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激光冲击驱动飞片成形性能
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2014.7
  • 页码:1743-1750
  • 分类:TG665[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]江苏大学机械工程学院,江苏镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51175235);江苏省自然科学基金资助项目(No.BK2012712);江苏高校自然科学基金资助项目(No.13KJB460003);江苏大学大学生科研立项资助项目(No.12A396)
  • 相关项目:强脉冲激光驱动飞片加载金属箔板微成形基础研究
中文摘要:

为了实现金属箔板大面积微弯曲成形,本文结合激光冲击微弯曲成形技术与软模成形技术的优点,提出了激光冲击软模大面积微弯曲成形方法.该方法是在脉冲激光冲击波压力下,将软模作为柔性冲头作用于金属箔板来实现工件成形的.实验中使用了Innolas Gmbit公司生产的Spitlight 2000 THG脉冲激光器,将250 μm厚的聚氨酯橡胶薄膜作为软模,采用德国LPKF-ProtoMat-C60型雕刻机在印刷电路板上加工出深度为120 μm的U型多槽模具,实现了在厚度为30 μm的铜箔板上一次性对3个U型凹槽冲击成形.用KEYENCE VHX-1000C超景深三维显微系统进行工件观测,结果显示工件上的微成形槽具有良好的轮廓质量.以ANSYS/LS-DYNA为平台,使用有限元建模(FEM)方法对微弯曲过程进行了数值模拟.实验和模拟结果均表明,加载软模的工件与模具的U型凹槽特征在形状上更加接近,成形工件更加均匀,而且具有较好的表面质量,其最大平均成形深度可达110 μm,大于激光直接冲击成形的最大深度(88 μm),说明使用软模提高了充型能力.

英文摘要:

To implement the large area micro bending forming of metal foils, this paper presents a large area micro bending method by laser shock wave based on advantages of laser shock bending forming and soft punch forming. With this method, the metal sheets would be deformed under the soft punch. In the experiments, a pulse Nd-YAG laser (Innolas Gmbit Spitlight 2000 THG) with Gaussian distribution beam was employed, and the polyurethane rubber with a thickness of 250μm were used as the soft punch. The U-shaped grooves with a depth of 120μm were machined on a printed circuit board with an engraving machine made in Germany(LPKF-ProtoMat-C60). After one impact, three U-shaped grooves were replicated from the mold on cooper foils with a thickness of 30 μm. Observed by the digital measurement system (KEYENCE VHX-1000C), the deformed micro grooves in the work piece own good contour shape. Besides, the numerical simulation was used to understand the micro-bending process by the ANSYS/LS-DYNA software. The experiment and simulation results show that the work pieces with soft punch have more uniform multi-groove contour shapes and good surface quality. The depth of the deformed micro grooves in the work piece reaches as deep as 110μm, higher than that from the laser direct shock shape(88μm). Therefore, it implies that this kind of process improves the work piece forming ability and quality.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699