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应用激光:激光复合成形三维测量系统设计和成形件尺寸精度控制研究

2022-09-26
摘要:本文对激光复合成形三维测量系统进行了设计 ,并对成形件尺寸精度控制进行了研究,分析了三维测量系统的功能及其在激光复合成形技术中的作用。

  【作 者】金雪

  随着现代化加工技术的不断进步和发展 ,激光铣削、激光熔覆等激光成形技术在现代制造业中得到广泛运用[1-3]。激光铣削技术主要是针对加工物件表面的激光技术 ,工艺原理是通过脉冲使得各高能激光进行聚集 ,从而直接作用于待加工物件材料表面, 即经过高能激光从而瞬间融化掉待加工物件表面材料 ,最终得到所需理想的表面材料M。但是这种加工工艺有一个极大的弊端 ,即当激光聚焦后直接作用于物料表面时 ,一旦该物料属于薄壁零件 ,则会失去一个支撑条件 ,从而使得到的产物为小倾角件或直壁件 。在成形过程中,悬角或大侧斜复杂形状的零件则会因为重力的原因 ,从而产生流淌 、坍塌等现象 ,物件表面或者侧壁的成形精度较低W。 当制造工艺为层叠添加式时,通过激光技术进行熔覆的每一个熔覆层的形状外貌等是由多个加工步骤的工艺参数共同构成的 ,如激光扫描速度 、激光功率 、激光光束直径、送粉速度及搭接率等,因而在此环节中 ,每一个加工工艺参数的层叠循环和不稳定波动均会对成形结果产生干扰 ,最终导致熔覆层出现挂渣 、凹凸不平等现象[6-7]。 因此 ,在待加工样品成形过程中,需开发可满足尺寸精度要求的精确成形技术。基于此,本文对激光复合成形三维测量系统进行了设计,并对成形件尺寸精度控制进行了研究。

  本文对激光复合成形三维测量系统进行了设计 ,并对成形件尺寸精度控制进行了研究,分析了三维测量系统的功能及其在激光复合成形技术中的作用 ,得出结论如下:

  (1) 设计的三维测量系统可测量出熔覆件表面形貌特征及表面数据 ;通过MATLAB软件处理 ,利用数据可视化处理软件对熔覆件凸点 、高点进行处理 ,可得到熔覆件和尺寸大小相同且能被激光铣削软件利用的图片文件。

  (2) 根据处理图片 ,激光设备可对高点和凸点区域进行有效铣削 ,减少熔覆件表面 、侧面挂渣 , 完成熔覆件三维精确铣削 ,实现三维形貌闭环控制。


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