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可持续制造之激光波束成型


  激光波束成型

  传统上,金属成形是通过变形实现的冲压加工和制造,在工件上施加载荷的过程,通常是板材。应用的负载生成压力和位移造成材料形状的变形,材料中形状的变形通常是永久变形。然而,板材的机械成形具有回弹的特点是金属材料恢复其原始形状的能力。这种现象在金属中通常被称为“弹性恢复”激光束成形是板材弯曲成形的一种独特的制造技术。

  这一过程是通过在板材或板材表面引入热应力来实现,散焦激光束的辐照,热应力是由激光线能量产生。激光波束成型已经成为金属、塑料和复合材料成型的一种可能技术,用于快速原型和校准。






  激光波束成型是一个涉及弹塑性力学的复杂过程,其作用机理由以下因素决定:

  系统的工作温度。激光波束成型中有几种操作机制,但应用最广泛,机构温度梯度机构(TGM)和本体机构(BM)。 激光波束成型中不同的机制为样品的组合提供了机会,温度梯度机理是从加工条件发展而来的,其中之一就是快速加热,在工件表面,产生高温梯度在工件。热膨胀加热表面导致板材的初始弯曲远离热源,或向冷面。工件在加热过程中。另一方面,屈曲机理发生在相对较薄的薄板中,其中受热面积的直径与板厚的比值相对较高。

  不同的激光波束模式可以从形成不同构型的角度产生。

  在大多数严重依赖传统方法的行业中,冲床、冲床和冲床都是采用传统的方法制造,这包括航空航天,微电子,汽车和造船。与传统制造方法相比的优势是激光波束成型技术具有机器人的自主能力和灵活性,采用激光切割、打标、硬化、包层、焊接等制造工艺。

  激光波束成型过程的可持续性

  美国商务部将可持续制造描述为“创造”,可持续制造的重点是确保环境不受污染,能源效率和自然资源最大化。现代制造系统也会在浪费最小化,工时最大化,易于操作,灵活性和自主性时,增强可持续发展能力。激光波束成型可以看作是一种现代的板材和板材弯曲成形的制造系统,由于它的一些独特的优势比传统的弯曲和成形技术。这些好处极大地促进了造船、火车、汽车,航空航天,管道建设和研究创新。智造家

  激光波束成型工艺的优点

  1.过程灵活

  可以使用CAD系统在短时间内制造复杂的东西。

  该方法可与其它制造工艺如切割、包层、雕刻、表面处理,硬化,烧蚀,使工艺多样化,耐用,节省时间。

  可控管理开发的残余应力和变形,从而使磅力适合广泛的应用,从而提高了制造部件的结构完整性。

  可以轻松地使用机器人自动化系统简化要求无需特别熟练的操作员,并节约相关成本。

  2.环境效益

  不会产生烟雾等有害气体;

  无接触工艺,不需要冲床和模具,不需要加工操作,节省相关费用成本; 

  所有必要的保护装置都有,消除相关的健康风险。

  3.能源上

  激光作为一个清洁的能源是消除相关健康挑战和节约成本;

  使用适度控制能量的过程;

  几乎所有材料可以进行测试。

  4.冶金应用

  没有合金元素的损失,保证改进结构的完整性;

  提高加工材料的力学性能;

  没有熔化池在这个过程中,因此消除了许多问题,比如夹杂物和空隙。这样就节省了后处理和重复的时间。

  激光成形是一种非接触式制造系统,与之相比具有巨大的优点。激光束成型技术可以进行复杂的配置,该系统可以实现自动还原,与系统的接口,以及系统的灵活性,使其兼容与集成制造系统。激光波束成型与有毒气体或烟雾无关,因此是环保和安全的。适用于所有制造应用程序。在所有这些独特的好处之后,激光束形成因此可以作为一种可持续的制造过程,以使环境始终安全为目标制造业活动。

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