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《北京工业大学》 2006年
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金属粉末激光微成型系统研究

王旭葆  
【摘要】: 21世纪,科学技术的趋向之一是向微小方向发展,由毫米级、微米级继而涉及纳米级。微米/纳米技术使人类在认识和改造自然方面进入一个新的层次,使单位体积信息处理和运动控制的能力实现又一次飞跃。 微、纳米粉末激光微成型技术是激光快速成型技术在微领域的应用和发展。该技术将选区激光烧结快速成型技术与纳米科学技术、激光技术、计算机控制技术结合起来,应用分层制造思想,以更精细聚焦的激光熔烧微、纳米粉粉末直接成形三维微结构。在微机械加工中,一个重要技术指标是分辨率,在快速成型微细加工中,把分辨率区分为扫描分辨率以及成型分辨率。成型分辨率是指成型的最小单位,也称为光固化单元;扫描分辨率则指扫描机构移动的最小距离。 从成型工艺角度上讲,光固化单元就是单个激光脉冲固化固体金属粉末的体积或者单道激光光束固化金属粉末所获得固化轨迹的单位体积。要想获得细小的光固化单元,对于激光粉末快速微成形工艺而言,主要从下面两个方面入手: 1.使用光斑直径细小的激光器 2.选择粉末颗粒直径小的金属粉末作为激光粉末快速微成型固化材料为了解决精细聚焦问题,我们采用Nd:YAG倍频的方法获得短波长激光器。本文在激光烧结方法、短波长激光获得方法、短波长激光光束特性等方面进行了研究和探讨。 本文根据非线性理论和光学谐振腔理论设计了在环形腔内对Nd:YAG激光进行腔外倍频的实验装置,并用实验证明了该实验方案的可行性,获得了光——光转换效率大约31.4%的0.532μm的绿光输出。在激光倍频领域,实现了首次成功利用环形腔方法对1kHz附近输出频率的1.064μm激光高转换效率倍频。从而为采用倍频技术获得良好的激光微成型光源提供了实验依据。 从实验结果分析了环形腔倍频的特性,指出了该方法的优缺点。从光束质量和聚焦光斑直径方面,对基频光和二次谐波进行了比较,本文提供了利用CCD测得光斑的部分图片,并利用其对一些实验现象进行了比较。分析了环形腔倍频的工作原理,解决了困扰倍频技术的转换效率问题和光束质量问题,为激光微加工
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TF124.39

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 朱海红;雷文娟;代成;陈柏金;;Cu合金粉末激光微烧结扫描线宽研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2012年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 王金相;张晓立;王经涛;赵铮;;爆炸加载制备纳米晶铜实验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
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8 李星国;;纳米材料研究及其应用[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年
9 张永文;陈英;;含纳米ZnO抗紫外整理剂的制备及性能研究[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
10 王敏;;纳米材料在丝绸文物保护上的应用[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵翔;激光驱动飞片点火设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 董渊;双半高斯空心光束的形成、传输及控制技术研究[D];长春理工大学;2010年
3 谭淑媛;几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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7 刘文静;LRB隔震桥梁的可靠性与等效线性化方法研究[D];华中科技大学;2010年
8 周红洋;硫属化合物纳米材料的可控性合成与表征[D];中国科学技术大学;2010年
9 杜海军;石墨烯和荧光碳纳米颗粒的制备及其电化学特性的研究[D];华南理工大学;2010年
10 许兰贵;变壁厚大锥度薄壁铝罐成形关键技术的研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张战锋;塞流式厌氧发酵反应器物料流场的CFD模拟[D];华中农业大学;2010年
2 张旭;纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能[D];河北大学;2009年
3 李艳冰;二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
4 齐天骄;铟锡氧化物纳米微粒表面修饰研究及其悬浮液的制备[D];中国工程物理研究院;2010年
5 陶磊;尼龙6/铜复合粉末选区激光烧结制造塑料模具的研究[D];南昌航空大学;2010年
6 张乐朋;前驱体碳化等离子熔覆高铬铁基耐磨涂层组织与性能研究[D];山东科技大学;2010年
7 王青尧;锑基纳米材料的水热法制备及表征[D];山东科技大学;2010年
8 田维亮;线切割废砂浆制备白炭黑及改性研究[D];山东科技大学;2010年
9 尹永琦;多端耦合量子点体系量子输运特性的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
10 谭鑫鑫;稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 秦国梁;雷振;林尚扬;何实;王旭友;王威;;Nd:YAG激光+脉冲MAG电弧复合热源规范参数对平板堆焊焊缝表面成形的影响[J];中国表面工程;2006年03期
3 李明;冯进良;孙安信;于明飞;;LD泵浦声光调QNd:YAG激光器[J];长春理工大学学报(自然科学版);2007年04期
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5 张庆茂,刘喜明,钟敏霖,刘文今;送粉式激光熔覆过程激光有效能量的表征方法[J];稀有金属材料与工程;2003年07期
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10 杨海波;王柏林;张大有;张晓娟;;一种变倍扩束镜的设计[J];光电技术应用;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 周云郊;钢铝混合材料车身结构轻量化设计关键问题与应用研究[D];华南理工大学;2011年
2 李志刚;二极管泵浦固体激光器及放大器的研究[D];华中科技大学;2004年
3 张洪涛;铝/镀锌钢板CMT熔—钎焊机理研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
4 宋建岭;铝合金/不锈钢预涂层TIG熔—钎焊特性与界面行为研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 武强;激光粉末快速微成形送粉系统的研究[D];北京工业大学;2003年
2 杨武雄;高强铝合金的激光填粉焊接[D];北京工业大学;2004年
