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一种控制激光增材制造残余应力的电磁辅助装置及其工作方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-11-10 15:19:11

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”黑龙江科技服务团| 梁爽 | 2023-11-14 10:07:52
一种控制激光增材制造残余应力的电磁辅助装置及其工作方法,属于增材制造领域。为控制激光增材制造打印过程中的残余应力。本发明包括计算机,激光器,扩束准直镜,聚焦镜,扫描振镜,励磁线圈,打印工件,基板;所述计算机分别连接激光器、励磁线圈,激光器发出的激光顺序通过扩束准直镜、聚焦镜、扫描振镜后,通过励磁线圈对打印工件进行激光加工,打印工件放置于基板上。本发明是一种新型降低金属材料残余应力的方法,具有加载速度快、无污染等优点。励磁线圈能够产生磁场,引起磁致振动与局部区域作用,形成局部微区塑性变形,从而降低材料残余应力。解决了现有激光选区熔化增材制造过程中应力控制难、设备成本高的问题。
本发明要解决的技术问题是控制激光增材制造打印过程中的残余应力,提出一种控制激光增材制造残余应力的电磁辅助装置及其工作方法。为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:一种控制激光增材制造残余应力的电磁辅助装置,包括计算机,激光器,扩束准直镜,聚焦镜,扫描振镜,励磁线圈,打印工件,基板;所述计算机分别连接激光器、励磁线圈,激光器发出的激光顺序通过扩束准直镜、聚焦镜、扫描振镜后,通过励磁线圈对打印工件进行激光加工,打印工件放置于基板上。进一步的,所述计算机控制激光器产生激光,激光经过扩束准直镜进行准直后,进入聚焦镜形成激光束,所述激光束光斑直径为100-200μm。

在激光增材制造过程中,由于材料的高温、快速冷却等因素,会导致残余应力的产生。这些残余应力会影响制造精度和质量,甚至可能导致零件的变形或开裂。因此,对残余应力的控制是非常重要的。

该电磁辅助装置可以通过磁场力、电磁振动、电磁脉冲等方式,对激光增材制造过程中的残余应力进行控制。具体来说,它可以利用磁场力对金属粉末进行预处理,改变其物理性质和形态,从而减少制造过程中的残余应力;可以利用电磁振动对金属粉末进行均匀铺设,减少制造过程中的缺陷和应力集中;可以利用电磁脉冲对金属粉末进行冲击,使其更加致密,减少制造过程中的气孔和裂纹。

黑龙江科技大学地处美丽的冰城夏都哈尔滨市的松花江畔,经过76年的建设发展已成为一所理、工、管、文、经、法等学科协调发展,以工为主、以矿业为学科专业特色的多科性大学,为区域经济社会和我国煤炭工业发展做出了突出贡献,被誉为“煤炭工业的脊梁”。学校是黑龙江省人民政府与国家应急管理部(国家安全生产监督管理总局)共建高校,是国家教学工作水平评估优秀院校,是黑龙江省特色应用型本科建设示范高校。
  1. 提高制造质量和效率:通过控制残余应力,可以减少制造过程中的缺陷和应力集中,提高制造的精度和稳定性,从而提高制造质量和效率。
  2. 降低制造成本:由于该装置可以有效地控制残余应力,可以减少制造过程中的废品率和维修成本,从而降低制造成本。
  3. 促进制造技术的进步:该装置通过引入电磁辅助控制技术,可以促进激光增材制造技术的发展和创新,提高制造技术的水平和竞争力。
  4. 拓展应用领域:该装置不仅适用于激光增材制造领域,还可以应用于其他需要控制残余应力的领域,如铸造、锻造、焊接等,从而拓展了其应用领域。
  5. 增强环保性能:由于该装置可以有效地控制残余应力,可以减少制造过程中的废品率和维修成本,从而减少了对环境的影响和污染。

技术转让、合同、入股均可,具体资金双方协商,希望尽快落地实现产业化。