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公开(公告)号：CN111112621B
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202010073427.X
申请日：2020-01-22
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种激光定向能量沉积熔池形貌尺寸预测与监控方法，步骤一、建立计算流体力学模型，进行网格的划分，定义材料热物理属性，进行模型初始化；步骤二、建立控制方程，并依据方程模拟出熔池；步骤三、根据各个网格的体积分数变量和温度判断各交界面和熔池的实时形貌位置，计算出熔池的尺寸。本发明建立了一种基于激光定向能量沉积的热流传输模型，可用于实时的监控熔池尺寸的变化，解决了激光定向能量传输过程中熔池尺寸难以监控的问题，对于激光定向能量沉积的工程应用有很好的借鉴意义。
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公开(公告)号：CN108733912B
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN201810471813.7
申请日：2018-05-17
Applicant: 南京理工大学
IPC: G06F30/20 , G06F119/14 , G06F111/10
Abstract: 本发明提出一种机器人旋转超声钻削CFRP/铝合金叠层结构出口毛刺高度预测方法，首先建立两个主切削刃轴向的运动轨迹方程，并得到钻削过程中的动态钻削厚度和一个振动周期内的平均钻削厚度；其次，分别对主切削刃和横刃上的轴向力进行了分析与计算，结合机器人弱刚度系数K，建立机器人旋转超声钻削轴向力表达式；再次，分析铝合金出口毛刺的形成过程，确定毛刺生成的初始位置；接着，利用薄板变形理论计算轴向力引起的弯曲挠度，进而确定各个加工位置的变形量；然后，基于能量守恒理论解析临界屈服厚度；最后，通过体积守恒理论建立出口毛刺高度模型，并开展钻削实验验证模型的有效性。
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公开(公告)号：CN113042752A
公开(公告)日：2021-06-29
申请号：CN202110279108.9
申请日：2021-03-16
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明提出一种激光粉末床熔融任意形状识别与分区域扫描虚拟打印方法，通过导入外部stl几何文件或输入四边形顶点坐标构建扫描区域，输入扫描路径相对于X轴的旋转角度。根据单区域或多区域扫描需求规划每个区域的路径；在每个区域中，确定每条扫描线的起点和终点，计算激光运动过程中每一时刻激光中心的坐标，结合热流体模型，实现复杂结构体的内部填充扫描和轮廓扫描。本发明仅需输入几何模型和扫描路径的旋转角度即可生成扫描路径，无需对每种扫描区域单独构建路径算法，效率高且使得复杂几何形状路径规划条件下的激光粉末床熔融过程模拟仿真成为可能；内部填充路径可自定义不同的路径规划方案，对于分析不同扫描路径的优劣提供了更便捷的方法。
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公开(公告)号：CN113042749A
公开(公告)日：2021-06-29
申请号：CN202110258989.6
申请日：2021-03-10
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明提出一种激光粉末床熔融近表层成形缺陷实时消除方法，首先通过外置采集系统实时监测激光粉末床熔融成形缺陷与沉积层表面的距离h；然后对缺陷所在位置进行判定，当h>N个沉积层厚度时，立即进行激光重熔；当h≤N个沉积层厚度时，进行铺粉、激光粉末床熔融成形，如此往复，直至累积打印高度H达到指定高度后，对沉积层表面进行激光重熔。与现有成形技术相比，本发明不仅可以降低成形件表面粗糙度，而且能实现孔隙缺陷的及时消除，相较于逐层重熔，连续沉积多层后再进行激光重熔的成形方式，大大提高了成形效率，同时为缺陷在线反馈调节赢得了更加充裕的响应时长。
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公开(公告)号：CN107817047B
公开(公告)日：2021-04-16
申请号：CN201610823070.6
申请日：2016-09-13
Applicant: 南京理工大学
IPC: G01J1/04
Abstract: 本发明提供一种多检测头分区检测的熔池光强检测装置，包括激光光源、工作平台、检测模块，所述激光光源位于工作平台正上方，所述工作平台用于承载待检测金属，工作平台表面待检测区域划分为若干面积相等且带有不同编号的正方形子区域，检测模块与正方形子区域数量相同且检测模块包括检测头，每一检测头位于工作平台上方且与其对应的一正方形子区域的中心连线平行于检测头轴线，每一检测头与其对应的正方形子区域的中心间的距离相等且连线与工作平台夹角相同；所述检测头接收熔池光并转化为数字信号后传输至外部运算系统。本发明可以实现实时精确的检测激光加工过程中的熔池光信号。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110868325B
