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[发明专利]电子束多熔丝原位增材制造冶金时长闭环控制方法及系统-CN202211001367.6有效
发明人：都东;李自祥;常保华;王力 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-08-19 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： B23K15/00 文献下载
摘要：本发明提供一种电子束多熔丝原位增材制造冶金时长闭环控制方法及系统。该方法包括：获取电子束作用下多熔丝原位增材制造过程对应的熔池图像；电子束包括通过偏转电压信号形成的交替工作的电子束主束和电子束分束；基于熔池图像得到相应的熔池长度，并基于熔池长度及预设的工作台移动速度确定当前实际冶金时长；确定当前实际冶金时长与目标冶金时长之间的冶金时长差值，并根据冶金时长差值对电子束分束的参数进行调整，以实现对冶金时长的闭环控制。本发明提供的方法，能够有效提高了原位增材制造过程中冶金时长的稳定性，避免了因冶金反应过长而导致的熔池流淌的问题，同时改善了因冶金反应时长不足而导致的冶金缺陷，从而提升了原位成形质量。
电子束多熔丝原位制造冶金闭环控制方法系统

[发明专利]一种钛/铝异种合金材料及其制备方法-CN202310428032.0在审
发明人： 常保华;张东起;都东;刘冠;蒲泽;薛帅 -专利权人：清华大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： B32B15/01 文献下载
摘要：本发明涉及金属加工技术领域，尤其涉及一种钛/铝异种合金材料及其制备方法。所述钛/铝异种合金材料包括依次层叠设置的：1)一层以上钛合金层；2)一层以上交织层；3)一层以上铝合金层；每层所述交织层由选自钛合金、铝合金和过渡材料中的两种以上贴合设置的条状材料交替构成，相邻两个所述条状材料的边缘相互平齐；其中，所述过渡材料选自金属单质和合金材料；在每层所述交织层中，每个所述条状材料的宽度占交织层总宽度的2～7％。本发明提供的钛/铝异种合金材料，可以解决目前钛/铝异种金属接头力学性能差、界面产生大量金属间化合物的问题。
一种铝异种合金材料及其制备方法

[发明专利]基于电子束熔丝沉积大滴过渡的点阵结构零件制备方法-CN202211610969.1在审
发明人：都东;梁志跃;王力;张昊宇;李自祥;廖振宇;常保华 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明提供一种基于电子束熔丝沉积大滴过渡的点阵结构零件制备方法，包括：沉积开始前，设定合适的熔滴过渡距离；确定所述熔滴过渡距离后设定电子束能量参数和偏转参数，使电子束熔化丝材；先选择熔滴脱离模式后所述丝材熔化形成熔滴执行单层结构熔丝沉积；在单层结构熔丝沉积完成后停止电子束流及丝材传送，冷却已沉积层至顶部温度低于阈值温度；按照零件设计要求调节相对位置，执行下一层沉积。本发明解决了现有点阵结构零件制造难度大、质量不佳的问题。
基于电子束沉积过渡点阵结构零件制备方法

[发明专利]电子束熔丝沉积中丝材与电子束相对位置的在线控制方法-CN202211612547.8在审
发明人：都东;梁志跃;廖振宇;王力;张昊宇;李自祥;常保华 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-12-14 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： B22F10/20 文献下载
摘要：本发明提供一种电子束熔丝沉积中丝材与电子束相对位置的在线控制方法，该方法包括：获取丝材与电子束的实时相对位置；根据预先标定的丝材与电子束的目标相对位置，确定丝材与电子束的实时相对位置与目标相对位置之间的偏差量；根据偏差量，确定丝材的控制参数；根据丝材的控制参数，在线调整丝材与电子束的实时相对位置。该方法通过对电子束熔丝沉积过程中丝材与电子束相对位置进行实时监测和调节，能够保证丝材和电子束相对位置不偏离理想值，从而有效提升制造过程的稳定性和连续性。
电子束沉积中丝材相对位置在线控制方法

