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[发明专利]一种添加低熔点多组元合金的铝合金增材制造件及其工艺-CN202310165154.5在审
发明人：刘婷婷;朱承锋;韦辉亮;廖文和;朱志光 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-02-27 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明涉及一种添加低熔点多组元合金的铝合金增材制造件及其工艺，将低熔点多组元合金和铝合金粉末加入混粉机中混粉制备沉积态增材制造成形构件，然后将制备得到的沉积态增材制造成形构件置于热处理炉中进行固溶处理，再将固溶处理完成的构件从热处理炉中取出，置于冷却介质中进行淬火处理，淬火后的铝合金构件置于热处理炉中随炉加热、保温，得到时效处理的铝合金构件，时效后的铝合金构件置于空气中冷却至室温，得到铝合金增材制造件。本发明获得铝合金增材制造件具有优异的力学性能，显著提高了成形件质量。本发明的铝合金增材制造件可应用于如航空航天、生物医疗、武器装备等行业，满足对高强度铝合金构件的要求。
一种添加熔点多组元合金铝合金制造及其工艺

[发明专利]一种增材制造过程结构断裂与变形预测方法-CN202211476342.1在审
发明人： 韦辉亮;尹清远;刘婷婷;廖文和 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明公开了一种增材制造过程结构断裂与变形预测方法，包括步骤一：建立相应工艺参数下的热弹塑性模型，获取温度场分布结果和应力场分布结果；步骤二：根据步骤一中建立的热弹塑性模型，提取其对应的平均化固有应变矢量；步骤三：根据步骤二中的固有应变矢量，利用固有应变法预测结构的应力变形分布，预判断裂出现的危险截面位置；步骤四：根据步骤二中结构应力变形分布结果，建立内聚力模型，进行增材制造过程中结构断裂变形的可视化预测。本发明的预测方法可以实现增材制造过程中结构断裂变形的可视化预测，为增材制造工程领域提供理论参考依据，降低实际制造中的风险与成本。
一种制造过程结构断裂变形预测方法

[发明专利]一种增材制造过程数字孪生模块构建方法-CN202210094566.X有效
发明人： 韦辉亮;廖文和;刘婷婷;赵明志;乐嘉顺 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-01-26 - 公布日： 2022-11-25 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明公开了一种增材制造过程数字孪生模块构建方法，包括步骤1：进行增材制造实验，并收集相应工艺参数下的熔池尺寸作为实验数据，形成增材制造过程的物理实体；步骤2：建立增材制造过程多物理场耦合机理模型，并对机理模型的置信度进行验证，基于高置信度机理模型进行数字平台虚拟打印并获得打印结果与数据，形成增材制造物理过程的数字孪生体；步骤3：基于机器学习对工艺参数与深池尺寸进行正向、逆向预测，实现增材制造物理实体与数字孪生体的虚实融合与数据互通；步骤4：将获得的最优机器学习模型用于实验和机理模型的新数据预测，实现增材制造实验、高置信度机理模型与机器学习融合，以及相应的工艺参数与熔池尺寸的高效与准确预测。
一种制造过程数字孪生模块构建方法

[发明专利]一种基于动态补偿策略的薄壁结构智能增材制造精确控形方法-CN202110677733.9有效
发明人： 韦辉亮;刘婷婷;廖文和;刘福钦;张昌春 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-06-18 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于动态补偿策略的薄壁结构智能增材制造精确控形方法，包括步骤一：建立薄壁结构的流体力学模型；步骤二：建立步骤一流体力学模型的控制方程；步骤三：根据步骤二的控制方程进行各层同一起点的薄壁结构打印；步骤四：根据步骤三得到的薄壁结构形貌，改变扫描策略，进行薄壁结构智能控形。本发明的扫描策略可以避免薄壁圆筒在成形过程中产生的凹凸不平的现象，本发明也可在已经出现凹凸不平的表面时对零件进行修复，可以促进激光定向能量沉积技术更进一步的发展。
一种基于动态补偿策略薄壁结构智能制造精确方法

