本技术属于激光成型技术领域,详细描述了一种同步辐射技术兼容的激光加工模拟系统。该系统整合了激光器、振镜系统、工作台、升降组件、控制系统等关键部件,旨在实现高精度的激光加工过程模拟,以优化工艺参数并提高加工效率。
背景技术
激光增材制造等激光加工技术是智能制造的关键技术之一,已成为制造领域研究和应用推广的重点,其中,加工工艺决定了激光加工产品的质量,如何进一步提高产品质量已成为相关研究的重点。激光增材制造是高能热源加工过程,涉及到金属的快速熔化和非平衡快速凝固。熔化过程中熔池演变、金属蒸发和溅射行为、凝固过程等会影响缺陷的形成,凝固后的材料组织也会影响产品性能,这些过程都受到激光加工工艺参数的影响。因此,探索加工参数对熔池演变、金属蒸发行为和凝固过程的影响十分重要。事后研究方法只能通过观察材料组织和性能推测激光加工过程中材料的演变,无法实时获得加工过程中的材料信息。因此,需要原位实验方法来实时监测激光加工过程中材料的熔化和凝固过程,从而,揭示熔化和凝固机理。
在众多原位过程监控手段中,具有通量高、穿透能力强、时间分辨率高等优点的同步辐射高能X射线技术在研究激光加工快速熔化和凝固过程方面拥有独特优势。同步辐射高能X射线可穿透毫米级甚至厘米级液相或固相样品,可在毫秒级时间尺度获得原子级分辨率的材料结构信息,可实时追踪激光加工过程中材料结构变化。但是,同步辐射X射线光源辐射高、不可移动、占用空间较大,工业级激光成型装置其他配件与X射线作用产生的信号会干扰测试样品所产生的X射线信号,这些因素导致传统的工业级激光成型装置无法直接用于测试研究。
实现思路