陶瓷激光加工的模拟与实验

发布时间：2022-01-11 10:49

　　CO₂脉冲激光加工陶瓷温度场的仿真为陶瓷加工形貌预测提供了一种有效的方法。利用ANSYS生死单元模拟了工件材料的动态去除,实现了传统陶瓷激光加工温度场和加工形貌预测的仿真建模。并基于3因素4水平的正交实验设计,对比仿真与实验的宽度、深度形貌数据,其实验值与模拟值的绝对误差在±0.05mm,从而验证了温度场有限元模型的有效性。通过极差分析探究了功率、扫描速度、重复频率工艺参数对加工深度的影响关系,并获得单层单道最大加工深度为0.375 mm。 

【文章来源】：陶瓷学报. 2020,41(02)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

激光加工陶瓷温度场有限元模型

图3为功率18 W、扫描速度2 mm/s、重复频率2 kHz、0.2 s时刻温度场的分布云图和材料去除形貌图。图4是0.2 s时刻加工区域的局部仿真形貌放大效果图。图3 T=0.2 s陶瓷工件温度分布云图和仿真形貌图

T=0.2 s陶瓷工件温度分布云图和仿真形貌图

【参考文献】：
期刊论文
[1]Al2O3陶瓷激光切割工艺研究[J]. 贾志新,黄金刚,高坚强,房泽旭,郭强.  电加工与模具. 2017(01)
[2]脉冲光纤激光控制断裂切割超薄钛酸锶陶瓷基片[J]. 江伟,谢小柱,魏昕,胡伟,任庆磊,翁清.  中国激光. 2016(05)
[3]基于生死单元的激光铣削温度场数值模拟与验证[J]. 许兆美,刘永志,周建忠,蒋素琴,王庆安,汪通悦,洪宗海.  红外与激光工程. 2014(06)
[4]CO2激光切割电子强化玻璃过程的有限元模拟与实验[J]. 王星罡,周明,狄建科,赵裕兴.  激光与光电子学进展. 2012(09)

博士论文
[1]基于气熔比控制的氧化铝陶瓷薄板激光切割工艺基础[D]. 罗永皓.大连理工大学 2018

硕士论文
[1]基于能量分布的激光热源模型建立及其仿真应用研究[D]. 王根旺.哈尔滨工业大学 2017
[2]氧化锆陶瓷板的激光切割质量研究[D]. 吴迪.大连理工大学 2016



本文编号：3582651