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公开(公告)号：CN112730274B
公开(公告)日：2022-01-11
申请号：CN202011521238.0
申请日：2020-12-21
申请人： 上海交通大学 , 安徽相邦复合材料有限公司
摘要： 本发明公开了一种模拟气雾化制粉过程的设备及其原位观测系统和观测方法；该设备包括气体输出压力控制装置，液体射流装置和气液回收保存装置。气体输出压力控制装置包括压缩瓶装气体、压力表、压力控制阀，可根据实验需求设定的气压值。液体射流装置主要是通过控制水箱里液面高度来调节喷嘴里的射流速度，并通过浮子和摇杆滑块机构控制补偿液体流入的阀门；而腔体内部压力控制主要通过调压阀来控制；气体和液体的回收主要是通过设计一个倒圆锥形壁面，利于液滴流入回收水箱。可通过调节气瓶输出压力和液体压力以及更换喷嘴进行气雾化实验，并通过在液体中加入示踪粒子和辅助光源，通过观测装置或X射线等方法实现定量化观测气雾化过程。
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公开(公告)号：CN112676581A
公开(公告)日：2021-04-20
申请号：CN202011519521.X
申请日：2020-12-21
申请人： 上海交通大学 , 安徽相邦复合材料有限公司
摘要： 本发明公开了一种同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统及测试方法；该系统包括X射线产生装置，同轴送粉增材制造设备，X射线观测装置；通过在同轴送粉增材制造设备外搭设X射线产生装置，使用X射线对准所需观测进行同轴送粉增材制造工艺过程的位置，通过光学仪器成像，可以观测同轴送粉增材制造工艺过程中金属粉末熔化、匙孔形成、气孔和飞溅演化过程，并通过加入钨粉等高熔点颗粒作为示踪粒子的粒子图像测速法，来追踪熔池内部的流动细节，通过分析热输入量的变化对于熔池动态特征演化的影响规律以及建立激光参数与熔池动态特征以及缺陷演化的映射数学模型，从而获得无缺陷的同轴送粉增材制造参数区间。
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公开(公告)号：CN112338202A
公开(公告)日：2021-02-09
申请号：CN202011104744.X
申请日：2020-10-15
申请人： 上海交通大学 , 安徽相邦复合材料有限公司
IPC分类号： B22F10/28 , B22F10/18 , B22F10/85 , B22F12/00 , B22F12/41 , B23K26/082 , B23K26/21 , B23K26/70 , B33Y10/00 , B33Y30/00 , B33Y40/00
摘要： 本发明提供了一种基于混合激光源的金属材料3D打印方法、系统及设备，包括：激光源装置(1)、扫描装置(2)、滚筒(3)、成型基板(4)、基板固定装置(5)、粉末原料缸(6)、工作台(7)以及控制单元(8)；所述激光源装置(1)、扫描装置(2)、成型基板(4)平台分别连接于控制单元(8)；所述滚筒(3)与粉末原料缸(6)相接触；本发明提出的混合激光选区熔化/同步送粉式/同步送丝式3D打印方法和设备与现有技术相比，发明所提供的混合激光可以改善单一激光功率不足的缺点；本发明能够提高材料吸收率完成对金属材料的3D打印；本发明能够在一定程度上节约生产成本，本方法和系统及设备同样可以应用到混合激光焊接过程。
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公开(公告)号：CN111702177B
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN202010662960.X
申请日：2020-07-10
申请人： 上海交通大学 , 安徽相邦复合材料有限公司
摘要： 本发明公开了一种制备性能梯度金属结构的增材制造设备以及方法；该设备包括能量发射装置，扫描装置，成型平台，腔室压力调节装置，设备腔室，实验控制系统。腔室压力调节装置包括压缩瓶装气体、真空泵、气压检测件、增压阀、真空泵阀和气流过滤装置；根据实时设定的气压值和气压检测件的测量数据，实验控制系统通过控制增压阀和真空泵阀往设备腔室输入保护气体或者排出设备腔室内的气体，以调节设备腔室的压力状态。在成形同一金属结构的不同部位时，通过实时调整设备腔室压力状态,控制原材料中不同元素蒸发效应，从而达到控制成型结构材料成分、性能的目的；可满足不同部位特殊性能要求以及局部轻量化需求，实现性能梯度金属结构制备。
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公开(公告)号：CN110317982A
公开(公告)日：2019-10-11
申请号：CN201910586326.X
申请日：2019-07-01
申请人： 上海交通大学 , 安徽相邦复合材料有限公司
摘要： 本发明公开了一种激光增材制造用铝合金粉末及其应用，所述的光增材制造用铝合金粉末，包括如下质量分数的组分：Si：5.0-20％，Cu：0.1-5.0％，Mg：0.1-5.0％，TiB2：1.0-12.0％，余量为Al和不可避免的杂质。所述的激光增材制造用铝合金粉末，可用于激光增材制造。本发明通过测试，获得产物，通过SLM成形后的样品，致密度可达99％以上，热处理后屈服强度420MPa，抗拉强度550MPa，断后延伸率7.8％，且无明显各向异性，能够满足相关领域应用的需要。
