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公开(公告)号：CN112528570B
公开(公告)日：2024-06-18
申请号：CN202011235298.6
申请日：2020-11-09
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F30/28 , G06F30/27 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了基于Python用格子Boltzmann方法进行激光粉末床熔化过程的模拟方法，完全依托Python语言及Numpy、Mayavi等扩展包实现建模、计算和数据可视化的全过程。与传统CFD方法不同，此方法无需基于连续性假设，只需将运算点视为可相互碰撞‑传递的粒子，能够高效的求解且可通过Python代码高度灵活的定制模拟需求。本发明的数值模拟方法，提供了新思路，得到了打印过程中轮廓扫描对实体扫描的影响以及在激光转角处的温度场以及流场情况，为工艺参数的优化提供参考，同时作为一种高效的数值模拟方法，旨在为单层多道激光粉末床熔化过程熔池的温度场和流场分析提供一种新型解决方案。
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公开(公告)号：CN105589994A
公开(公告)日：2016-05-18
申请号：CN201510962118.7
申请日：2015-12-20
Applicant: 北京工业大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5004
Abstract: 本发明提供了多孔材料单元网格结构的拓扑优化设计方法，通过这种网格结构材料能在降低弹性模量的基础上保证网格的力学性能。先应用ansys软件里的拓扑优化模块topological opt，设置好材料属性、弹性模量及体积分数，然后根据模块分析得出的密度云图，在三维画图软件SolidWorks上进行模型重建。对已经建好的拓扑优化模型以经过受力方向的表面B为基准面，进行一次镜像处理得到表面A，然后再依次以表面A和表面B为基准面进行镜像处理后，单元网格结构呈现最后单元图形，将其导入至magics软件的网格模型作为单元网格用于制造多种外形和尺寸不一的各种多孔网格产品。本发明提供的网格结构在工业轻量化设计及医疗个性化植入体等领域都有很大的发展应用前景。
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公开(公告)号：CN103406666B
公开(公告)日：2016-01-13
申请号：CN201310237832.0
申请日：2013-06-16
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 激光控制枝晶生长方向的IC10合金连接和修复方法，属于激光材料加工领域。首先，焊接过程中焊接方向需要与IC10定向凝固合金枝晶生长方向保持平行。其次激光焊接参数范围为，激光功率密度1.41x106-3.01x106W/cm2，离焦量为0，扫描速度为0.5‐2.5m/min，IC10合金板厚0.5‐1.7mm。焊接过程使用Ar气作为保护气体，气体流量为10‐30L/min，保护气体向焊接区的输入方向与焊接方向相反，即正对着激光扫描方向。采用激光器对IC10合金焊缝处或者需修复处进行扫描，IC10合金零部件相应部位在激光的作用下发生熔化形成液态熔池，液态金属随后由于激光离开扫描位置后温度的降低重新凝固形成焊缝。本方法稳定性高，工艺简单，变形量小，具有实际的工程意义。
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公开(公告)号：CN104498863A
公开(公告)日：2015-04-08
申请号：CN201510013076.2
申请日：2015-01-09
Applicant: 北京工业大学
CPC classification number: Y02P10/295 , C23C4/12 , C23C24/10
Abstract: 碳纤维毛刷刮刀，用于激光快速成型过程中粉末铺送。碳纤维毛刷刮刀由支撑架和毛刷两部分构成，毛刷通过粘结剂黏附于支撑架上。铺粉过程中，一方面当粒径大于铺粉层厚度的粉末颗粒进入到刮刀和工件之间时，会受到挤压，使得刮刀与工件之间的摩擦力增加；另一方面金属溶液在凝固过程中易发生球化现象。以上两个方面的问题均会导致成型过程中成型件的弯曲变形或移动，从而影响铺粉均匀性，使得加工精度降低，甚至无法完成工件的加工。而碳纤维毛刷刮刀可以有效解决上述问题，不仅适合尺寸较大产品的加工过程，在加工微小结构时更有优势。碳纤维毛刷刮刀具有制作简单、加工成本低、实用性强，使用寿命长等优点，适合大量生产，具有很大的经济效益。
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公开(公告)号：CN104289712A
公开(公告)日：2015-01-21
申请号：CN201410472858.8
申请日：2014-09-16
Applicant: 北京工业大学
IPC: B22F3/11
Abstract: 一种SLM制造微通道热沉的摆放方法和支撑添加方法，属于激光先进制造领域。摆放方法为竖立方式，返水孔端在下，定位孔端在上，Z方向即是热沉增材制造层层叠加成形方向，垂直于基板向上。避免刮粉的刮刀与热沉成形过程中局部尖角结构有碰撞导致成形扭曲甚至失败现象，将热沉厚度边迎向刮刀减小接触面，热沉与刮刀运动方向呈一定角度。内部通道内不添加支撑，外部的支撑有3处，是进水主道孔和出水主道孔处斜支撑和底部支撑，斜支撑成形尖角伸出方向与刮刀刮粉运动方向一致，避免支撑尖角与刮刀碰撞导致的支撑成形失败。本发明保证热沉的外部结构和内部通道的成形质量，避免内部难去除支撑，并简化外部支撑增加其易去除性，节约材料，提高效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103668461A
