《激光快速成形技术》课件.pptx

激光快速成形技术PPT课件目录激光快速成形技术概述激光快速成形技术的基本原理激光快速成形技术的工艺流程激光快速成形技术的关键技术问题激光快速成形技术的应用案例激光快速成形技术的未来发展与挑战激光快速成形技术概述01高精度通过精确控制激光束和材料沉积，可以实现高精度的复杂形状制造。定义激光快速成形技术是一种基于激光的高效、高精度、高柔性的数字化制造技术，通过逐层堆积材料来构建三维实体。快速性相较于传统加工方法，激光快速成形技术可以大幅缩短制造周期。灵活性可制造复杂的三维结构，并可根据需求进行个性化定制。材料多样性适用于多种材料，如金属、塑料、陶瓷等。定义与特点航空航天制造高性能、轻量化的航空航天零部件。医疗器械制造个性化、高精度的医疗器械。汽车制造制造复杂、高强度的汽车零部件，提高生产效率。文化创意制造复杂、精细的工艺品和模型。激光快速成形技术的应用领域起源20世纪80年代，随着激光技术的快速发展，人们开始探索将其应用于制造领域。技术突破90年代初，研究人员成功利用激光将金属粉末熔化并逐层堆积成三维实体，标志着激光快速成形技术的诞生。技术发展随着技术的不断进步，激光快速成形技术的精度、效率和材料适用性得到不断提高。应用拓展近年来，激光快速成形技术在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域得到广泛应用，成为数字化制造领域的重要分支。激光快速成形技术的发展历程激光快速成形技术的基本原理02激光与物质相互作用时，会产生光热效应、光化学效应、压强效应和电磁效应等。01激光与物质的相互作用光热效应是指激光能量被物质吸收后转化为热能，引起物质温度升高。02光化学效应是指激光能量被物质吸收后激发电子，引起化学反应。03压强效应是指激光能量被物质吸收后产生高能密度，引起爆炸或冲击波。04电磁效应是指激光能量被物质吸收后产生电磁场，引起物质极化或电导率变化。0501激光选区熔化是一种基于高能激光束将金属粉末熔化成形的制造方法。02在该原理下，通过计算机控制激光束的路径和扫描速度，逐层熔化金属粉末并快速冷却凝固，最终形成三维零件。03激光选区熔化具有高精度、高速度和高灵活性的特点，适用于复杂金属零件的快速制造。激光选区熔化原理激光直接能量沉积是一种基于高能激光束将金属粉末熔化并直接沉积成形的制造方法。在该原理下，金属粉末通过送粉器送至激光束焦点处，受到高能激光束的照射而迅速熔化，并随着激光束的移动而逐层沉积，最终形成三维零件。激光直接能量沉积具有高效率、高强度和低成本的优点，适用于大型金属零件的快速制造。激光直接能量沉积原理激光快速成形技术的工艺流程0301数据来源获取并整理需要进行激光快速成形的数据，包括CAD模型、图像、测量数据等。02数据格式确保数据格式与激光快速成形系统兼容，如STL、OBJ等。03数据质量对数据进行修复、优化，确保数据的完整性和准确性。数据准备模型转换01将原始数据进行必要的转换，以便进行后续处理。02模型修复对模型进行修复，去除冗余、填补缺失部分。03模型简化根据需要，对模型进行简化，降低成形难度和时间。物理建模切片算法采用合适的算法对模型进行切片，生成加工路径。切片厚度选择根据材料属性和加工要求，选择合适的切片厚度。路径优化对生成的加工路径进行优化，提高成形效率。数据切片 成形过程控制激光器选择根据加工需求，选择合适的激光器。加工参数设置设置激光功率、扫描速度、扫描方式等加工参数。实时监测与控制对成形过程进行实时监测与控制，确保加工质量。激光快速成形技术的关键技术问题04表面质量优化 表面质量决定了成形件的外观和使用性能。通过优化工艺参数，如激光功率和扫描速度，可以获得光滑的表面。精度控制 激光快速成形技术的精度主要取决于激光束的聚焦、扫描速度和光斑尺寸。高精度控制可以减少成形件的误差，提高其功能性。精度与表面质量 不同的激光快速成形材料具有不同的物理和化学特性。选择合适的材料对于获得高质量的成形件至关重要。在成形前，需要对材料进行适当的预处理，如涂覆、干燥等。成形后，还需要进行必要的后处理，如去除支撑结构、表面处理等。材料兼容性前处理与后处理成形材料的选择与处理 激光快速成形过程中，温度对材料的熔融、流动和结晶行为有重要影响。精确的温度控制有助于提高成形件的机械性能。由于快速加热和冷却，成形过程中会产生热应力。控制热应力的方法包括优化扫描策略、选择合适的热物性材料等。温度控制热应力控制成形过程中的热管理 通过精确控制工艺参数，如激光功率、扫描速度和层厚，可以减少或避免成形过程中的缺陷，如孔洞、裂纹等。对于已经形成的缺陷，可以采用无损检测技术进行检测，并采取适当的措施进行修复，如填充、打磨等。成形过程中的缺陷控制检测与修复缺陷避免缺陷的形成激光快速成形技术的应用案例05飞机零部件制造激光快速成形技术可以用于制造飞机零部件，如发动机零件、机翼、尾翼等，提高生产效率和降低成本。航天器制造在航天领域，激光快速成形技术可用于制造卫星、火箭发动机零件和空间站组件等，具有高精度和轻量化的优点。航空航天领域应用案例0102汽车零部件制造激光快速成形技术可以用于制造汽车发动机零件、变速器齿轮、气瓶等，提高生产效率和降低成本。概念车制造通过激光快速成形技术，可以快速制造出汽车模型，用于设计验证和展示。汽车工业领域应用案例激光快速成形技术可以用于制造高精度医疗器械，如牙科种植体、骨科植入物等。医疗器械制造激光快速成形技术可用于制造组织工程支架，为组织再生提供结构支持。组织工程应用生物医疗领域应用案例激光快速成形技术的未来发展与挑战06新材料研究并应用新型高强度、轻质材料，如碳纤维复合材料、钛合金等，以满足更广泛的工业需求。新工艺探索更高效、精确的激光加工工艺，如激光熔覆、激光增材制造等，以实现复杂结构的高质量快速成形。新材料、新工艺的研究与应用提高成形效率与降低成本的研究提高效率研究缩短加工时间、提高加工速度的方法，如优化激光扫描路径、采用多激光束加工等。降低成本探索降低原材料、能源消耗和减少废料的方法，以及开发低成本、高效率的激光器。应用领域研究并拓展激光快速成形技术在航空航天、汽车、医疗等领域的应用，开发更多具有高附加值的产品。市场推广加强技术宣传和推广，提高公众对激光快速成形技术的认知度，同时加强与行业企业的合作，推动技术的商业化应用。拓展应用领域与市场推广的挑战THANKS感谢观看