华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东 广州 510641
光纤激光器具有光电转换效率高、以柔性介质传输激光、输出功率高、光束质量好、紧凑性和可靠性高等优点,适合用作粉末床熔融和定向能量沉积这两种金属增材制造技术的热源。综述了上述两种增材制造技术中光纤激光器热源的应用情况,包括光纤激光器的类型、输出功率、工作模式等,并分别阐述了以光纤激光器作为热源的上述两种增材制造技术成形典型金属材料的研究现状。粉末床熔融和定向能量沉积成形件的致密度、力学性能均超过了传统铸件,且接近锻件水平。最后对光纤激光器增材制造工艺的研究方向进行了展望,并结合两种金属增材制造技术的发展需求,对光纤激光器的发展进行了展望。
激光器 增材制造 粉末床熔融 定向能量沉积
1 太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030024
2 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室, 山西 太原 030024
利用混沌激光互相关峰值实验实现了脂肪乳液内部异质物的检测。在脂肪乳液内放置异质物,以自相关函数具有delta函数特征的混沌激光作为光源,将混沌激光分成两路,一路入射到带有异质物的脂肪乳液内,通过脂肪乳液后经光电探测器接收、输出后作为探测信号;另一路经光电探测器输出,作为参考信号。将混沌激光参考信号与经过脂肪乳液的混沌激光进行互相关,混沌激光的互相关峰值反映了脂肪乳液及其内部异质物的光学信息。结果表明,混沌激光相关检测法具有很强的抗干扰性。
激光光学 医学检测 相关检测法 混沌激光 脂肪乳液 光纤激光器
华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东 广州 510640
激光选区熔化(SLM)是利用高能量激光束将设计好的二维截面上的金属合金粉末熔化,由下而上逐层打印实体零件的一种金属增材制造(AM)技术,具有尺寸精度高、表面质量好、致密度高和材料浪费少的优势,已经成为AM技术在金属零件成型领域中的重要技术之一。阐述了SLM技术的原理和研究现状,总结了其在航空航天、医学、汽车、模具等方面的应用现状,并展望了其未来的发展趋势。
激光技术 金属增材制造 激光选区熔化 粉末材料 轻量化设计 免组装机构 激光与光电子学进展
2018, 55(1): 011401
集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春130012
为了克服传统的原子层深沉积反应温度高于有机材料的玻璃化温度对有机电致发光器件性能产生破坏的缺点, 使用低温原子层沉积的方法沉积了Al2O3薄膜, 成功地实现了对OLED的薄膜封装。实验中为了抑制环境温度对ALD薄膜均匀性的影响, 增加了每个反应周期的抽气时间, 从而可以充分地排出反应副产物, 抑制了空位的形成, 使得薄膜具有较高的均匀性和致密性。微观形貌分析、钙测试以及寿命测试表明, 通过增加ALD的PGT, 低温制备的薄膜与高温制备的薄膜的均匀性差别较小, 且制备过程对OLED器件的光电性能无明显影响。低温制备的薄膜水汽透过率(WVTR)可以达到8.6×10-4 g/(m2·d),能够有效地提高有机电致发光器件的寿命。
原子层沉积 薄膜均匀 低温 atomic layer deposition film uniformity low temperature
1 华南理工大学机械与汽车工程学院， 广东 广州 510640
2 韶关学院物理与机电工程学院， 广东 韶关 512005
随着快速成型技术的进步，其研究热点转变到快速直接制造金属功能零件方面，应用范围也拓展到航空航天、医疗、汽车、模具等领域。针对选区激光熔化(SLM)技术更适合精密小批量金属零件的快速制造等特点，结合华南理工大学在该技术方面的研究进展，研究讨论了成型材料、成型工艺与过程控制、应用及其影响因素等，并对SLM技术现状、存在问题和发展趋势进行了分析。
激光技术 快速制造 选区激光熔化 成型材料 工艺控制 精密零件
华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东 广州 510640
