《激光快速成形技术》课件

《激光快速成形技术》PPT课件•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目录•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01激光快速成形技术概述定义与特点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灵活性高精度可制造复杂的三维结构，并可根据需求进通过精确控制激光束和材料沉积，可以实行个性化定制现高精度的复杂形状制造材料多样性快速性适用于多种材料，如金属、塑料、陶瓷等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激光快速成形技术的应用领域航空航天汽车制造制造高性能、轻量化的航空航天零部件制造复杂、高强度的汽车零部件，提高生产效率医疗器械文化创意制造个性化、高精度的医疗器械制造复杂、精细的工艺品和模型激光快速成形技术的发展历程起源技术突破20世纪80年代，随着激光技术的快90年代初，研究人员成功利用激光将速发展，人们开始探索将其应用于制金属粉末熔化并逐层堆积成三维实体，造领域标志着激光快速成形技术的诞生技术发展应用拓展随着技术的不断进步，激光快速成形近年来，激光快速成形技术在航空航技术的精度、效率和材料适用性得到天、汽车制造、医疗器械等领域得到不断提高广泛应用，成为数字化制造领域的重要分支02激光快速成形技术的基本原理激光与物质的相互作用激光与物质相互作用时，电磁效应是指激光能量光化学效应是指激光能会产生光热效应、光化被物质吸收后产生电磁010305量被物质吸收后激发电学效应、压强效应和电场，引起物质极化或电子，引起化学反应磁效应等导率变化压强效应是指激光能量光热效应是指激光能量被物质吸收后产生高能0204被物质吸收后转化为热密度，引起爆炸或冲击能，引起物质温度升高波激光选区熔化原理激光选区熔化是一种基于高能激光束将金属粉末01熔化成形的制造方法在该原理下，通过计算机控制激光束的路径和扫02描速度，逐层熔化金属粉末并快速冷却凝固，最终形成三维零件激光选区熔化具有高精度、高速度和高灵活性的03特点，适用于复杂金属零件的快速制造激光直接能量沉积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快速成形技术的工艺流03程数据准备01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物理建模模型转换01将原始数据进行必要的转换，以便进行后续处理模型修复02对模型进行修复，去除冗余、填补缺失部分模型简化03根据需要，对模型进行简化，降低成形难度和时间数据切片切片厚度选择路径优化根据材料属性和加工要求，对生成的加工路径进行优选择合适的切片厚度化，提高成形效率切片算法采用合适的算法对模型进行切片，生成加工路径成形过程控制激光器选择实时监测与控制对成形过程进行实时监测与控制，确根据加工需求，选择合适的激光器保加工质量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激光快速成形技术的关键技04术问题精度与表面质量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成形材料的选择与处理材料兼容性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前处理与后处理在成形前，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、表面处理等成形过程中的热管理温度控制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热应力控制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成形过程中的缺陷控制避免缺陷的形成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、裂纹等检测与修复缺陷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、打磨等激光快速成形技术的应用案05例航空航天领域应用案例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汽车工业领域应用案例01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02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生物医疗领域应用案例医疗器械制造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、骨科植入物等组织工程应用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激光快速成形技术的未来发06展与挑战新材料、新工艺的研究与应用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、高效率的激光器拓展应用领域与市场推广的挑战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THANKS感谢观看。