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新时代 新先锋丨硬核团队(第7期):激光智能制造技术研发中心

发布时间:2022-12-13 浏览次数:100

编者按:

团队以“十年磨一剑”的韧劲,重点开展先进激光制造工艺技术研发、核心部件研制、整机系统集成等方面的技术研发与服务,服务行业细分领域涉及航空、航天、轨道交通等,取得显著应用成效。

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激光智能制造技术研发中心(以下简称“激光中心”)是上海市智能制造研发与转化功能型平台(以下简称“平台”)共性技术事业部的重要组成部分。其依托于上海交通大学激光特种制造研究团队,重点开展先进激光制造工艺研发、核心部件研制、整机系统集成等方面的技术研发与服务。激光智能制造研发团队在激光喷丸强化、激光喷丸成形、激光微纳加工等方面有十余年的研究积累,承担国家重点研发计划、国家重大专项、国防重点等研究课题十余项,形成了一系列具有自主知识产权的工艺解决方案、软件工具、核心部件等,在航空、航天、轨道交通等领域取得了显著的应用成效。


激光智能制造研发中心的工作主要围绕先进激光制造工艺研发与加工服务、激光加工装备核心部件研制、激光加工装备整机系统集成三方面展开。


一、先进激光制造工艺研发与加工服务


▲ 激光喷丸强化:面向核心部件高性能长寿命服役需求,针对不同材料/零件结构,提供激光喷丸表面强化工艺解决方案与加工服务,支撑航空、航发、核电等领域的应用需求。

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● 航发叶片激光喷丸强化



▲ 激光喷丸成形:主要用于大型薄壁构件的无模柔性成形与校形,针对不同尺寸和形状壁板,提供“测量-规划-成形”一体化工艺方案和成形加工服务,可满足航空、航天、轨道交通等领域大型整体构件的成形需求。

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● 机车车头铝合金蒙皮(1.0×0.5 ㎡)

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● 大型铝锂合金壁板(3×2㎡)



▲ 超快激光精密微加工:金属、玻璃、陶瓷等材料三维微结构的超快激光精密制孔、切割以及薄膜图案化,如锥顶直径10um高度500um的大面积多孔玻璃微锥阵列加工。

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● 超快激光微纳结构加工



二、激光加工装备核心部件研制


针对高能脉冲激光加工需求,研制激光喷丸智能控制器、激光喷丸“测量-规划-成形”一体化装备等,可用于激光喷丸强化、激光喷丸成形、脉冲激光加工材料去除等。


1.激光喷丸强化智能控制器


针对复杂薄壁结构件,基于UG-CAM和手眼标定实现复杂型面的工业机器人轨迹规划。研发中心自主研制的激光喷丸智能控制器实现激光器出光-机器人运动协调控制和激光出光-出光反馈闭环控制,实现目标位置和特定时刻激光脉冲精准触发,最高频率能达到50Hz。基于机器学习算法实现工艺质量智能在线多传感实时监测,脉冲声场辨识准确率在95%以上。


● 激光喷丸智能控制器应用



2.大型整体壁板激光喷丸“测量-规划-成形”一体化装备

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● 激光喷丸“测量-规划-成形”一体化装备


可应用于飞机壁板、机车蒙皮等领域的激光喷丸成形智能化自动化控制,实现“测量-规划-成形”一体化闭环流程。基于双目视觉在位尺寸测量与反馈,测量精度<0.3mm,检测效率5min/m2,检测结果三维可视化;基于固有矩理论,根据形状偏差规划激光喷丸工艺参数和喷丸路径,可实现曲率半径500mm以上的大型整体壁板成形;大幅面动态扫描装置,最大扫描范围1mx1m,具备光斑矫形和聚焦功能,保证激光投射到工件任意位置保持相同的光斑形状和尺寸。

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● “测量-规划-成形”一体化闭环流程


3.飞秒激光加工光学模块设计


激光扫描加工、光斑整形、同轴显微聚焦加工光路设计,可实现振镜高速扫描与显微聚焦组合的高效精密双工位加工、加工激光光斑形状可编程调控、加工过程“泵浦-探测”明/暗场原位观测等功能。

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三、激光加工装备整机系统集成


研发中心拥有激光加工装备整机系统集成的工程技术团队,具备与工业机器人、各类运动平台集成能力,可以根据需求定制各类脉冲激光加工装备。

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● 自动化激光喷丸装备


截至目前,激光研发中心上述相关研发成果已在上飞、商发、航天八院、成飞、中车等企业中应用,并取得良好反响。激光研发中心将在此基础上,进一步聚拢优势资源,加大科研攻关力度,力求为更多企业提供更多、更好用、更可靠的产品和创新技术解决方案,为平台发展添砖加瓦。




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联系人:李志

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