜深度250 mm。抛光后的表面粗糙度可由2.1084μm降低至0.2127μm,表面Cr元素含量由初始的13.92%增大到17.28%,在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位正移,腐蚀电流密度降低。[结论]电解质等离子抛光可有效改善SLM制备的316L零件的表面形貌,降低其表面粗糙度,提高其耐蚀性。

基于3D打印的柔性三频微带天线的设计与加工

为解决可穿戴设备在复杂应用场景中无线信号响应范围较窄的问题,该文提出了一种柔性三频微带天线,在2.5 GHz、3.5 GHz、5.4 GHz微波频段采用双“T”型+双“L”型表面结构实现天线的谐振,采用聚酰亚胺为基底材料,纳米银为辐射贴片及接地面的导电材料以实现柔性化。使用ANSYS HFSS对天线进行建模并进行仿真分析,使用微滴喷射3D打印工艺对其加工,有效地解决了传统微机电系统(MEMS)加工在柔性电子领域上成本高及步骤复杂等问题。最后使用场发射扫描电镜分析打印面形貌,并使用矢量网络分析仪分别测试天线成品的回波损耗、可弯折性及弯折抗疲劳性,测试结果与仿真结果基本一致,且天线具有较好的弯折性能。

基于电化学圆周3D打印的切割片制备基础研究

[目的]制备超薄金刚石切割片的常规侧面沉积工艺存在两侧不一致而引起切割受力不对称、导致加工缺陷等问题。为此,提出了一种基于电化学圆周3D打印的新技术,探索圆环超薄片沿圆周生长的可能性,从基础上先研究以圆周径向逐圈生长的方式制备环形镍薄片的方法。[方法]在自主设计制造的电化学圆周3D打印实验平台上,探索在旋转状态下环形镍薄片的成形机制。先建立等比二维仿真模型,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件进行仿真,研究不同电沉积参数对沉积层轮廓及电解质电流密度分布的影响。然后通过单因素实验,研究了加工电流和阴极旋转速率对镍薄片沉积形貌及其均匀性的影响。[结果]在45钢基体直径50mm、极间距1.5mm的情况下,当加工电流为0.10~0.15A,阴极旋转速率为1.0~1.5 r/s时,可以获得均匀性较好的镍金属薄片。[结论]本研究为以电化学圆周3D打印方式制备精密切割片打下了基础。

锂电池极片轧辊力热耦合仿真分析

极片作为锂电池的核心部件,其厚度均匀性会直接影响到锂电池的容量和使用寿命。极片辊压是极片生产过程中至关重要的步骤之一。采用Ansys对改进的轧辊油路进行变工况的仿真模拟,分析工艺及结构参数对轧辊的温度—形变特性的影响规律,结果表明:轧辊受力和加热是影响极片均匀性的主要因素,在油路改进时需对两者进行综合考虑。

改进YOLOv5s的清洁船水面漂浮垃圾识别算法

为解决水上漂浮垃圾种类繁多、移动端算力有限、现有识别模型较复杂等原因导致的水上清洁船识别垃圾精度低、速度慢等问题,提出一种基于YOLOv5s(you only look once version5 small)网络模型的水上漂浮垃圾识别算法。该算法采用K-means聚类算法调整边界框比例,提高检测精度;以渐进式学习方式EfficientNetv2模型替代YOLOv5s的主干部分,融合高效通道注意力(efficient channel attention,ECA)机制,减少模型复杂度,提高检测速度,同时增强模型的特征提取能力;引入平衡因子φ和归一化高斯Wasserstein距离(normalized Gaussian Wasserstein distance,NWD)度量对YOLOv5s的损失函数优化,降低模型对水上远距离漂浮垃圾的检测敏感性。自制数据集的测试实验结果显示,改进算法的mAP比YOLOv5s算法提高2.2%,模型的参数量下降20.34%,检测速度提高30.84%,表明改进算法具有优越性。

用于浮雕的线激光扫描三维重建系统

线激光扫描技术多用于零件的表面检测,也可用于物体的三维重建。许多浮雕工艺品由于没有数字模型而无法复现,可利用线激光扫描将浮雕逆向生成三维模型,便于浮雕工艺品的加工。通过结合机器人与线激光,获取浮雕的点云数据,逆向建立浮雕的三维数字模型。搭建三维重建系统,根据实际模型的尺寸计算出机器人的扫描路径,机器人结合线激光扫描得到浮雕点云数据;进行点云数据的预处理,再根据基准平面,补偿带有机器人误差的点云数据;利用基于衍生的迭代最近点(GICP)算法进行点云的自动拼接,并对点云进行后处理;随后利用Delaunay三角剖分算法与曲面重建算法进行三维模型的重建。以老鹰浮雕为重建对象进行实验,实验结果表明用路径扫描拼接的点云处理更为方便,补偿数据后,精度可提高40.48%,有显著补偿效果,浮雕模型重建后与基准模型的标准差平均为0.0576 mm,可满足浮雕模型的重建需求。