检索结果-内蒙古大学图书馆

中国激光 2025年第4期 207-220页

作者：池煜璟仪登豪李健民耿硕苗增豪张冬云北京工业大学物理与光电工程学院北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心

Ti6Al7Nb合金具有优异的强度、耐蚀性和生物相容性，在航空航天、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。采用激光粉末床熔融（LPBF）技术在不同成形参数下制备了Ti6Al7Nb合金，通过缺陷分析获得最佳成形参数，并对最优参数下的成形件进行... 详细信息

Ti6Al7Nb合金具有优异的强度、耐蚀性和生物相容性，在航空航天、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。采用激光粉末床熔融（LPBF）技术在不同成形参数下制备了Ti6Al7Nb合金，通过缺陷分析获得最佳成形参数，并对最优参数下的成形件进行固溶时效处理，研究热处理参数对合金组织和力学性能的影响。结果表明：LPBF成形Ti6Al7Nb合金的缺陷主要为未熔合孔隙和球形气孔，合金组织主要由α/α′相构成，试样的强度较高但塑性较差；经过850℃×0.5 h/空冷固溶处理后，合金中的α′相不完全分解为α+β相，试样具有较高的强度和塑性；经过950℃×0.5 h/空冷固溶处理后，形成了α+β相网篮组织，试样的强度与硬度都出现下降；固溶处理温度达到β相区时，即进行1050℃×0.5 h/空冷固溶处理后，晶粒发生等轴化，晶界处存在α+β相集束，表现为典型的魏氏组织特征；经过550℃×0.5 h/空冷时效处理后，所有固溶态合金中的α+β相含量均增加，合金强度提高，但塑性小幅下降。综合分析后认为采用850℃×0.5 h/空冷+550℃×0.5 h/空冷的固溶时效处理工艺可使LPBF成形Ti6Al7Nb合金获得最佳的强塑性匹配。

关键词：激光粉末床熔融 Ti6Al7Nb合金成形工艺热处理

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基于拓扑优化技术的军用头盔内胆结构三维打印

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兵工学报 2017年第9期38卷 1845-1853页

作者：姜缪文闫健卓陈继民北京工业大学激光工程研究院北京100124 北京市数字化医疗3D打印工程技术中心北京100124

针对目前军用头盔的轻量化设计问题,提出基于拓扑优化技术的军用头盔内胆轻量化设计方法。利用三维(3d)打印在成型复杂异形结构时的优势,建立具有计算机建模、数值模拟、3d打印以及工程验证的军用头盔内胆结构轻量化设计流程。根据有限... 详细信息

针对目前军用头盔的轻量化设计问题,提出基于拓扑优化技术的军用头盔内胆轻量化设计方法。利用三维(3d)打印在成型复杂异形结构时的优势,建立具有计算机建模、数值模拟、3d打印以及工程验证的军用头盔内胆结构轻量化设计流程。根据有限元分析法,提出一种基于结构势能最小的拓扑优化算法。设计流程主要包括:通过计算机辅助设计软件对设计对象进行3d建模;使用计算机辅助分析软件Hyper Works中的Hyper Mesh建立有限元模型;通过Hyper Works中的Opti Struct进行拓扑优化设计,查看拓扑优化模型的位移结果,确定设计结构是否满足约束条件。为满足头盔所必须具有的吸能防撞功能需求,在拓扑优化后的头盔内胆基础上,在其侧面加载蜂窝式吸能结构。使用结构优化设计软件solid Thinking Inspire对带有蜂窝式结构的头盔内胆结构进行数值分析验证,模拟真实的头盔佩戴工况,优化前后的von Mises最大等效应力近似一致。对实验模型进行工程受力验证,对比优化前后军用头盔内胆的承受载荷能力。实验结果表明:在满足一定的约束条件和功能需求的情况下,拓扑优化结构可达到轻量化设计的目的,减重效果可达到17.14%,最大承受力达到原始结构的93.72%;同时3d打印技术结合数值模拟可以缩短研发周期,提高制造效率。

关键词：兵器科学与技术数值模拟三维打印军用头盔内胆拓扑优化蜂窝吸能结构

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热处理对激光选区熔化IN718合金室温低周疲劳性能的影响

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中国激光 2023年第16期50卷 203-212页

作者：冯星涛李健民耿硕池煜璟仪登豪张冬云北京工业大学材料与制造学部激光工程研究院北京100124 北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心北京100124 数字化医疗3D打印北京市国际科技合作基地北京100124

Inconel 718高温合金被广泛用于制造航天发动机等的热端零部件,提高其疲劳性能对于零部件的长期稳定服役意义重大。研究了不同热处理制度对激光选区熔化成形Inconel 718合金微观组织、相分布及疲劳性能的影响。采用电镜和电子背散射衍... 详细信息