[发明专利]基于激光电弧共熔池非耦合的高速焊驼峰缺陷抑制方法-CN202210114591.X有效
发明人：都东;薛博策;常保华 -专利权人：清华大学
申请日： 2022-01-30 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： B23K26/348 文献下载
摘要：本发明涉及焊接领域，提供一种基于激光电弧共熔池非耦合的高速焊驼峰缺陷抑制方法，沿焊接方向在激光焊枪的后方串联钨极氩弧焊枪，然后调整钨极氩弧焊枪与激光焊枪之间的距离，以及调整钨极氩弧焊枪的电弧。钨极氩弧焊枪的电弧与激光焊枪的激光束保持一定的距离，可以避免电弧与激光束导致的金属蒸气发生耦合作用，电弧只对激光束产生的熔池的行为进行调控。调整电弧可以改变电弧的电弧力和电弧热，保证熔池的最高点与待焊工件表面的最大距离Z小于或等于预设高度。如此，在电弧力的作用下，熔池中的高速液流减速，且在电弧热的作用下，熔池宽度增大，因而熔池中液流的稳定性增强，驼峰缺陷被抑制。
基于激光电弧熔池耦合高速驼峰缺陷抑制方法

[发明专利]基于电子束扫描辅助双丝增材原位合成NiTi形状记忆合金的方法-CN202110982201.6有效
发明人： 常保华;蒲泽;都东;王开明;刘冠;张东起 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-08-25 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： B22F10/20 文献下载
摘要：本发明提供一种基于电子束扫描辅助双丝增材原位合成NiTi形状记忆合金的方法。包括：确定目标NiTi合金构件的沉积路径；以纯Ni丝、纯Ti丝为打印丝材，NiTi合金板为增材基板，并进行固定；确定纯Ni丝和纯Ti丝在真空室内的空间位置；启动真空泵组；设定电子束熔丝增材制造参数，控制电子束偏转扫描；根据目标NiTi合金成分确定纯Ni丝和纯Ti丝的送丝速度，按照设定的沉积路径逐层打印，完成所有层数即获得目标NiTi合金构件。本发明可实现按成分所需，灵活高效地制备高纯度、均质、致密和性能优良的NiTi合金构件。
基于电子束扫描辅助双丝增材原位合成 niti 形状记忆合金方法

[发明专利]双通道电子束熔丝沉积熔滴过渡状态监测方法及装置-CN202111416046.8有效
发明人：都东;梁志跃;王力;张昊宇;李自祥;常保华 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-11-25 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： B22F10/20 文献下载
摘要：本发明提供一种双通道电子束熔丝沉积熔滴过渡状态监测方法及装置，该方法包括：在电子束熔丝沉积过程中，通过第一通道获取由基板/工件吸收电子束流而形成的第一电流信号，以及通过第二通道同步获取由金属丝吸收电子束流而形成的第二电流信号；根据第一电流信号和第二电流信号的波形特征，确定熔丝沉积过程的熔滴过渡状态。该方法充分利用了电子束与物质相互作用后的特性，无需在真空室内引入额外的信号源即可实现在线监测，同时不仅可监测熔滴过渡状态，还可增强监测系统的鲁棒性，且该方法实时性好、采样频率可调，不易受成形过程中金属蒸汽、飞溅及真空环境的影响，也不会干扰成形过程。
双通道电子束沉积过渡状态监测方法装置

[发明专利]一种蒸发冷却与蒸发冷凝一体化空气处理机组-CN202110793811.1有效
发明人：李风雷;苏建秀;常保华;徐俊娇;吴宗达 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-07-14 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： F24F5/00 文献下载
摘要：本发明属于制冷空调技术领域，具体是一种蒸发冷却与蒸发冷凝一体化空气处理机组。包括依次相连通的进风初效段、蒸发冷却段、第一混合室、再冷段以及送风段，进风初效段上设置有室外空气的进风口a，蒸发冷却段与进风初效段连接的一侧设置有产出空气进风口和工作空气进风口，蒸发冷却段壁面上设置工作空气排风口，工作空气排风口与工作空气排风管相连接然后接第二混合室，第一混合室箱体上设置有回风口，再冷段上设有流体管道a和流体管道b，送风段的箱体上设有送风口；第二混合室箱体上设有进风口d、室外空气的进风口b和室内排风的进风口c，进风口d与工作空气排风管连接，蒸发式冷凝段接制冷剂进口管道c和制冷剂出口管道d。
一种蒸发冷却冷凝一体化空气处理机组

