Peening turraing léasair: Nuálaíocht na teicneolaíochta neartú dromchla ó shuíomh saotharlainne go suíomh tionsclaíoch
Tá teicneolaíocht peening turraing léasair, próiseas nuálach ar a dtugtar an "réabhlóid neartú dromchla ábhartha", ag athmhúnlú an ard -- Tírdhreach déantúsaíochta deiridh go ciúin. Ón gcéad léargas ar mhicrostruchtúr an chóimhiotail alúmanaim a athrú sa tsaotharlann Mheiriceá go dtí an cleachtas tionsclaíoch a bhaineann le próiseáil Blade Boeing 777; Ó bhreith an chéad líne táirgthe cuisle leanúnach sa tSín go dtí an córas neartaithe diosca lann lárnach, úsáideann sé an pléascadh mheandarach ard - plasma voltais chun frith -- "sciath chosanta" a shnoí ar an dromchla miotail.
Nuair a imbhuaileann an bhíoma léasair nanosecond leis an miotal, tá an galú agus an galú ar an gciseal ionsúcháin fuinnimh cosúil le micrea -phléascadh, as a n -eascraíonn tonnta turraing ardbhrú -, ag fíorú líonra dlúth strus comhbhrúite iarmharach taobh istigh den ábhar. Tá roghnú na ciseal srianta cosúil le hoiriúnú - Éifeacht deiridh na gloine agus an t -oiriúnú tionsclaíoch ar shreabhadh uisce, solúbthacht na péint dubh ach is deacair é a bhaint, agus is é an áisiúlacht scragall alúmanaim an chéad rogha. I réimse an insamhalta uimhriúil, tá an t -ionchorprú ar na halgartaim shoiléire agus intuigthe agus nuálaíocht na samhla brú intreach ag déanamh gluaiseacht optamaithe próisis ó "thriail agus earráid" go "ríomh beacht".
Ní hamháin gur éabhlóid na teicneolaíochta é seo, ach freisin dearbhú ar an tionscal déantúsaíochta chun "dúshlán a thabhairt don teorainn": conas is féidir le "croí" inneall aerárthaigh na mílte tionchair a sheasamh? Conas is féidir le himoibreoir núicléach fiche nó tríocha bliain de bhrú a sheasamh? An féidir le hionchlannáin bhitheolaíocha cothromaíocht a fháil idir déine agus díghrádú? Tá an turraing léasair ag baint úsáide as cumhacht na bhfótón chun freagraí a scríobh ar na fadhbanna deacra seo.
Is teicneolaíocht nua, éifeachtach agus ag forbairt go tapa é teicneolaíocht peening, ar a dtugtar peening lámhaigh léasair freisin. I gcomparáid le teicneolaíocht thraidisiúnta lámhaigh mheicniúil, is féidir léi ciseal struis comhbhrúite iarmharach níos doimhne a chruthú ar dhromchla an tsaothair, agus tá inrialaitheacht láidir agus inoiriúnaitheacht mhaith aige, agus is féidir leis déileáil le - go - láimhseála. Faoi láthair, baineadh úsáid fhorleathan as an teicneolaíocht seo i dtuirse - déantúsaíocht fhrithsheasmhach amhail lanna inneall aerárthaí, giaranna, agus táthaithe brú plandaí cumhachta núicléiche. Leis an meath breise ar phraghas an trealaimh léasair, bainfear úsáid níos forleithne as teicneolaíocht peening turraing léasair.
Úsáidtear teicneolaíocht peening turraing léasair go forleathan san innealtóireacht.
I 1972, d'úsáid na Stáit Aontaithe ard -- léasair cumhachta - tonnta turraing spreagtha chun cóimhiotail alúmanaim ard a chóireáil den chéad uair, agus fuarthas amach gur athraigh a mhicrostruchtúr dromchla agus gur mhéadaigh an neart teanntachta níos mó ná 30%, a d'oscail an Prelude chun taighde a dhéanamh. Go déanach sna 1980idí, tá taighde déanta ag tíortha agus ag réigiúin ar nós na hEorpa, na Seapáine agus Iosrael ar theicneolaíocht turraing léasair.