Inconel 718高温合金被广泛用于制造航天发动机等的热端零部件,提高其疲劳性能对于零部件的长期稳定服役意义重大。研究了不同热处理制度对激光选区熔化成形Inconel 718合金微观组织、相分布及疲劳性能的影响。采用电镜和电子背散射衍射仪分析了热处理试样的断口形貌、断口纵剖面应力分布及微观特征,详细阐述了热处理合金的低周疲劳断裂机理。结果表明:相较于成形态,热处理合金内部析出了δ相和γ″、γ′强化相,内部应力得以释放,疲劳性能显著提升。经过均匀化+固溶+双时效热处理后,Inconel 718合金的疲劳循环周次能够达到31990次。基于Orowan强化机制,晶粒内弥散分布的γ″、γ′强化相以及晶界上析出的δ相会阻碍位错滑移,从而延缓基体中微裂纹的扩展,增加疲劳过程中的循环周次。本次试验采用的热处理制度为激光选区熔化成形Inconel 718零部件提供了参考。

关键词：激光技术激光选区熔化 Inconel 718合金低周疲劳热处理

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高功率半导体激光器微通道热沉的模拟优化

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中国激光 2017年第2期44卷 269-278页

作者：张冬云谢印开李丛洋曹玄扬徐仰立北京工业大学激光工程研究院北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心北京100024

针对原curamik微通道热沉因进水通道流量不均而导致散热不均匀的现象,基于FLUENT软件对其进行数值模拟。从内部结构及热沉材料方面提出优化方案,并进一步获得在热沉高度和进出口宽度为固定值的条件下,微通道宽度、间距及通道脊长度3个... 详细信息

针对原curamik微通道热沉因进水通道流量不均而导致散热不均匀的现象,基于FLUENT软件对其进行数值模拟。从内部结构及热沉材料方面提出优化方案,并进一步获得在热沉高度和进出口宽度为固定值的条件下,微通道宽度、间距及通道脊长度3个因素分别对芯片表面温升和压降的影响规律。根据优化的参数,通过选区激光熔化技术制备获得纯镍微通道热沉并进行芯片封装测试。结果显示,微通道热沉散热均匀,热阻为0.39K/W,压降为140kPa,能够满足输出功率为80 W的半导体激光器单巴条芯片的散热要求。

关键词：激光光学微通道热沉 FLUENT软件散热性能纯镍粉

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激光辐照PA2200材料3d打印件的表面浸润性

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中国激光 2018年第12期45卷 35-40页

作者：曾勇魏小波蒋毅坚北京工业大学激光工程研究院北京100124 北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心北京100124

通过248nm KrF准分子激光辐照,可以快速地制备PA2200材料三维(3d)打印件亲水性表面,打印件表面接触角从120°减小至70°,且辐照后打印件相结构未发生变化。通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪等... 详细信息

通过248nm KrF准分子激光辐照,可以快速地制备PA2200材料三维(3d)打印件亲水性表面,打印件表面接触角从120°减小至70°,且辐照后打印件相结构未发生变化。通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪等表征手段,进行打印件的表面形貌、微观结构、极性官能团种类和数量的变化分析及Cassie-Baxter模型分析,结果表明KrF准分子激光辐照PA2200材料3d打印件可以使打印件表面变得光滑,同时可以产生CO双键亲水性基团,改善并调控打印件表面浸润性。

关键词：激光光学激光辐照激光选区烧结亲水性

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骨科数字化3d打印技术及应用

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激光与光电子学进展 2018年第1期55卷 120-128页

作者：陈继民张成宇曾勇徐仰立北京工业大学北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心北京100124

综述了近年来3d打印在骨科中的应用和研究的几个层次:3d打印出用于术前模拟手术的模型,可以形象直观地制定手术方案,省去手术中多余的步骤,减少手术时间和风险,减轻医生的劳动强度;3d打印出基于计算机辅助设计、实现精准化手术的医疗导... 详细信息

综述了近年来3d打印在骨科中的应用和研究的几个层次:3d打印出用于术前模拟手术的模型,可以形象直观地制定手术方案,省去手术中多余的步骤,减少手术时间和风险,减轻医生的劳动强度;3d打印出基于计算机辅助设计、实现精准化手术的医疗导板和量身定做的植入物,利用医疗导板可保证手术位置、方向及角度的准确性,并提高手术的安全性和可预见性;个性化3d打印植入物能更好地满足患者的需要,但在进入临床前仍面临政策上的挑战。与国外技术相比较,我国在骨科3d打印方面还存在一定差距,通过分析指明了我国需要着重发展的技术和对策。最后,对3d打印在骨科上的应用进行了展望。

关键词：激光技术 3d打印骨科植入体

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激光诱导碳纳米管制备石墨烯纳米带及其电学性能分析

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红外与激光工程 2020年第9期49卷 218-222页

作者：刘志陈继民李东方张成宇北京工业大学激光工程研究院北京100124 北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心北京100124

通过将纳米管解压缩可以很容易地生产石墨烯纳米带,因为碳纳米管结构可以被认为是卷起的石墨烯筒。这是一种特殊的2d石墨结构,具有出色的性能。应用领域广泛,包括晶体管、光学和微波通信设备、生物传感器、化学传感器、电子存储和处理... 详细信息