[实用新型]一种蒸发冷却与蒸发冷凝一体化空气处理机组-CN202121599073.9有效
发明人：李风雷;苏建秀;常保华;徐俊娇;吴宗达 -专利权人：太原理工大学
申请日： 2021-07-14 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： F24F5/00 文献下载
摘要：本实用新型属于制冷空调技术领域，具体是一种蒸发冷却与蒸发冷凝一体化空气处理机组。包括依次相连通的进风初效段、蒸发冷却段、第一混合室、再冷段以及送风段，进风初效段上设置有室外空气的进风口a，蒸发冷却段与进风初效段连接的一侧设置有产出空气进风口和工作空气进风口，蒸发冷却段壁面上设置工作空气排风口，工作空气排风口与工作空气排风管相连接然后接第二混合室，第一混合室箱体上设置有回风口，再冷段上设有流体管道a和流体管道b，送风段的箱体上设有送风口；第二混合室箱体上设有进风口d、室外空气的进风口b和室内排风的进风口c，进风口d与工作空气排风管连接，蒸发式冷凝段接制冷剂进口管道c和制冷剂出口管道d。
一种蒸发冷却冷凝一体化空气处理机组

[实用新型]激光熔覆设备的送料装置-CN202122986487.3有效
发明人： 常保华 -专利权人：苏州华普森激光科技有限公司
申请日： 2021-12-01 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： C23C24/10 文献下载
摘要：本实用新型公开了激光熔覆设备的送料装置，具体涉及送料技术领域，包括送料箱，所述送料箱的内部开设有粉碎槽和输送槽，所述粉碎槽与输送槽之间开设有通孔，所述粉碎槽与输送槽两侧的内壁分别转动连接有一号转动轴和二号转动轴，所述一号转动轴由中间向两端分布的表面分别固定套接有粗打磨盘、细打磨盘和推料筒，所述二号转动轴的表面固定套接有绞龙，所述底板的上表面固定安装有若干个减震弹簧。本实用新型通过动力电机带动一号转动轴和二号转动轴转动，从而一号转动轴上的粗打磨盘、细打磨盘和推料筒将材料作进一步的粉碎，而二号转动轴上的绞龙将粉碎的材料传输到出料管；因此该装置有助于激光熔覆设备的使用。
激光设备装置

[实用新型]旋转激光熔覆头-CN202122987552.4有效
发明人： 常保华 -专利权人：苏州华普森激光科技有限公司
申请日： 2021-12-01 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： C23C24/10 文献下载
摘要：本实用新型公开了旋转激光熔覆头，包括相互对称安装的一对半圆形滑轨，各半圆形滑轨的左右两侧均一体形成有安装板，各安装板的表面均开设有螺纹孔，各螺纹孔的内部均螺纹安装有锁紧螺栓，锁紧螺栓的底端螺纹安装有适配螺母，各半圆形滑轨的内壁表面均开设有滑动槽，半圆形滑轨的左右两端均可拆卸安装有锁紧板。上述方案中，通过设置半圆形滑轨、滑动槽、适配底座以及滑动底块，利用其几者的相互配合，使其熔覆头通过其底端的适配底座以及滑动底块安装吸附于半圆形滑轨的内部滑动槽内，并手动控制熔覆头通过滑动底块和适配底座在半圆形滑轨的内部进行三百六十度的旋转操作，从而进一步的提升其装置的适配程度，并保证其装置的灵活性。
旋转激光熔覆头

