激光喷丸成形

精密成形与强化

激光喷丸成形是一种强大的、以激光为基础、将金属零件成形到特定几何形状的方法。

我们使用有限元建模和精密激光喷丸相结合的模式，将金属塑造成精确的轮廓和角度。

复杂的曲率

激光喷丸工艺可以预测塑性应变分布，这使得激光喷丸成形成为可能，而这些应变分布可以在建模工具中显示，因此可以使用有限元分析（FEA）来模拟所施加的塑性应变以及周围材料的弹性响应。这样我们就可以对零件独特曲率和形状进行准确预测。

适用激光喷丸成形的材料很多，比如铝合金、钛合金。MTLS的建模能力可以为激光喷丸成形工艺提供数据支持，在材料允许的形变内实现特定的零件几何形状。通过实验样品的物理测试来对模拟分析结果进行验证，可以得到模拟分析与实际测试的物理结果相符，且精度在5%以内。

激光喷丸矫形

激光喷丸成形的另一个优点在于，该方法可作用于失真零件。激光喷丸工艺可以重塑不合格零件，并将其恢复到设计公差范围内，而不会产生损坏结构的塑性变形。由于激光喷丸成形的精确建模和加工能力，并用于减轻发动机曲轴中的变形。

期望效果：

——加工表面的残余压应力（图1）

——改善拉应力分布（图2）

——增强抗应力腐蚀性

——增强疲劳性能

——表面光洁度改性

——渐变的几何结构（图3）

控制

最大变形量取决于材料厚度。通过控制功率密度、脉冲宽度和喷丸层数，可以将成形调整到最大变形量。

附加约束条件可以有倾向性的减轻或增强变形效果。

不同成形方式

自由成形

将零件固定在适当位置，对指定区域进行激光喷丸，使零件逐步达到预期形变。

预应力成形

某些特殊成形工艺，需要对零件增加约束条件，以到达预期效果。

组合成形

激光喷丸成形与机械成形相结合。

建模分析

激光喷丸成形技术可应用于航空、海运（包括维修）和其它需要金属精确成形的行业。MTLS模拟了不同的激光喷丸成形模式，并使用各种激光喷丸参数来实现客户所需的形状。

有限元分析（FEA）可以模拟激光喷丸产生的塑性变形以及附近区域的弹性响应，从而对零件成形进行精确预测。

复合曲率试件的有限元模型（图1）

根据有限元分析指导加工的试样（图2）

发动机曲轴的横截面图，显示了由于偏心引起的不平衡残余应力，及由于不平衡残余应力而预测的变形（图3）

探讨激光成形

激光喷丸矫形是一种延长零件寿命处理方式，通过减轻零件变形程度，提高零件的疲劳强度。MTLS成功的进行了建模和应用，使塑性变形变的可控，将零件恢复到公差限度内同时改善内部残余应力分布，提高零件的可靠性。

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