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公开(公告)号：CN114850505B
公开(公告)日：2023-01-24
申请号：CN202210450826.2
申请日：2022-04-27
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明提供一种水浴环境增材制造装置及方法，属于增材制造技术领域，装置包括增材制造系统、水浴冷却系统、传感系统以及计算机控制系统。本发明建立了线能量密度与冷却液温度之间的关系以及线能量密度、成形高度、冷却液高度之间的关系。可以精准、实时、全域调控增材制造过程中的温度梯度，从而减小热累积，使构件保持一致的温度梯度。同时计算机控制系统可以控制冷却液的高度及温度，从而适应不同材料体系的温度梯度要求。整个过程实现闭环自动控制，增材开始后无需人为干预，可以大幅降低成本，提高生产效率。该方法有效减少了增材制造过程中因热积累带来的开裂，变形等问题，同时起到细化构件晶粒的作用。
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公开(公告)号：CN111112619B
公开(公告)日：2022-03-04
申请号：CN202010027863.3
申请日：2020-01-10
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种超声辅助激光增材制造二维钛基功能梯度材料的方法，属于激光增材制造技术领域。二维钛基功能梯度材料在XY与YZ面内为一维梯度过渡，而空间上为二维梯度过渡。预设的每一沉积层的梯度过渡形式为从左下角的a区呈“7”形过渡到右上角的k区，以确保底部超声，对高比例陶瓷颗粒添加时熔池的流动和凝固过程充分干预。在XY面与YZ面内不同梯度区域，采用优化的直接激光沉积工艺参数与超声作用参数，减少热积累、未熔化陶瓷颗粒的尺寸与含量、粗大树枝状初生相的尺寸，以改善钛基功能梯度材料的整体性能。激光头按照“7”形路径扫描，减少了相邻道与道间梯度结合界面的数量，利于钛基功能梯度材料的整体性能提高。本发明能促进陶瓷颗粒的均匀分布，碎化粗大的枝晶，细化微观组织，以改善二维钛基功能梯度材料整体性能。
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公开(公告)号：CN110421167A
公开(公告)日：2019-11-08
申请号：CN201910746568.0
申请日：2019-08-14
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种电感超声耦合辅助直接激光沉积金属材料的方法,属于增材制造领域，涉及耦合能量场，该能量场为电感温度场和超声波动场耦合得到。随动电磁感应装置通过将感应线圈悬于激光头正下方使线圈跟随激光头运动对熔池周围圆形区域进行预热缓冷；底部超声装置固定于工作台与基板之间，超声波通过基板向上传导到熔池，对熔池及固液界面处进行冲击搅拌。该耦合能量场弥补了单一电感温度场对熔池没有搅拌效果及单一超声波动场对熔池作用时间短效果不显著的缺点。感应加热起到预热缓冷作用，降低温度梯度减小热应力，且温度场通过减缓熔池凝固速率有效提高超声对熔池的冲击搅拌效率；耦合能量场能够有效减少裂纹气孔缺陷，提高金属材料成形件的机械性能。
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公开(公告)号：CN116021038B
公开(公告)日：2025-05-09
申请号：CN202211607470.5
申请日：2022-12-14
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明提供一种丝粉同轴激光制造方法及装置，属于激光制造领域。激光制造装置内基于折射分光原理，设计透镜分光模块，将准直后的光束分为四束平行光，四束平行光束能量均匀，横截面面积相等，经调焦模块和反射模块传导，聚焦透镜汇聚，最后使激光均匀的包裹金属丝材和粉末材料。基于该装置能够实现丝粉同轴的激光制造方法，适用于激光增材制造以及激光焊接等制造方式。本发明通过将光束分光调整光‑丝‑粉同轴耦合装置，能够实现丝材、粉末材料和光束的精准同轴输送，从而实现丝粉同轴激光制造；本发明能够提高材料利用率，零件质量以及沉积效率；在实现丝材与粉末材料灵活性结合的同时，能够实现复杂零件的高质量激光制造。
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公开(公告)号：CN117733175A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311758061.X
申请日：2023-12-20
Applicant: 大连理工大学
IPC: B22F10/28 , B22F10/362 , B22F10/368 , B33Y10/00 , C23C24/10
Abstract: 一种电感辅助直接激光沉积高熔差钨‑钛合金功能梯度材料的系统及方法，属于激光制造领域。包括机床运动平台、钛合金基板、电磁感应电源、电磁感应发生器、水冷机，从动连杆，横向滑槽、Y轴座板、光纤、激光器、激光耦合喷嘴、感应线圈、送粉器、红外测温仪。本发明通过调节电磁感应电源的输出功率、交流电频率及沉积层上表面与感应线圈的距离，实现对沉积样件温度的控制，实现激光增材制造过程中对熔池位置前后进行预热和缓冷，缓解钨颗粒在熔池中聚集的行为；通过滑槽与Y轴座板配合调节感应线圈位置，实现对沉积层的指定位置表面热处理；根据梯度部分钨的比例选择电感加热温度，促进钨元素在熔池中的扩散行为，并根据加热温度选择感应电源工作功率；也可以实现特定位置的表面热处理。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114850505A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210450826.2