[实用新型]激光增材制造3D测量装置-CN202122986488.8有效
发明人： 常保华 -专利权人：苏州华普森激光科技有限公司
申请日： 2021-12-01 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G01B5/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了激光增材制造3D测量装置，具体涉及测量装置领域，包括双面侧距角板，所述双面侧距角板上分别开设有一号滑槽和二号滑槽，所述一号滑槽和二号滑槽内壁均滑动连接有滑块，两个所述滑块的一端均固定连接有外指标夹板，两个所述滑块的另一端固定连接有顶压圈，所述顶压圈内螺纹连接有连接圆盘。本实用新型通过设置双面侧距角板和转动卷尺，通过外刻标或者内刻标观测此时物体的高度，而此时可通过拉动转动卷尺，从被测物体的上表面测量其长度或者宽度或者对角线，由于顶压圈为转动连接，其具有可根据需求进行转动，这使得本装置在使用时可同时进行多方位的测量，实现3D测量的作用，提高测量效率。
激光制造测量装置

[实用新型]用于激光增材制造叶片的夹具-CN202122987551.X有效
发明人： 常保华 -专利权人：苏州华普森激光科技有限公司
申请日： 2021-12-01 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： B25B11/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了用于激光增材制造叶片的夹具，包括稳定底座，稳定底座顶端的一侧可拆卸安装有固定螺栓，稳定底座顶端的另一侧可拆卸安装有升降调节杆，升降调节杆的顶端可拆卸安装有工作台，工作台顶端的两侧均开设有安装凹槽，安装凹槽内部的一侧可拆卸安装有移动杆，移动杆的一侧可拆卸安装有移动块，移动块的内部镶嵌安装有第一轴承，第一轴承的内部固定套接有第一驱动杆，第一驱动杆的表面固定套接有第一限位轮。上述方案中，夹具利用第一防护垫和第二防护垫之间的相互配合，从而保证叶片的质量，避免了因为夹具本身不具备叶片防护功能，所以一旦夹具长时间与叶片接触，就会导致叶片的损坏，进而增加成本的问题。
用于激光制造叶片夹具

[发明专利]激光金属沉积一次枝晶间距预测方法和系统-CN202110328383.5有效
发明人： 常保华;刘冠;都东;王开明;蒲泽;张东起 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-03-26 - 公布日： 2022-02-18 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明提供一种激光金属沉积一次枝晶间距预测方法和系统，其中预测方法包括：采集激光金属沉积过程中的激光特征数据，所述激光特征数据包括激光功率和激光扫描速度；将所述激光特征数据输入间距预测模型，输出一次枝晶间距预测结果；其中，所述间距预测模型是基于激光特征样本数据以及预先确定的一次枝晶间距标签进行训练后得到。本发明通过将激光功率和激光扫描速度输入间距预测模型，可以得到一次枝晶间距预测数据，间距预测模型是基于激光特征样本数据以及预先确定的一次枝晶间距标签进行训练后得到，本发明提供的方法精度高，时效性好，有利于实现工业应用上微观组织实时控制。
激光金属沉积一次间距预测方法系统

[实用新型]一种用于激光熔覆的智能冷却装置-CN202121436978.4有效
发明人： 常保华 -专利权人：苏州华普森激光科技有限公司
申请日： 2021-06-28 - 公布日： 2021-12-21 - 主分类号： C23C24/10 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于激光熔覆的智能冷却装置，具体涉及冷却设备领域，包括箱体，所述箱体内部中间位置固定连接有固定板，所述固定板右表面中间位置与所述箱体内部固定连接有台面板，所述台面板上表面中间位置开设有凹槽，所述台面板凹槽内部设有夹持件，所述台面板凹槽下方设有若干个下漏孔，所述台面板下表面且位于凹槽下方固定连接有收集盘，所述收集盘下表面中心位置连通有下水管。本实用新型通过启动抽水泵，把液体箱里的冷却液通过出水管和软水管输送到喷头里，从而对工件进行冷却，喷出后的冷却液通过收集盘把冷却液收集到下水管里面，然后再通过下水管排进液体箱里面，从而可以反复使用冷却液。
一种用于激光智能冷却装置

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