公开(公告)日：2014-03-26
申请号：CN201310430839.4
申请日：2013-09-21
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 本发明是一种镍基超合金Rene80定向生长柱晶及单晶合金制备及零件制造方法，属于激光材料加工领域。所述方法是在大气中进行的，以高能束流作为热源，高能束流的运动通过数控系统控制完成，将载气输送的Rene80粉末流在定向凝固的镍基合金基板上逐层熔化沉积，直接制造具有定向生长挺直柱晶组织/单晶、不同截面形状的镍基超合金及零件。其方法制造的镍基合金Rene80定向生长柱晶及单晶合金零部件可用于舰船、燃气轮机和航空发动机热端件的制造。
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公开(公告)号：CN103406666A
公开(公告)日：2013-11-27
申请号：CN201310237832.0
申请日：2013-06-16
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 激光控制枝晶生长方向的IC10合金连接和修复方法，属于激光材料加工领域。首先，焊接过程中焊接方向需要与IC10定向凝固合金枝晶生长方向保持平行。其次激光焊接参数范围为，激光功率密度1.41x106-3.01x106W/cm2，离焦量为0，扫描速度为0.5‐2.5m/min，IC10合金板厚0.5‐1.7mm。焊接过程使用Ar气作为保护气体，气体流量为10‐30L/min，保护气体向焊接区的输入方向与焊接方向相反，即正对着激光扫描方向。采用激光器对IC10合金焊缝处或者需修复处进行扫描，IC10合金零部件相应部位在激光的作用下发生熔化形成液态熔池，液态金属随后由于激光离开扫描位置后温度的降低重新凝固形成焊缝。本方法稳定性高，工艺简单，变形量小，具有实际的工程意义。
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公开(公告)号：CN105499575B
公开(公告)日：2017-07-07
申请号：CN201510959332.7
申请日：2015-12-20
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种多孔网格结构材料的设计及制造方法，解决了传统制造多孔材料上具有的盲目性和不确定性，将对多孔材料有效的设计理念应用于实际制造。本发明基于拓扑优化模拟后得到的数据图像，对其在SolidWorks上进行三维重建后，导入至magics软件中作为单元网格结构，以任意的大小比例填充至各种需要采用网格结构的具体零件的三维模型当中，然后再对此零件进行制造。首先将零件的三维模型导入工作台计算机，根据三维图形结构设置打印角度与位置；粉层烧结成该层相应的二维形状；在已经烧结一层图形的工作台上重复铺设相同厚度的粉末，激光继续按照该层扫描路径扫描，直至整个三维图形完成。本发明具有降低零件自身弹性模量，且拥有良好的力学性能的优点。
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公开(公告)号：CN105478765B
公开(公告)日：2017-05-24
申请号：CN201510921365.2
申请日：2015-12-12
Applicant: 北京工业大学
Abstract: 一种基于金属3D打印球形粉末的紧密堆积的配粉方法属于快速成型领域。包括：步骤1，采用面心立方结构得到单粒径球的堆积模型；步骤2，以面心立方结构为基本结构在空隙中进行5种粒径球的填充。步骤3，以填充好的5种粒径球的结构为基本结构利用matlab进行多个基本结构的计算。步骤4，在matlab中定义从1次球半径为1um到一次球半径为100um的5粒径填充结构的1次球个数遵循一个高斯分布。步骤5，在matlab中利用作图命令，做出不同粒径范围的频度分布曲线，以及累计体积分布曲线。该方法从而弥补了配粉领域理论分析相关研究的不足并有效的指导金属3D打印机的打印工作提高实物打印的打印精度，降低误差。
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公开(公告)号：CN106077659A
公开(公告)日：2016-11-09
申请号：CN201610589663.0
申请日：2016-07-25
Applicant: 北京工业大学
CPC classification number: B22F3/24 , B22F2003/247 , C09G1/02 , C25F3/16
Abstract: 本发明设计了一种3D打印金属件表面抛光方法，包括设计通过加入防锈剂和润滑剂的SiO2纳米微颗粒的水浴环境，通过涡轮式搅拌器旋转带动抛光效果的液体流动，冲刷作用于金属件的表面，对金属结构件进行抛光；利用的是液体抛光，能够对3D打印复杂金属结构件进行抛光，保证很好的工件完整性和抛光质量，固定金属件夹具可拆卸，针对不同类型的金属件可设计不同的夹具，自动控制的动力系统能够根据抛光件的表面要求和抛光时间提供不同的抛光动力。该方法操作方便，成产成本低，实用性强，不仅可以用于主要针对的是3D打印件的表面抛光，也可以用于其他不易抛光的器件。
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