申请日：2022-04-27
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明提供一种水浴环境增材制造装置及方法，属于增材制造技术领域，装置包括增材制造系统、水浴冷却系统、传感系统以及计算机控制系统。本发明建立了线能量密度与冷却液温度之间的关系以及线能量密度、成形高度、冷却液高度之间的关系。可以精准、实时、全域调控增材制造过程中的温度梯度，从而减小热累积，使构件保持一致的温度梯度。同时计算机控制系统可以控制冷却液的高度及温度，从而适应不同材料体系的温度梯度要求。整个过程实现闭环自动控制，增材开始后无需人为干预，可以大幅降低成本，提高生产效率。该方法有效减少了增材制造过程中因热积累带来的开裂，变形等问题，同时起到细化构件晶粒的作用。
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公开(公告)号：CN110860786B
公开(公告)日：2021-04-16
申请号：CN201911238409.6
申请日：2019-12-06
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明公开了一种电感辅助脉冲激光摆动焊接装置及方法，属于焊接技术领域。本发明将电感加热的温度场以及激光摆动对熔池的搅拌作用进行耦合，在感应线圈加热减缓金属液凝固速率的同时利用激光的摆动对熔池进行搅拌。本发明采用脉冲激光作为热源，采用机床带动2219—T87铝合金板移动，并同时采用振镜偏转带动激光束摆动的方式，实现2219—T87铝合金的焊接。本发明既能避免生产率低、热影响区大的情况，又能克服热输入大、成形质量差的不足。激光光束的摆动对熔池具有搅拌作用，可以打乱已经形成的枝晶，形成新的异质形核点，利于形成等轴晶，进而利于打散Al‑Al2Cu共晶组织，提高其力学性能。光束的摆动有利于气泡的溢出，减少气孔的形成。
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公开(公告)号：CN116021038A
公开(公告)日：2023-04-28
申请号：CN202211607470.5
申请日：2022-12-14
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明提供一种丝粉同轴激光制造方法及装置，属于激光制造领域。激光制造装置内基于折射分光原理，设计透镜分光模块，将准直后的光束分为四束平行光，四束平行光束能量均匀，横截面面积相等，经调焦模块和反射模块传导，聚焦透镜汇聚，最后使激光均匀的包裹金属丝材和粉末材料。基于该装置能够实现丝粉同轴的激光制造方法，适用于激光增材制造以及激光焊接等制造方式。本发明通过将光束分光调整光‑丝‑粉同轴耦合装置，能够实现丝材、粉末材料和光束的精准同轴输送，从而实现丝粉同轴激光制造；本发明能够提高材料利用率，零件质量以及沉积效率；在实现丝材与粉末材料灵活性结合的同时，能够实现复杂零件的高质量激光制造。
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公开(公告)号：CN114643410A
公开(公告)日：2022-06-21
申请号：CN202210437819.9
申请日：2022-04-25
Applicant: 大连理工大学
IPC: B23K26/046 , B23K26/06 , B23K26/34 , B23K26/70
Abstract: 一种同轴送丝激光制造方法及装置，属于激光制造领域。装置，基于反射式分光原理，分光光路部分无透镜，同时避免加工头内透镜分光时所产生的内部聚焦，消除加工头内部空气的加热及电离现象，保障光路的准确度，此外，通过改变系统内反射镜的相对位置能够实现焦距的实时调整。基于该装置能够实现同轴送丝激光制造方法，适用于激光增材制造以及激光焊接等制造方式。本发明通过将光束分光，能够实现丝材与光束的精准同轴输送，从而实现同轴送丝激光制造，该方法相比于送粉式增材制造能够极大的提高材料的利用率，相比于斜轴式送丝制造极大的提高了样件制备的灵活性，该制造方法实现材料利用率与成形灵活性的结合，能够实现复杂零件的高质量激光制造。
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公开(公告)号：CN111112619A
公开(公告)日：2020-05-08
申请号：CN202010027863.3
申请日：2020-01-10
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种超声辅助激光增材制造二维钛基功能梯度材料的方法，属于激光增材制造技术领域。二维钛基功能梯度材料在XY与YZ面内为一维梯度过渡，而空间上为二维梯度过渡。预设的每一沉积层的梯度过渡形式为从左下角的a区呈“7”形过渡到右上角的k区，以确保底部超声，对高比例陶瓷颗粒添加时熔池的流动和凝固过程充分干预。在XY面与YZ面内不同梯度区域，采用优化的直接激光沉积工艺参数与超声作用参数，减少热积累、未熔化陶瓷颗粒的尺寸与含量、粗大树枝状初生相的尺寸，以改善钛基功能梯度材料的整体性能。激光头按照“7”形路径扫描，减少了相邻道与道间梯度结合界面的数量，利于钛基功能梯度材料的整体性能提高。本发明能促进陶瓷颗粒的均匀分布，碎化粗大的枝晶，细化微观组织，以改善二维钛基功能梯度材料整体性能。
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