I 1995, bunaíodh an chéad chuideachta teicneolaíochta próiseála turraing léasair ar domhan sna Stáit Aontaithe. I 1997, bhain General Motors úsáid as teicneolaíocht próiseála turraing léasair chun lanna lucht leanúna inneall aerárthaí a phróiseáil, rud a chuir go mór lena lamháltas ar dhamáiste réada eachtraigh. Sa bhliain 2001, rinne an chuideachta Teicneolaíochta Próiseála Léasair American turraing léasair ar níos mó ná 800 inneall rollaí - Royce. I 2004, chomhoibrigh an chuideachta le Saotharlann Air Force na Stát Aontaithe chun taighde deisiúcháin a dheisiú ar lámhaigh léasair ar lanna cóimhiotail tíotáiniam innill a ndearnadh damáiste dóibh ar an F/A - 22, agus dúbailt a neart tuirse. Sa bhliain chéanna, d'fhógair na Stáit Aontaithe an tsonraíocht próiseála turraing léasair go hoifigiúil, agus cuireadh an teicneolaíocht i bhfeidhm ar phróiseáil Blade Boeing 777. In 2012, d'fhorbair na Stáit Aontaithe trealamh próiseála turraing soghluaiste ar féidir leo dul isteach sa láithreán tionsclaíoch chun seirbhísí fíor-ama a sholáthar. I 2002, d'úsáid Toshiba Corporation na Seapáine léasair bheaga chun táthaithe a phróiseáil mar shoithí brú imoibreora núicléiche agus joints píopaí chun saol tuirse na gcodanna a fheabhsú.
D'úsáid scoláirí eachtracha teicneolaíocht próiseála turraing léasair freisin chun miotail agus cóimhiotail bhithleighis a neartú, feabhas a chur ar chruas, ar neart táirgeachta agus ar shaol tuirse ionchlannáin bhuana, agus laghdaítear an ráta díghrádaithe ionchlannáin dhíghrádaithe mar chóimhiotail cailciam -.
Cuireadh tús le taighde intíre ar theicneolaíocht próiseála turraing léasair sna 1990í, ag díriú go príomha ar shraith staidéar turgnamhach agus ar phlé teoiriciúil gaolmhar ar chóimhiotail alúmanaim agus steels. Ó 1992 i leith, tá Ollscoil Aerloingseoireachta agus Astronautics Nanjing tar éis comhoibriú le hOllscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Síne chun taighde a dhéanamh ar neartú turraing léasair agus ar fhriotaíocht tuirse páirteanna struchtúracha eitlíochta. I 1995, forbraíodh go rathúil an chéad fheiste neartaithe turraing léasair do thurgnamh turraing léasair aonair sa tSín ag Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Síne. In 2008, d'fhorbair Ollscoil Innealtóireachta Air Force, i gcomhar le Xi'an Optoelectronic Technology Development, Ltd. agus Beijing Leibao Optoelectronic Technology Co. In 2011, forbraíodh an chéad sraith de threalamh neartaithe turraing léasair Laser Blade go rathúil ag Institiúid Uathoibrithe Shenyang, Acadamh Eolaíochtaí na Síne, agus seachadadh é chuig Shenyang Liming Engine Co., Ltd le húsáid.
Meicníocht agus fachtóirí tionchair a bhaineann le turraing léasair
When a laser beam with a power density greater than 10⁹W/cm² and a pulse width of nanoseconds irradiates the metal surface, the energy absorption layer absorbs the laser energy and undergoes explosive vaporization and evaporation, generating a high-temperature (>10⁷K) and high-pressure (>1GPA) ciseal plasma. Baineann turraing léasair úsáid as an tonn turraing láidir a théann isteach san ábhar de bharr an ualaigh tionchair a chuir an ciseal plasma brú ar an sprioc ar an sprioc.
I measc na n -ábhar ciseal srianta a úsáidtear go príomha tá gloine optúil K9, gloine orgánach agus ciseal sreafa uisce. Tá an éifeacht is fearr ag an gciseal atá srianta ag an ábhar gloine, ach tá droch -inoiriúnaitheacht ann agus briseadh é, rud atá oiriúnach do chóireáil turraing léasair amháin. Go ginearálta, úsáidtear an ciseal sreafa uisce mar an ciseal srianta i dtástálacha turraing léasair agus i bhfeidhmithe tionsclaíocha. Tá na buntáistí a bhaineann le hinfheidhmeacht láidir, oibriú íseal, oibriú éasca, agus níl aon ghá le hathsholáthar. Ach amháin i gcás líon beag próiseas cóireála turraing léasair nach n -úsáideann sraitheanna ionsúcháin fuinnimh, teastaíonn sraitheanna ionsúcháin fuinnimh ón gcuid is mó díobh. Is ábhair iad na sraitheanna ionsúcháin fuinnimh a úsáidtear go coitianta den chuid is mó le teas vaporization íseal amhail péint dhubh, scragall alúmanaim agus téip dhubh. Tá infheidhmeacht mhaith ag an bpéint dhubh agus is féidir é a úsáid le haghaidh turraing léasair ag caitheamh le grooves, poill bheaga, srl.
