1 上海交通大学机械与动力工程学院, 上海 200240
2 上海交通大学附属第九人民医院口腔颌面外科, 上海 200011
钛合金具有优良的综合性能, 作为医用金属植入材料广泛应用于临床医学, 而在钛合金植入物表面进行微造型有助于提高钛合金的生物相容性。采用1064 nm波长的皮秒激光在钛合金(Ti-6Al-4V)表面进行微造型实验, 并验证微造型的生物相容性。设计正交实验, 通过扫描电子显微镜、扫描探针显微镜和共聚焦显微镜分析了样件表面形貌, 建立微造型几何尺寸与激光参数的关系, 确立了最优工艺参数, 完成钛合金微造型样件制备。进行了大鼠骨髓间充质干细胞培养和免疫荧光观察细胞骨架实验。实验表明, 微造型对细胞生长起到促进和引导作用。
激光制造 皮秒激光 表面微造型 钛合金植入物 生物相容性
激光表面织构(LST)是一种广泛应用的表面微造型方法，然而其主要缺点是消融过程会导致材料熔化、断裂以及改变表面微观组织。基于激光冲击强化(LSP)技术在Al7075表面开展微凹坑造型研究，其特点是既能克服激光表面织构的缺点，又能继承激光冲击强化的优点。使用AxioCSM700真彩色共聚焦扫描显微镜和Vecco WYKO表面形貌仪观察微凹坑的几何形貌，用HXD-1000TMSC/LCD MH-VK双压头显微硬度计测量微凹坑的内部以及周围表面的硬度。实验结果表明，微凹坑的直径和深度随激光的脉冲能量、冲击次数、离焦量、约束层K9玻璃厚度的变化呈现一定的变化规律；微凹坑的影响区域，沿着凹坑径向方向硬度逐渐增加，中心位置硬度最大，这有利于提高材料的抗磨损能力。
激光技术 激光冲击强化 表面微造型 微凹坑 硬度
1 西安理工大学 机械与精密仪器工程学院,西安 710048
2 五邑大学 机电工程学院,江门 529020
为了研究改善摩托车发动机活塞环和缸套的摩擦性能、提高燃油经济性,采用激光表面微造型的方法,在缸套内表面加工出规则微观几何形貌。建立了均匀分布、球冠形状微造型的润滑理论模型,包括雷诺方程、油膜厚度方程、动力学方程等。使用多重网格数值方法进行编程求解,得出了活塞环与缸套间的流体动压和油膜厚度分布。仿真结果表明,在假设为平面的两个配合表面之间,表面微造型也能有效地产生流体动压效应,提高润滑性能。
激光技术 表面微造型 摩托车发动机 缸套 laser technique surface texturing motorcycle engine cylinder liner
二极管泵浦固体激光器具有脉冲宽度窄、峰值功率高等特点,特别适合用于摩擦副工件表面微观造型.微观造型的几何形貌主要有微坑、槽及其组成的网纹等,它们能有效地改善润滑,起到减少磨损的作用.由于单个激光脉冲的加工能量十分有限,有时需要在工件的同一个位置打出若干个激光脉冲,才能满足特定的加工需求.通过对调Q脉冲信号的控制,实现了控制单个激光脉冲输出的要求,提高了在发动机气缸缸套内壁表面和活塞环外表面进行微造型处理的效率,拓宽了激光微造型加工的应用范围.
激光技术 表面微造型 摩擦副 控制