通过将纳米管解压缩可以很容易地生产石墨烯纳米带,因为碳纳米管结构可以被认为是卷起的石墨烯筒。这是一种特殊的2d石墨结构,具有出色的性能。应用领域广泛,包括晶体管、光学和微波通信设备、生物传感器、化学传感器、电子存储和处理设备以及纳米机电系统和复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的形貌,通过拉曼光谱法表征石墨烯的性质,并通过半导体参数测量系统测量薄膜的电导率。拉曼光谱表明,通过优化工艺可以增强石墨烯的拉曼特性。碳纳米管制备石墨烯带的两个重要参数是激光能量密度和辐照时间。在这项研究中,通过准分子激光辐照碳纳米管薄膜来生产石墨烯纳米带。实验结果表明,在150 mJ的激光能量下,观察到连接时碳纳米管没有打开。在450 mJ的能量下,可以有效地破坏碳纳米管,并且使其部分地形成石墨烯带。此时,膜的电导率达到最大值。由于蓄热作用,在碳纳米管壁上出现大量的多孔结构。

关键词：碳纳米管石墨烯准分子激光拉曼光谱

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激光直接金属沉积中激光束衰减的模拟研究

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激光与光电子学进展 2016年第8期53卷 209-217页

作者：张冬云张晖峰董东东刘臻北京工业大学激光工程研究院北京100124 北京市数字化医疗3D打印工程技术中心北京100124

采用三维瞬态模型模拟了同轴激光直接金属沉积过程中激光束在基材附近穿过汇聚的钛金属粉末云时的衰减。采用射线追踪方法,计算了激光束受粉末影响部分被吸收、部分被散射后在各个方向的光强分布。考虑了激光波长和粒子数对激光衰减过... 详细信息

采用三维瞬态模型模拟了同轴激光直接金属沉积过程中激光束在基材附近穿过汇聚的钛金属粉末云时的衰减。采用射线追踪方法,计算了激光束受粉末影响部分被吸收、部分被散射后在各个方向的光强分布。考虑了激光波长和粒子数对激光衰减过程的影响。结果表明,具有均匀空间分布的0.01g/mL钛粉末云对激光的吸收率为5.47%,激光束穿过粉末云时的衰减几乎不受波长影响,但随粒子数的增加而增强。数值模拟解与实验测得的1.06μm处的粒子悬浮液透射率曲线相吻合。

关键词：激光技术激光直接金属沉积三维瞬态模型激光与粉末相互作用射线追踪悬浮液

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3d打印研究与应用专题序言

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北京工业大学学报 2017年第4期 481-482页

作者：陈继民北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心

3d打印又称增材制造,是从激光快速成型技术发展而来的高科技。近年来,3d打印技术的应用越来越广泛,从飞机发动机的3d打印到巧克力食品的3d打印等层出不穷,已经在航空航天、海洋工程、医疗等装备制造业及教育业中发挥越来越重要的作用。... 详细信息

3d打印又称增材制造,是从激光快速成型技术发展而来的高科技。近年来,3d打印技术的应用越来越广泛,从飞机发动机的3d打印到巧克力食品的3d打印等层出不穷,已经在航空航天、海洋工程、医疗等装备制造业及教育业中发挥越来越重要的作用。但是,应该看到我国3d打印技术的研究水平与世界发达国家相比尚有很大的差距,国家为此投入了大量的人力、物力,以期在这一新兴的高科技领域占据一席之地。北京工业大学早在20世纪90年代就开展了

关键词：打印技术高科技

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基于激光选区熔化的点阵结构设计、性能及应用研究进展

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航空制造技术 2023年第10期66卷 34-49页

作者：张冬云刘智远胡松涛卫垚宇黄浩梁锐北京工业大学北京100124 北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心北京100124 北京市数字医疗健康3D打印国际合作基地北京100124

激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)作为第三次工业革命的引擎技术,突破了传统加工技术的制造极限,为航空航天、医疗、汽车等领域高性能部件的结构设计和制造提供了可能。点阵结构因具有高比强度、高比刚度、低热膨胀系数... 详细信息

激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)作为第三次工业革命的引擎技术,突破了传统加工技术的制造极限,为航空航天、医疗、汽车等领域高性能部件的结构设计和制造提供了可能。点阵结构因具有高比强度、高比刚度、低热膨胀系数和高比表面积等特性,已被广泛应用于各类学科领域。依托SLM技术,结合材料–结构–性能一体化的创新型制造模式,现阶段点阵结构已经成为多学科领域所提出的轻量化、高性能及多功能的设计及制造的有效解决方案。本文详细介绍了SLM技术制造点阵结构的种类、工艺协同性及设计优化方法;对点阵结构的力学性能和能量吸收能力进行了分析;阐述了几类典型功能点阵结构在航空航天、医疗及汽车等领域的应用,并就点阵结构在工程应用领域的未来发展做出了展望。

关键词：激光选区熔化(SLM) 金属材料点阵结构力学性能能量吸收

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