Tá go leor fachtóirí ann a théann i bhfeidhm ar an tionchar a bhíonn ag peening turraing léasair, airíonna ábhartha den chuid is mó, ciseal srianta, ciseal ionsúcháin fuinnimh, paraiméadair turraing léasair, srl. Mar sin féin, má tá an leithead cuisle léasair ró -mhór, tá sé an -éasca a bheith ina chúis le dónna dromchla an ábhair a bhfuil tionchar aige air. Ní féidir éifeacht níos fearr a bhaint amach trí chiseal srianta réasúnta, ciseal ionsúcháin fuinnimh agus paraiméadair turraing léasair a roghnú de réir airíonna ábhartha.
Cuidíonn insamhalta uimhriúil turraing léasair le hinsamhlú uimhriúil leis na paraiméadair phróisis is fearr a fháil le haghaidh feidhmchlár sonrach, agus de réir a chéile tá sé ina mhodh tábhachtach chun staidéar a dhéanamh ar turraing léasair. Tá go leor taighde déanta ag scoláirí baile agus eachtrannacha ar shamhaltú agus ar bharrfheabhsú turraing léasair. Faoi láthair, tá dul chun cinn mór déanta ag an tionscal sa anailís dhinimiciúil dhinimiciúil + Anailís Statach intuigthe Modh Insamhladh Uimhriúil Uimhriúil, agus an Modh Insamhladh Uimhriúil Laser Bunaithe bunaithe ar bhrú intreach.
Nuair a théann an ciseal plasma brú ard {- i bhfeidhm ar an sprioc -ábhar, déantar an t -ábhar sa limistéar tionchair a dhéantar ar dhífhoirmiú plaisteach ardráta, agus athraíonn an freagra struchtúrach go han -tapa, ar fadhb dinimiciúil luais an -neamhlíneach é -. Má úsáidtear an t -algartam eilimint críochta intuigthe chun an fhadhb seo a réiteach, ní hamháin go dteastaíonn cuid mhór ríofa agus stórála uaidh, ach bíonn deacracht aige le cóineasú ríofa freisin. Is gá modh anailíse eilimint finite sainráite a úsáid chun an tonn struis a ghintear trí thionchar plasma a réiteach. Go háirithe, tá an úsáid chuimsitheach a bhaineann le modhanna anailíse sainráite agus intuigthe eilimintí críochta chun insamhalta uimhriúil a dhéanamh ar phróiseas freagartha dinimiciúil an ábhair faoi ghníomh na tonn turraing a chabhródh le torthaí réamh -mheasta tuar allamuigh struis iarmharach a fháil.
Nuair a úsáidtear an modh aonair {- ríofa struis iarmharach léasair agus superposition chun an t -il -- a ionsamhlú turraing léasair forluí i limistéar mór, is minic a bhíonn méid iomlán an ríofa ollmhór, agus tógann sé go leor ama an réimse struis iarmharach den eiseamal a fháil. Ina theannta sin, mar gheall ar an tionchar mór atá ag geoiméadracht an tsaothair ar an réimse struis iarmharach, tá sé deacair an réimse struis iarmharach de il - a ionsamhlú go cruinn ag forluí turraing léasair na gcomhpháirteanna fíor le dromchlaí cuartha casta ag baint úsáide as an modh superposition struis.
D'fhonn an dá fhadhb seo a réiteach go héifeachtach, tá samhail uimhriúil bunaithe ag roinnt taighdeoirí bunaithe ar bhrú intreach chun an réimse struis iarmharach de chruachan turraing léasair a ionsamhlú. Glacann an tsamhail seo leis go bhfuil an brú intreach a chruthaítear le turraing léasair ar dhromchla na comhpháirte neamhíogair don gheoiméadracht chomhpháirte. Ní dhíríonn an próiseas insamhalta ach ar an mbrú plaisteach a spreagann turraing léasair. Réimse brú mór {- limistéar il {- Faightear turraing léasair an chomhpháirt trí mhaolú ar an mbrú intreach, agus úsáidtear samhail teirmealaisteach chun an réimse struis iarmharach deiridh agus an dífhoirmiúchán plaisteach a fháil.
Le blianta beaga anuas, bhain scoláirí ábhartha sa bhaile agus thar lear úsáid as an tsamhail seo le haghaidh insamhalta uimhriúil de réimsí struis iarmharacha de threisiú turraing léasair ar chomhpháirteanna casta éagsúla. Tá feabhas mór tagtha ar éifeachtúlacht ríomhaireachtúil na samhla brú intreach seo i gcomparáid leis an tsamhail thraidisiúnta, agus is féidir leis an tsamhail bhunaithe an réimse struis iarmharach a spreagann turraing léasair a thuar go héifeachtach.
