申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2023-11-24

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117862706A

主分类号：B23K26/384

分类号：B23K26/384;B23K26/142;B23K26/70

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明公开一种基于同轴吹气空间激光加工发动机叶片冷却异形孔的方法，属于激光应用领域，针对发动机叶片异形孔特征设计优化激光空间光场，结合气体辅助实现目标异形孔的叩击式一体成型，实现发动机叶片异形孔高质高效加工。基于发动机叶片常使用带热障涂层的高温合金表层和内部材料组分性质迥异这一特点，将高斯光场整形成不同形状及能量分布的三维空间光，调控空间整形光场最低能量密度大于各组分加工阈值，调控空间整形光场形状与目标异形孔一致，并采用机器学习对空间整形光场进行优化，得到最佳光刀，结合空间相位变换，实现一种孔型光刀到另一种孔型光刀的快速切换，以提升同批次不同形状异形孔大规模阵列的加工效率。

主权项：1.一种基于同轴吹气空间激光加工发动机叶片冷却异形孔的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：根据发动机冷却异形孔的横截面形状和纵向深度梯度要求，确定多个初步的三维空间光场形状及能量分布，得到对应的光场相位图；步骤二：根据发动机叶片所使用的具有热障涂层的高温合金材料组分的阈值差异，计算出不同材料组分的加工阈值Fth1和Fth2，调控空间整形光场最低能量密度Fmin大于不同材料组分的加工阈值Fth1和Fth2；步骤三：根据发动机叶片材料的导热性差异，测量不同温度和压强的气体下相同激光脉冲个数烧蚀单一材料的去除体积，选取不同组分材料去除体积差异最小的气体温度和压强，在加工过程中清理材料碎屑且降低不同组分材料去除差异性；步骤四：利用同轴吹气辅助激光加工实验系统，利用初步设计的多个光场相位图进行加工，得到异形孔加工结果；步骤五：使用所述异形孔加工结果与对应的相位图进行机器学习，使得对于一个新的相位图能模拟仿真出加工结果；对于仿真得到的加工结果，使用神经网络算法，以与理想异形孔的形状的相似度作为判据，若与理想异形孔的形状的相似度未能达到预设阈值，则修改能量分布比例和梯度，进行迭代，直至输出满足判据的相位图；步骤六：针对不同形状的异形孔，重复步骤一到步骤五，生成光刀相位图并进行储存，加工不同形状的异形孔时调用与异形孔形状对应的光刀相位图，完成异形孔的加工。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 基于同轴吹气空间激光加工发动机叶片冷却异形孔的方法

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