激光预冲击提高激光动态柔性微胀形成形质量

范燕萍; 沈宗宝; 李品; 张金殿; 刘会霞

doi:10.37188/OPE.20223005.0584

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激光预冲击提高激光动态柔性微胀形成形质量

微纳技术与精密机械 | 更新时间：2022-03-25

- 激光预冲击提高激光动态柔性微胀形成形质量
- Improving the forming quality of laser dynamic flexible micro-bulging by laser pre-shocking
- 光学精密工程 2022年30卷第5期页码：584-593
- 作者机构：
  
  江苏大学机械工程学院，江苏镇江 212013
- 作者简介：
  
  [ "范燕萍（1982-），江苏镇江人，博士研究生，实验师，2007年于南京理工大学获得硕士学位，主要从事激光先进制造技术的研究。E-mail：fanyanpin@ujs.edu.cn" ]
  [ "沈宗宝（1984-），男，江苏盐城人，高级实验师，2007年、2010年、2017年于江苏大学分别获得学士、硕士和博士学位，主要从事激光先进制造技术的研究。E-mail： szb@ujs.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  中国博士后科学基金资助项目(2019M651724);国家自然科学基金资助项目(52075226)
- DOI：10.37188/OPE.20223005.0584
  中图分类号： TG665
- 收稿日期：2021-08-17，
  
  修回日期：2021-09-10，
  
  纸质出版日期：2022-03-10
- 稿件说明：
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范燕萍,沈宗宝,李品等.激光预冲击提高激光动态柔性微胀形成形质量[J].光学精密工程,2022,30(05):584-593.

FAN Yanping,SHEN Zongbao,LI Pin,et al.Improving the forming quality of laser dynamic flexible micro-bulging by laser pre-shocking[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(05):584-593.
范燕萍,沈宗宝,李品等.激光预冲击提高激光动态柔性微胀形成形质量[J].光学精密工程,2022,30(05):584-593. DOI： 10.37188/OPE.20223005.0584.

FAN Yanping,SHEN Zongbao,LI Pin,et al.Improving the forming quality of laser dynamic flexible micro-bulging by laser pre-shocking[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(05):584-593. DOI： 10.37188/OPE.20223005.0584.

摘要

提出了一种激光预冲击辅助激光动态柔性微胀形的新型微成形工艺，以提高微成形件的质量。本工艺利用激光冲击对紫铜箔进行预处理以提高其成形性能，并从胀形深度、表面质量、厚度减薄率、成形对称性、断面形貌等方面研究了微胀形件的成形质量。实验结果表明，胀形深度及表面粗糙度随着激光能量的增加而增加，当激光能量从325 mJ增加至575 mJ时，胀形深度从216.3 μm增至388.7 μm。微胀形件的成形质量随着激光能量的增加而恶化。微胀形件的最大厚度减薄位置位于胀形中心区，局部颈缩则出现在胀形中心区和模具入口区，然而断裂发生在模具入口区。随着激光能量的增加，断裂模式由剪切断裂与韧性断裂的混合模式转变为剪切断裂。激光预冲击有利于提高微胀形件的成形质量，并抑制局部颈缩的产生。

Abstract

In this study， a novel micro forming process called laser pre-shocking assisted laser dynamic flexible micro-bulging is proposed to improve the quality of micro-formed parts. The laser shocking was used to pretreat copper foil to improve its formability， and the forming quality of micro-bulging parts was examined from the perspective of bulging depth， surface quality， thickness reduction rate， forming symmetry， and cross-section morphology. The experimental results indicated that the bulging depth and surface roughness increased with the increase in laser energy. When the laser energy increased from 325 mJ to 575 mJ， the bulging depth increased from 216.3 μm to 388.7 μm. The forming quality of micro-bulging parts deteriorated with the increase in laser energy. The maximum thickness reduction of the micro-bulging parts and local necking occurred in the central area of the bulging and mold entrance area. However， fracture occurred in the mold entrance area. With the increase in laser energy， the fracture mode changed from a mixed mode of shear and ductile fractures to shear fracture. Laser pre-shocking is beneficial to improve the forming quality of micro-bulging parts and restrain the occurrence of local necking.

关键词

Keywords

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