[发明专利]一种激光粉末床熔融任意形状识别与分区域扫描虚拟打印方法-CN202110279108.9有效
发明人： 韦辉亮;曹洋;廖文和;刘婷婷;张长东;张昌春 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-03-16 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明提出一种激光粉末床熔融任意形状识别与分区域扫描虚拟打印方法，通过导入外部stl几何文件或输入四边形顶点坐标构建扫描区域，输入扫描路径相对于X轴的旋转角度。根据单区域或多区域扫描需求规划每个区域的路径；在每个区域中，确定每条扫描线的起点和终点，计算激光运动过程中每一时刻激光中心的坐标，结合热流体模型，实现复杂结构体的内部填充扫描和轮廓扫描。本发明仅需输入几何模型和扫描路径的旋转角度即可生成扫描路径，无需对每种扫描区域单独构建路径算法，效率高且使得复杂几何形状路径规划条件下的激光粉末床熔融过程模拟仿真成为可能；内部填充路径可自定义不同的路径规划方案，对于分析不同扫描路径的优劣提供了更便捷的方法。
一种激光粉末熔融任意形状识别区域扫描虚拟打印方法

[发明专利]一种激光粉末床熔融近表层成形缺陷实时消除方法-CN202110258989.6有效
发明人：刘婷婷;张玲;廖文和;韦辉亮;曹洋 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-03-10 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明提出一种激光粉末床熔融近表层成形缺陷实时消除方法，首先通过外置采集系统实时监测激光粉末床熔融成形缺陷与沉积层表面的距离h；然后对缺陷所在位置进行判定，当hN个沉积层厚度时，立即进行激光重熔；当h≤N个沉积层厚度时，进行铺粉、激光粉末床熔融成形，如此往复，直至累积打印高度H达到指定高度后，对沉积层表面进行激光重熔。与现有成形技术相比，本发明不仅可以降低成形件表面粗糙度，而且能实现孔隙缺陷的及时消除，相较于逐层重熔，连续沉积多层后再进行激光重熔的成形方式，大大提高了成形效率，同时为缺陷在线反馈调节赢得了更加充裕的响应时长。
一种激光粉末熔融表层成形缺陷实时消除方法

[发明专利]一种用于增材制造工艺的知识建模方法-CN202210180524.8在审
发明人：刘婷婷;呼和都乐;廖文和;韦辉亮;张长东;张凯 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-02-25 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： G06N5/02 文献下载
摘要：本发明提供一种用于增材制造工艺的知识建模方法，包括获取增材制造工艺中涉及的概念；构建所述概念之间的关系约束根据约束关系构建增材制造知识规则，得到知识模型。本发明通过建立知识模型，实现工艺规划方案存储、检索与推荐，可以表达更复杂的知识与关系，便于知识的存储与检索。同时基于知识关联与规则，可以有效建立合适的工艺规划方案。
一种用于制造工艺知识建模方法

[发明专利]一种双光束激光粉末床熔融模拟仿真方法-CN202111519158.6在审
发明人： 韦辉亮;续金辉;刘婷婷;廖文和 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-12-13 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种双光束激光粉末床熔融模拟仿真方法，包括步骤一：建立双光束激光粉末床熔融打印过程模型；步骤二：根据步骤一建立的模型，控制激光运动，并计算、监测激光能量的吸收情况；步骤三：根据步骤一建立的模型，计算、监测构件温度场、流场的瞬态特征及空间分布；步骤四：根据步骤一建立的模型，计算、监测熔池和沉积道的瞬态特征及空间分布。利用本发明的模拟仿真方法，可以对多激光束粉末床熔融过程进行虚拟打印及工艺过程优化，有望为多激光束粉末床熔融打印成形与质量控制提供技术依据。
一种光束激光粉末熔融模拟仿真方法

[发明专利]一种激光粉末床熔融增材制造熔池监测与孔隙控制方法-CN202010073433.5有效
发明人： 韦辉亮;刘婷婷;曹洋;廖文和 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-01-22 - 公布日： 2021-08-31 - 主分类号： B22F10/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种激光粉末床熔融增材制造熔池监测与孔隙控制方法，步骤一、建立空间粉末床三维几何模型；将粉末模型导入热流体模型中，构建粉末尺度的热流体模型，设置计算域的初始和边界条件，进行网格划分；构建粉末床熔化过程三维模型控制方程，并根据控制方程和输入参数模拟出熔池；步骤二、针对每一时间步，依据粉体与基材的固相线温度和网格温度，提取熔池三维轮廓数据，包括熔池深度、宽度和长度；步骤三、根据熔池三维轮廓数据获得最终扫描间距，依据控制方程、步骤一的输入参数和最终扫描间距，模拟最终熔池。本发明可以针对粉末床熔化实验研究耗时长、成本高的难点，评估解决方案的可靠性，降低研发成本，优化成形参数。
一种激光粉末熔融制造熔池监测孔隙控制方法

