激光熔覆快速成形光內(nèi)同軸送粉斜壁堆積的初步研究的開題報告

激光熔覆快速成形光內(nèi)同軸送粉斜壁堆積的初步研究的開題報告開題報告一、研究背景與意義激光熔覆快速成形技術(shù)近年來在制造業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，它可以直接以精確的形狀制造高質(zhì)量的金屬零件，減少了傳統(tǒng)制造工藝中的模具、模型等制造成本。然而，當(dāng)前的激光熔覆技術(shù)仍然存在一些缺陷，如表面質(zhì)量差、成形效率低等。因此，進(jìn)一步研究激光熔覆技術(shù)的改進(jìn)和優(yōu)化是非常有必要的。隨著激光熔覆技術(shù)的發(fā)展，光內(nèi)同軸送粉技術(shù)被引入其中。光內(nèi)同軸送粉技術(shù)可以在激光束的中心軸線處送粉，從而使粉末可以均勻地沉積到熔池中，提高了成形質(zhì)量和速度。目前，光內(nèi)同軸送粉技術(shù)在激光熔覆領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但是使用光內(nèi)同軸送粉技術(shù)進(jìn)行斜壁堆積時，常常會出現(xiàn)粉末不均勻沉積、質(zhì)量不高等問題，這些問題直接影響了斜壁堆積的質(zhì)量和效率。因此，需要進(jìn)一步研究光內(nèi)同軸送粉技術(shù)在斜壁堆積中的應(yīng)用，提高激光熔覆技術(shù)的成形效率和質(zhì)量，促進(jìn)其在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。二、研究目標(biāo)本研究旨在探究光內(nèi)同軸送粉技術(shù)在斜壁堆積中的應(yīng)用，從粉末沉積和熔池形態(tài)等方面研究光內(nèi)同軸送粉技術(shù)對斜壁堆積成形效果的影響，提高激光熔覆技術(shù)的成形效率和質(zhì)量。三、研究內(nèi)容本研究將從以下三個方面展開：1.研究斜壁堆積中粉末沉積狀態(tài)的影響因素通過改變光內(nèi)同軸送粉技術(shù)中粉末的噴出速度、粉末的流量、噴口距離等參數(shù)，研究這些參數(shù)對斜壁堆積中粉末沉積狀態(tài)的影響，探討如何優(yōu)化參數(shù)設(shè)置以獲得更好的成形效果。2.研究光內(nèi)同軸送粉技術(shù)在斜壁堆積中的優(yōu)化應(yīng)用基于光內(nèi)同軸送粉技術(shù)的優(yōu)點和斜壁堆積的特殊形態(tài)，從粉末供給、激光加熱、熔池控制等方面對光內(nèi)同軸送粉技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高其在斜壁堆積中的應(yīng)用效果。3.分析斜壁堆積的熔池形態(tài)通過熔池壓力、流速等參數(shù)的變化，分析斜壁堆積的熔池形態(tài)的變化規(guī)律，探究熔池形態(tài)對成形效果的影響，為優(yōu)化激光熔覆技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。四、擬采用的研究方法在光內(nèi)同軸送粉技術(shù)下，通過模擬模型進(jìn)行數(shù)值模擬分析，得出粉末沉積和熔池形態(tài)的變化規(guī)律，并通過實驗驗證模型的正確性。再通過參數(shù)優(yōu)化、熔池形態(tài)變化規(guī)律研究等方法，優(yōu)化光內(nèi)同軸送粉技術(shù)的斜壁堆積應(yīng)用效果。五、預(yù)期成果本研究將建立斜壁堆積下的光內(nèi)同軸送粉數(shù)值模型，研究光內(nèi)同軸送粉技術(shù)在斜壁堆積中的優(yōu)化應(yīng)用方法，探索斜壁堆積的熔池形態(tài)變化規(guī)律，為提高激光熔覆技術(shù)的成形效率和質(zhì)量提供理論和技術(shù)支持。六、研究時間安排第一年：建立數(shù)值模型并進(jìn)行數(shù)值模擬分析，初步探索光內(nèi)同軸送粉技術(shù)在斜壁堆積中的應(yīng)用。第二年：根據(jù)模擬結(jié)果，設(shè)計實驗驗證模型，進(jìn)一步探究斜壁堆積的熔池形態(tài)變化規(guī)律。第三年：結(jié)合模擬、實驗結(jié)果，對光內(nèi)同軸送粉技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高激光熔覆技術(shù)的成形效率和質(zhì)量。七、參考文獻(xiàn)1.ShiY,DuanB,YanM,etal.Effectofpowderfeedingmodeoncoaxiallasermeltingdepositionadditivemanufacturingofcompositeparts[J].TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2020,106(7-8):2757-2769.2.HuangX,LiuL,GongH.Thermaleffectsofpowderfeedingincoaxiallasercladdingthroughpower-convectiveapproaches[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2019,128:11-22.3.SongS,ZhangB.Effectsoflaserbeamshapeonpowderfeedingandmeltpoolbehaviorincoaxiallase