激光同轴粉末流场的优化与检测关键技术

激光制造作为一种精密的加工技术，其效率和质量在很大程度上取决于粉末材料的输送和处理方式。本文标题“激光制造中同轴粉末流场分析与检测”聚焦于一个关键环节——同轴送粉头的设计与性能评估。同轴送粉头是将粉末精确地送入激光加工区域的关键设备，其喷出的粉末流场特性直接影响到激光切割、熔覆等工艺的效果。 首先，作者深入研究了在同轴送粉过程中，粉末的分布规律和汇聚情况。粉末的分布不均匀可能会导致加工区域的温度分布不均，从而影响加工精度和表面质量。理论模型的提出是基于对粉末运动的物理规律的理解，如气体动力学、流体力学以及粉末特性等因素的综合考虑，旨在揭示粉末在喷嘴内部如何形成稳定的、可控的流动路径。 为了确保这些理论模型的实际可行性，研究人员开发了一种粉末流场检测系统。这个系统利用先进的计算机模拟（COMS）技术，能够实时监测和分析喷嘴喷出的粉末流的汇聚状态和分布形态。通过对比计算结果和实验测量数据，验证了理论模型的有效性，这为优化送粉头设计提供了可靠的依据。 粉末流场检测系统的应用不仅能够实时监控粉末的动态行为，还能够及时调整工艺参数，例如送粉速度、气压等，以适应不断变化的工作条件。这对于提升激光制造的生产效率和产品质量至关重要。此外，通过对粉末流场的深入理解和控制，也有助于减少浪费，降低环境影响，实现绿色制造。 本研究通过对激光同轴送粉粉末流场的深入分析与检测，为激光制造工艺的精细化管理和优化提供了科学基础。这一成果对于提高激光制造技术的整体水平具有重要意义，尤其是在粉末金属、陶瓷等硬质材料的加工领域。随着科技的发展，未来的研究可能进一步探索更为高效、精准的粉末输送技术，推动激光制造技术迈向更高层次。