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        可持續制造之激光波束成型


          激光波束成型

          傳統上,金屬成形是通過變形實現的沖壓加工和制造,在工件上施加載荷的過程,通常是板材。應用的負載生成壓力和位移造成材料形狀的變形,材料中形狀的變形通常是永久變形。然而,板材的機械成形具有回彈的特點是金屬材料恢復其原始形狀的能力。這種現象在金屬中通常被稱為“彈性恢復”激光束成形是板材彎曲成形的一種獨特的制造技術。

          這一過程是通過在板材或板材表面引入熱應力來實現,散焦激光束的輻照,熱應力是由激光線能量產生。激光波束成型已經成為金屬、塑料和復合材料成型的一種可能技術,用于快速原型和校準。






          激光波束成型是一個涉及彈塑性力學的復雜過程,其作用機理由以下因素決定:

          系統的工作溫度。激光波束成型中有幾種操作機制,但應用最廣泛,機構溫度梯度機構(TGM)和本體機構(BM)。 激光波束成型中不同的機制為樣品的組合提供了機會,溫度梯度機理是從加工條件發展而來的,其中之一就是快速加熱,在工件表面,產生高溫梯度在工件。熱膨脹加熱表面導致板材的初始彎曲遠離熱源,或向冷面。工件在加熱過程中。另一方面,屈曲機理發生在相對較薄的薄板中,其中受熱面積的直徑與板厚的比值相對較高。

          不同的激光波束模式可以從形成不同構型的角度產生。

          在大多數嚴重依賴傳統方法的行業中,沖床、沖床和沖床都是采用傳統的方法制造,這包括航空航天,微電子,汽車和造船。與傳統制造方法相比的優勢是激光波束成型技術具有機器人的自主能力和靈活性,采用激光切割、打標、硬化、包層、焊接等制造工藝。

          激光波束成型過程的可持續性

          美國商務部將可持續制造描述為“創造”,可持續制造的重點是確保環境不受污染,能源效率和自然資源最大化。現代制造系統也會在浪費最小化,工時最大化,易于操作,靈活性和自主性時,增強可持續發展能力。激光波束成型可以看作是一種現代的板材和板材彎曲成形的制造系統,由于它的一些獨特的優勢比傳統的彎曲和成形技術。這些好處極大地促進了造船、火車、汽車,航空航天,管道建設和研究創新。智造家

          激光波束成型工藝的優點

          1.過程靈活

          ?可以使用CAD系統在短時間內制造復雜的東西。

          ?該方法可與其它制造工藝如切割、包層、雕刻、表面處理,硬化,燒蝕,使工藝多樣化,耐用,節省時間。

          ?可控管理開發的殘余應力和變形,從而使磅力適合廣泛的應用,從而提高了制造部件的結構完整性。

          ?可以輕松地使用機器人自動化系統簡化要求無需特別熟練的操作員,并節約相關成本。

          2.環境效益

          ?不會產生煙霧等有害氣體;

          ?無接觸工藝,不需要沖床和模具,不需要加工操作,節省相關費用成本; 

          ?所有必要的保護裝置都有,消除相關的健康風險。

          3.能源上

          ?激光作為一個清潔的能源是消除相關健康挑戰和節約成本;

          ?使用適度控制能量的過程;

          ?幾乎所有材料可以進行測試。

          4.冶金應用

          ?沒有合金元素的損失,保證改進結構的完整性;

          ?提高加工材料的力學性能;

          ?沒有熔化池在這個過程中,因此消除了許多問題,比如夾雜物和空隙。這樣就節省了后處理和重復的時間。

          激光成形是一種非接觸式制造系統,與之相比具有巨大的優點。激光束成型技術可以進行復雜的配置,該系統可以實現自動還原,與系統的接口,以及系統的靈活性,使其兼容與集成制造系統。激光波束成型與有毒氣體或煙霧無關,因此是環保和安全的。適用于所有制造應用程序。在所有這些獨特的好處之后,激光束形成因此可以作為一種可持續的制造過程,以使環境始終安全為目標制造業活動。

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