公开(公告)日：2020-11-03
申请号：CN201911171251.5
申请日：2019-11-26
Applicant: 南京理工大学
IPC: H04L12/24
Abstract: 一种可降低刚度矩阵构建难度的均匀网格划分方法，首先将模型划分为形状均匀大小一致的六面体网格单元：确定模型包围盒、分辨率后，沿Z方向，间隔一个棱长单位进行切层得到模型横截面，再沿Y方向，间隔一个棱长单位进行切线划分得到截线交点，最后沿X方向，遍历得到均匀网格划分情况；再构建单元刚度，由于六面体单元形状大小均相同，因此不需要重复计算每个单元体的刚度矩阵；根据材料属性以及边界条件的设定，按照各节点编号顺序构建总刚度矩阵，并进行稀疏矩阵运算，进行有限元仿真计算。本发明不需要对形状各异的单元进行单元刚度矩阵的计算，只需要计算一次即可进入总刚度矩阵的构建过程，减少用于单元刚度矩阵的计算过程。
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公开(公告)号：CN110773738B
公开(公告)日：2020-11-03
申请号：CN201911171252.X
申请日：2019-11-26
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 基于多边形几何特征识别的激光扫描路径分区域规划方法，以零件单层切片为对象，识别并提取当前层切片中的各个多边形连通区域，求取多边形连通区域的主轴方向后利用投影法分别求取多边形连通区域在主轴方向及与主轴垂直方向的跨度，将两个方向的跨度均大于用户设定阈值的多边形连通区域采用岛型扫描方式规划扫描路径，不满足的多边形连通区域采用平行扫描方式规划扫描路径。本发明可避免对小连通区域进行岛型扫描路径规划，提高计算效率及小连通区域的加工效率、成形质量；有效避免过长扫描线的出现，减少零件变形量；保障层间搭接，均衡温度场；减少了实际加工中激光跳转的空行程，提高了加工效率。
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公开(公告)号：CN110889903B
公开(公告)日：2020-10-30
申请号：CN201911177608.0
申请日：2019-11-26
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 一种基于切层策略的三维模型快速体素化方法，首先基于模型包围盒建立三维模型体素空间；再用垂直于Z轴的平面逐层切割三维模型得到所切截面；其次在二维平面上用垂直于Y轴直线逐层切割所得截面得到多条截线；然后沿X方向点亮所得切线上所有体素单元。重复上述步骤，做到由线到面至体，点亮所有三维模型占体素单元做到三维模型体素化。该方法可实现直接将模型进行整体切割，可以针对具有复杂几何特征的模型进行快速处理。
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公开(公告)号：CN111689764A
公开(公告)日：2020-09-22
申请号：CN202010639185.6
申请日：2020-07-06
Applicant: 南京理工大学
IPC: C04B35/10 , B33Y70/00 , B33Y80/00 , C04B35/04 , C04B35/057 , C04B35/14 , C04B35/45 , C04B35/46 , C04B35/48 , C04B35/50 , C04B35/505 , C04B35/56 , C04B35/565 , C04B35/622 , C04B35/64
Abstract: 本发明涉及一种低成本激光选区熔化用陶瓷粉末制备及其离焦成形方法，采用以下步骤：准备陶瓷材料的粉末或粉末混合物；CAD模型的设计导入及切层；使用辊子对制备好的陶瓷材料的粉末或粉末混合物进行铺粉和压粉工序，得到粉层胚体；控制成形缸升降，将粉层胚体置于离焦状态；通过熔化热源将所述粉层胚体的特定区域加热至最高温度，熔化冷却后凝固致密一体化；判断所有切层是否完成；回收粉末原料，取出成形件。本方法充分利用低成本的不规则陶瓷粉末，可节约原料成本；通过离焦打印优化了熔池的温度场分布，减小了温度梯度。采用本发明解决了SLM陶瓷粉末要求高、加工条件苛刻、工艺及后处理复杂繁琐、零件制备成本高且性能不足等问题。
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公开(公告)号：CN109909806B
公开(公告)日：2020-06-19
申请号：CN201910222428.3
申请日：2019-03-22
Applicant: 南京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种提升机器人铣削稳定域的方法，包括步骤1、建立机器人旋转超声铣削动态切屑厚度模型；步骤2、建立机器人旋转超声铣削动态切削力模型：步骤3、构建机器人旋转超声铣削稳定域解析模型：步骤4、求解机器人旋转超声铣削稳定域：步骤5、绘制机器人旋转超声铣削颤振稳定性曲线并实现稳定域预测。本发明提出将旋转超声技术与机器人铣削相结合，大大提升了机器人铣削加工的稳定域，达到了很好的抑制颤振效果，同时在机器人旋转超声铣削加工条件下，提出了用于普通立铣刀的三维稳定性分析方法，使得稳定性分析更符合铣削的实际工况。
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