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公开(公告)号：CN112730274A
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202011521238.0
申请日：2020-12-21
申请人： 上海交通大学 , 安徽相邦复合材料有限公司
摘要： 本发明公开了一种模拟气雾化制粉过程的设备及其原位观测系统和观测方法；该设备包括气体输出压力控制装置，液体射流装置和气液回收保存装置。气体输出压力控制装置包括压缩瓶装气体、压力表、压力控制阀，可根据实验需求设定的气压值。液体射流装置主要是通过控制水箱里液面高度来调节喷嘴里的射流速度，并通过浮子和摇杆滑块机构控制补偿液体流入的阀门；而腔体内部压力控制主要通过调压阀来控制；气体和液体的回收主要是通过设计一个倒圆锥形壁面，利于液滴流入回收水箱。可通过调节气瓶输出压力和液体压力以及更换喷嘴进行气雾化实验，并通过在液体中加入示踪粒子和辅助光源，通过观测装置或X射线等方法实现定量化观测气雾化过程。
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公开(公告)号：CN111702177A
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN202010662960.X
申请日：2020-07-10
申请人： 上海交通大学 , 安徽相邦复合材料有限公司
摘要： 本发明公开了一种制备性能梯度金属结构的增材制造设备以及方法；该设备包括能量发射装置，扫描装置，成型平台，腔室压力调节装置，设备腔室，实验控制系统。腔室压力调节装置包括压缩瓶装气体、真空泵、气压检测件、增压阀、真空泵阀和气流过滤装置；根据实时设定的气压值和气压检测件的测量数据，实验控制系统通过控制增压阀和真空泵阀往设备腔室输入保护气体或者排出设备腔室内的气体，以调节设备腔室的压力状态。在成形同一金属结构的不同部位时，通过实时调整设备腔室压力状态,控制原材料中不同元素蒸发效应，从而达到控制成型结构材料成分、性能的目的；可满足不同部位特殊性能要求以及局部轻量化需求，实现性能梯度金属结构制备。
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公开(公告)号：CN113976920A
公开(公告)日：2022-01-28
申请号：CN202111138181.0
申请日：2021-09-27
申请人： 上海交通大学 , 上海交通大学安徽(淮北)陶铝新材料研究院
摘要： 本发明提供一种选区激光熔化成形结构残余变形的跨尺度控制方法及系统，涉及激光选取熔化技术中的计算机辅助工程技术领域，该方法包括：微观尺度步骤：建立微观尺度的单层单道扫描模型，选定粉末材料属性和高斯热源模型参数；介观尺度步骤：建立介观尺度的多层多道扫描模型，将得到的温度场作为输入载荷，提取各向平均塑性应变；宏观尺度步骤：建立宏观尺度的结构件模型，对结构有限元模型单元沿成形方向逐层激活，控制结构打印过程中因残余变形产生的几何偏差。本发明能够体现成形过程中的温度场或应力场特征，且能够体现激光工艺和扫描策略对大型结构的残余变形影响，控制大型结构打印过程中的残余变形。
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公开(公告)号：CN113976920B
公开(公告)日：2022-08-26
申请号：CN202111138181.0
申请日：2021-09-27
申请人： 上海交通大学 , 上海交通大学安徽(淮北)陶铝新材料研究院
摘要： 本发明提供一种选区激光熔化成形结构残余变形的跨尺度控制方法及系统，涉及激光选取熔化技术中的计算机辅助工程技术领域，该方法包括：微观尺度步骤：建立微观尺度的单层单道扫描模型，选定粉末材料属性和高斯热源模型参数；介观尺度步骤：建立介观尺度的多层多道扫描模型，将得到的温度场作为输入载荷，提取各向平均塑性应变；宏观尺度步骤：建立宏观尺度的结构件模型，对结构有限元模型单元沿成形方向逐层激活，控制结构打印过程中因残余变形产生的几何偏差。本发明能够体现成形过程中的温度场或应力场特征，且能够体现激光工艺和扫描策略对大型结构的残余变形影响，控制大型结构打印过程中的残余变形。
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公开(公告)号：CN114121183A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202111308134.6
申请日：2021-11-05
申请人： 上海交通大学 , 上海交通大学安徽(淮北)陶铝新材料研究院
IPC分类号： G16C60/00
摘要： 本发明属于增材制造先进结构材料设计领域，涉及一种人工设置力学性能分布的仿生球状点阵结构设计方法，包括：根据点阵堆砌模式的球形元胞曲面设计；仿生多层级拓扑分割网络设计；通过拓扑分割网络布尔分割球形元胞；基于力学性能分布需求和不同设计参数的仿生多层级球形元胞比较，通过性能匹配方式实现人工设计力学性能的点阵分布；利用增材制造技术对材料进行成形制造。本发明基于增材制造技术提供的复杂结构成形与设计能力，提出了球形点阵结构的元胞进行不同堆砌连接和仿生多层级表面拓扑的设计方法，并通过元胞力学性能与材料性能分布需求比较匹配的方式，实现一种通过仿生多层级拓扑球形点阵元胞组合达到人工设计材料力学性能分布的方法。
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