研究了激光冲击驱动飞片成形中相关工艺参数对成形性能的影响。采用适合高压高应变率的Johnson-Cook模型, 基于ANSYS/LS-DYNA软件平台, 数值模拟了激光冲击驱动飞片成形胀形件过程中激光能量、成形模具孔径以及模具圆角率与成形件成形高度的关系。分析表明, 随着激光功率密度、成形模具孔径和模具圆角率的增加, 胀形件成形高度均随之增加, 胀形件的最大成形高度为310.6 μm。对厚度为50 μm的铜箔材进行了激光冲击驱动飞片成形实验, 利用体视显微镜和形貌测量仪对获得的胀形件试样进行了二维和三维形貌测试, 验证了数值模型的合理性。本文建立的数值模拟分析方法为激光冲击驱动飞片成形胀形件过程的预测和控制提供了手段。

提出了一种激光冲击形成飞片，进而驱动飞片直接成形工件的复合工艺。结合剪切模具，使用波长1064 nm的NdYAG平顶型短脉冲激光束，在厚度为50 μm的铜箔上冲击得到高质量飞片，利用高速飞片直接在成形模具上进行塑性成形，获得了具有良好成形效果的胀形件和环形剪切件。对激光冲击驱动飞片复合成形的机理和性能进行了探讨，并对实验过程中出现的现象及问题进行了初步分析。作为一种高效冲压成形方法，不仅拓展了激光微冲击成形技术的应用领域，也为激光驱动飞片加载金属薄板成形微结构等研究提供了参考。