3 岳灿甫;金属粉末激光微成形实验的研究[D];北京工业大学;2005年
4 石常亮;铝和镀锌钢CMT法MIG钎焊工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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6 孙大庆;金属粉末选区激光熔化实验研究[D];北京工业大学;2007年
7 刘珍峰;送粉式激光熔覆温度场的三维有限元模拟[D];华中科技大学;2006年
8 刘靖;二极管侧面泵浦固体激光器的研究[D];长春理工大学;2009年
9 张诗正;铝—钢激光熔钎焊复合接头组织与性能研究[D];兰州理工大学;2012年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 何宁;谢朝玲;;光束特性对声光偏转相干光探测效率的影响[J];光学学报;2013年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 高瑀含;高斯光束整形技术研究[D];长春理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李诚;激光微烧结工件表面的激光微抛光研究[D];华中科技大学;2012年
2 代成;激光微烧结中的等离子体及其影响研究[D];华中科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 高瑞平,吴厚政;计算机辅助陶瓷无模制造方法进展[J];材料导报;1998年04期
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9 孙麟治;微机械研究新进展[J];光学精密工程;1997年02期
10 王旭葆,陈继民,李港,左铁钏;调QNd∶YAG环形腔外腔倍频技术研究[J];光学学报;2004年04期
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1 程彤;;塑料子弹中的Cu-W粉末[J];上海有色金属;1990年06期
2 左俊;灵活应变 适应市场——记大冶县有色金属粉末厂[J];粉末冶金工业;1994年01期
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10 黄家胜,石世宏,孙承峰;大功率激光精密熔覆金属粉末快速成形技术发展现状[J];苏州大学学报(工科版);2005年04期
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1 王绪其;孟庆芳;;从重庆华浩公司看国内铜粉等有色金属粉末行业的发展[A];2010(南昌)中西部第三届有色金属工业发展论坛论文集[C];2010年
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3 陈继民;阳建华;张率;左铁钏;;激光微区烧结微成形技术研究[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
4 陈继民;阳建华;张率;左铁钏;;激光微区烧结微成形技术研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
5 骆接文;徐顺友;陈强;蔡一湘;;金属粉末动态注射成型用水溶性低碳黏结剂的制备及性能表征[A];有色金属工业低碳发展——全国有色金属工业低碳经济及冶炼废气减排学术研讨会论文集[C];2010年
6 陈继民;阳建华;张率;左铁钏;;激光微区烧结微成形技术研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年
7 范荫恒;吴强;廖世健;徐杰;;纳米尺寸镧金属粉末的制备[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
8 李嘉禄;;天津工业大学复合材料研究所简介[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
9 胡文瑞;解京昌;高鹏;张璞;林海;刘芳;;热毛细作用的液滴迁移[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
10 ;前言[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
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3 刘玉靖 武晓东;三驾马车领跑科研攻关[N];中国纺织报;2007年
4 记者 唐景莉通讯员 王锋 实习生 乔欣;向世界展示中国志愿者风采[N];中国教育报;2008年
5 常丽君;让京城污水换清波[N];科技日报;2008年
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7 记者 陈欣然;天津工大喜迎建校五十周年[N];天津教育报;2008年
8 吴铝锌;教育部部长周济湖南省省长周伯华视察湖南工业大学(筹)[N];中国包装报;2005年
9 付比兴 本报记者 李兵;“开学在即,我还在为学费发愁”[N];锦州日报;2006年
10 刘国华;大连轻工业学院正式更名为大连工业大学[N];辽宁日报;2007年
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1 王旭葆;金属粉末激光微成型系统研究[D];北京工业大学;2006年
2 马巧梅;基于半导体激光能量源的直接成型关键技术研究[D];中北大学;2010年
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4 陈刚;液体金属与合金的固体雾化原理及工艺的研究[D];湖南大学;2005年
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6 王喜;汽油在土壤中运移规律研究[D];中国地质大学(北京);2009年
7 马昆林;混凝土盐结晶侵蚀机理与评价方法[D];中南大学;2009年
8 刘国承;金属粉末热等静压致密化数值模拟与试验研究[D];华中科技大学;2011年
9 刘小平;非饱和土路基水作用机理及其迁移特性研究[D];湖南大学;2008年
10 李瑞迪;金属粉末选择性激光熔化成形的关键基础问题研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李祥刚;金属粉末填充聚合物体系流变行为的研究[D];湖南工业大学;2007年
2 孙大庆;金属粉末选区激光熔化实验研究[D];北京工业大学;2007年
3 井亮;激光微加工辅助系统研究[D];北京工业大学;2007年
4 陈占波;金属粉末的爆炸压实技术的研究[D];南京理工大学;2004年
5 尹华;金属粉末选区激光熔化成形工艺研究[D];中北大学;2010年
6 刘松锋;多壁碳纳米管的处理及其与氧化硼的相互作用[D];哈尔滨工业大学;2006年
7 肖艺娟;植物微纳结构水运驱动定位实验和水运模型的理论分析[D];北京工业大学;2009年
8 杨晨晨;金属粉末的粘弹塑性本构方程的研究[D];中南大学;2011年
9 王麟;金属粉末注射成型充模过程仿真研究及其软件开发[D];中南大学;2004年
10 祝国梁;高熔点合金蜂窝材料的制备及组织性能研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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