冻结陶瓷浆料激光扫描切割深度仿真与实验研究

IF 0.9 4区 物理与天体物理 Q4 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
张耿 Zhang Geng, 陈桦 Chen Hua
{"title":"冻结陶瓷浆料激光扫描切割深度仿真与实验研究","authors":"张耿 Zhang Geng, 陈桦 Chen Hua","doi":"10.3788/lop221728","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"基于冻结浆料的分层实体制造方法在多孔陶瓷3D打印领域具有应用潜力。为了研究冻结陶瓷浆料的激光切割过程,建立了CO2激光面热源热传导数学模型,采用COMSOL有限元仿真模拟激光扫描加热过程,以纯冰为理想材料,结合实验研究建立激光切割深度数学模型。结果表明,冻结陶瓷浆料的激光切割过程与传统非金属材料相似,“V”字形的气化切割区深度随激光能量密度的增大而增大;由于陶瓷颗粒的吸热和散射作用,在冻结陶瓷浆料切割区下方存在热影响过渡区,实际切割深度与纯冰激光切割理论深度存在差异,在理论模型中引入材料特性相关修正系数后可较好地符合实际切割规律,为冻结陶瓷浆料激光切割工艺参数选择提供了参考。","PeriodicalId":51502,"journal":{"name":"激光与光电子学进展","volume":"26 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.9000,"publicationDate":"2023-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"冻结陶瓷浆料激光扫描切割深度仿真与实验研究\",\"authors\":\"张耿 Zhang Geng, 陈桦 Chen Hua\",\"doi\":\"10.3788/lop221728\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"基于冻结浆料的分层实体制造方法在多孔陶瓷3D打印领域具有应用潜力。为了研究冻结陶瓷浆料的激光切割过程,建立了CO2激光面热源热传导数学模型,采用COMSOL有限元仿真模拟激光扫描加热过程,以纯冰为理想材料,结合实验研究建立激光切割深度数学模型。结果表明,冻结陶瓷浆料的激光切割过程与传统非金属材料相似,“V”字形的气化切割区深度随激光能量密度的增大而增大;由于陶瓷颗粒的吸热和散射作用,在冻结陶瓷浆料切割区下方存在热影响过渡区,实际切割深度与纯冰激光切割理论深度存在差异,在理论模型中引入材料特性相关修正系数后可较好地符合实际切割规律,为冻结陶瓷浆料激光切割工艺参数选择提供了参考。\",\"PeriodicalId\":51502,\"journal\":{\"name\":\"激光与光电子学进展\",\"volume\":\"26 1\",\"pages\":\"0\"},\"PeriodicalIF\":0.9000,\"publicationDate\":\"2023-01-01\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"激光与光电子学进展\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.3788/lop221728\",\"RegionNum\":4,\"RegionCategory\":\"物理与天体物理\",\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q4\",\"JCRName\":\"ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"激光与光电子学进展","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.3788/lop221728","RegionNum":4,"RegionCategory":"物理与天体物理","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

基于冻结浆料的分层实体制造方法在多孔陶瓷3D打印领域具有应用潜力。为了研究冻结陶瓷浆料的激光切割过程,建立了CO2激光面热源热传导数学模型,采用COMSOL有限元仿真模拟激光扫描加热过程,以纯冰为理想材料,结合实验研究建立激光切割深度数学模型。结果表明,冻结陶瓷浆料的激光切割过程与传统非金属材料相似,“V”字形的气化切割区深度随激光能量密度的增大而增大;由于陶瓷颗粒的吸热和散射作用,在冻结陶瓷浆料切割区下方存在热影响过渡区,实际切割深度与纯冰激光切割理论深度存在差异,在理论模型中引入材料特性相关修正系数后可较好地符合实际切割规律,为冻结陶瓷浆料激光切割工艺参数选择提供了参考。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
冻结陶瓷浆料激光扫描切割深度仿真与实验研究
基于冻结浆料的分层实体制造方法在多孔陶瓷3D打印领域具有应用潜力。为了研究冻结陶瓷浆料的激光切割过程,建立了CO2激光面热源热传导数学模型,采用COMSOL有限元仿真模拟激光扫描加热过程,以纯冰为理想材料,结合实验研究建立激光切割深度数学模型。结果表明,冻结陶瓷浆料的激光切割过程与传统非金属材料相似,“V”字形的气化切割区深度随激光能量密度的增大而增大;由于陶瓷颗粒的吸热和散射作用,在冻结陶瓷浆料切割区下方存在热影响过渡区,实际切割深度与纯冰激光切割理论深度存在差异,在理论模型中引入材料特性相关修正系数后可较好地符合实际切割规律,为冻结陶瓷浆料激光切割工艺参数选择提供了参考。
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
CiteScore
1.60
自引率
50.00%
发文量
18006
期刊介绍: Laser & Optoelectronics Progress, the first laser and optoelectronics journal published in China. The main columns include general, lasers and laser optics, fiber optics and optical communications, optical design and fabrication, materials, image processing, imaging systems, optical devices, remote sensing and sensors, atmospheric optics and oceanic optics, diffraction and gratings, atomic and molecular physics, detectors, thin films, ultrafast optics, etc. The journal is included in ESCI, INSPEC, Scopus, CSCD, Chinese Core Journals, Chinese Science and Technology Core Journals, and T2 level of the Classified Catalogue of High Quality Science and Technology Journals in Optical Engineering and Optical Fields, and other databases.
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信