为了实现薄壁零件的快速制造，在快速成型设备Dimetal-280上进行了选区激光熔化(SLM)成型工艺实验研究，分析了SLM中不同激光功率、扫描速度、铺粉装置、离焦量和层厚对成型效果的影响，在实验中获得了优化的工艺参数，并成型了变截面的薄壁零件，零件致密度达96.95%。在扫描电镜下观察了零件的表面及侧面，结果表明其层与层之间熔合良好；分析表明成型设备成型零件壁厚的绝对误差极限值在20 μm左右；薄壁零件顶部壁宽为101.3 μm，底部壁宽为142.0 μm，与设计值相差分别为21.3 μm和22.0 μm，与极限值相吻合；拉伸测试表明，抗拉强度范围为465~625 MPa，屈服强度范围为390~515 MPa，延伸率范围为23%~48%。
激光技术 选区激光熔化 薄壁零件 不锈钢
华南理工大学机械与汽车工程学院， 广州 510640
为了快速制造牙颌模型和用于正畸领域的转移托盘，采用螺旋CT扫描数据、3维反求和快速成型技术相结合,分别用选择性激光烧结技术与光固化树脂成型制造牙颌，重点提出用选区激光熔化技术快速制造金属牙颌与舌侧托槽组合体，再由吸塑工艺制得正畸治疗所需的转移托盘方法。获得了牙颌模型具有高的尺寸精度，所得的转移托盘能够与托槽吻合完好。结果表明，此方法为正畸医生的诊断、治疗所需要的牙颌模型提供了较好的制作思路，并为托槽安装定位提出了好的方法。
激光技术 牙颌 计算机断层扫描反求 选区激光熔化 正畸 laser technique jaw computed tomography reverse engineering selective laser melting orthodontic
太原理工大学 材料科学与工程学院， 山西 太原 030024； 太原理工大学 教育部新材料界面与工程重点实验室, 山西 太原 030024； 浙江师范大学 物理化学研究所， 浙江 金华 321004
在常压下,以ZnCl2和NaOH为原料,不添加任何表面活性剂等有机物质,研究了用60 ℃恒温搅拌的湿化学法制备花状纳米ZnO。XRD、SEM和TEM分析结果表明:所得纳米ZnO是由平均直径约为80 nm左右的纳米棒组成的花状结构,其平均长度可达1 μm；利用紫外-可见分光光度计测试了光吸收性能,发现ZnO产物对300~380 nm波长范围的光有强的吸收性；室温光致发光光谱显示：产物在462 nm和620 nm处分别出现了蓝光发射和较强较宽的红光发射。
花状结构 光学性能 ZnO ZnO flower-like structure optical properties
1 华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东 广州 510640
2 广州军区广州总医院华侨科, 广东 广州 510010
3 广州瑞通激光科技有限公司, 广东 广州 510380
为了简化股骨肿瘤切除手术的操作，提高切除部位的准确性，根据患者计算机断层(CT)扫描和三维重建等临床影像学资料为股骨肿瘤切除手术设计了一种定位模板。利用自主研发的选区激光熔化(SLM)快速成型设备Dimetal-280进行了316 L不锈钢粉末的正交实验工艺研究，获得优化参数，并用该参数加工所设计的手术模板，加工速度快，成型后外形良好，尺寸精度高，在临床手术中获得成功应用，为个性化医学植入体以及辅助器械的高性能、自动化加工开辟了一种新方法。
为了简化股骨肿瘤切除手术的操作 提高切除部位的准确性 根据患者计算机断层(CT)扫描和三维重建等临床影像学资 获得优化参数 并用该参数加工所设计的手术模板 加工速度快 成型后外形良好 尺寸精度高 在临床手术中获得成功应用 为个性化医学植入体以及辅助器械的高性能、自动化加工
华南理工大学,机械工程学院,广东,广州,501641
使用2 kW半导体激光在工具钢表面熔覆高速钢粉末.在同轴送粉的粉末汇聚点与激光的聚焦点可获得无裂纹的熔覆层.随着激光功率的增加,熔覆层厚度和粉末利用率增加,同时基体对熔覆层的稀释率下降.获得的熔覆层的硬度达到800 Hv0.3,基体硬度200 Hv0.3,表明大功率半导体激光在表面熔覆领域具有很好的应用前景.
大功率半导体激光 熔覆 高速钢 High power diode laser Cladding High speed steel