[发明专利]一种激光定向能量沉积熔池形貌尺寸预测与监控方法-CN202010073427.X有效
发明人： 韦辉亮;廖文和;刘婷婷;刘福钦 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-01-22 - 公布日： 2021-08-03 - 主分类号： B22F3/105 文献下载
摘要：本发明公开了一种激光定向能量沉积熔池形貌尺寸预测与监控方法，步骤一、建立计算流体力学模型，进行网格的划分，定义材料热物理属性，进行模型初始化；步骤二、建立控制方程，并依据方程模拟出熔池；步骤三、根据各个网格的体积分数变量和温度判断各交界面和熔池的实时形貌位置，计算出熔池的尺寸。本发明建立了一种基于激光定向能量沉积的热流传输模型，可用于实时的监控熔池尺寸的变化，解决了激光定向能量传输过程中熔池尺寸难以监控的问题，对于激光定向能量沉积的工程应用有很好的借鉴意义。
一种激光定向能量沉积熔池形貌尺寸预测监控方法

[发明专利]一种基于激光定向能量沉积的孔隙预测与控制方法-CN202010075066.2有效
发明人：廖文和;韦辉亮;刘福钦;刘婷婷 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-01-22 - 公布日： 2021-07-27 - 主分类号： B22F3/105 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于激光定向能量沉积的孔隙预测与控制方法，步骤一、建立计算流体力学模型；步骤二、建立控制方程；步骤三、根据控制方程模拟若干个初步多道沉积；若干个初步多道沉积的激光功率和送粉速率均相等，扫描速率逐步减小、道间距离逐步增大；步骤四、选出具有缺陷的初步多道沉积；步骤五、模拟若干个单道沉积；步骤六、观察各单道沉积的外部形貌，设定为最终扫描速率；步骤七、根据控制方程、初步多道沉积的激光功率和送粉速率、具有缺陷初步多道沉积的最大道间距离、以及最终扫描速率模拟出在最终多道沉积。本发明提出了一种可以获得无孔隙缺陷的沉积模拟的控制方法，对于在具体的工程应用中避免孔隙的产生有良好的借鉴意义。
一种基于激光定向能量沉积孔隙预测控制方法

[发明专利]双电弧与冷丝脉冲复合焊接的三丝焊枪及焊接系统和方法-CN201510033245.9有效
发明人：李桓;向婷;刘永强;韦辉亮 -专利权人：天津大学
申请日： 2015-01-23 - 公布日： 2017-10-31 - 主分类号： B23K9/24 文献下载
摘要：本发明提供双电弧与冷丝脉冲复合焊接三丝焊枪及焊接系统及方法，冷丝导电管与第一引导焊丝以及第二引导焊丝在工件表面的投影点为等边三角形的三个顶点，第一引导焊丝与第二引导焊丝在工件表面的投影点之间的距离为10‑15mm，冷丝导电管、第一引导焊丝以及第二引导焊丝与焊枪主体轴线方向的夹角为3‑10°，沿焊接方向冷丝导电管设置在第一引导焊丝导电管以及第二引导焊丝导电管的后方。双电弧中加入冷丝，既提高焊接效率，又能通过冷丝的加入起到镇定熔池，降低热输入的作用，三丝集成在一把焊枪中，焊接时仅用一把焊枪操作简单便节。
电弧脉冲复合焊接焊枪系统方法

[发明专利]双电弧—冷丝复合焊接系统在气体保护焊中的应用-CN201610185904.5在审
发明人：李桓;向婷;刘永强;韦辉亮 -专利权人：天津大学
申请日： 2015-01-23 - 公布日： 2016-08-03 - 主分类号： B23K9/24 文献下载
摘要：本发明公开双电弧—冷丝复合焊接系统在气体保护焊中的应用，冷丝导电管与第一引导焊丝以及第二引导焊丝在工件表面的投影点为等边三角形的三个顶点，第一引导焊丝与第二引导焊丝在工件表面的投影点之间的距离为10-15mm，冷丝导电管、第一引导焊丝以及第二引导焊丝与焊枪主体轴线方向的夹角为3-10°，沿焊接方向冷丝导电管设置在第一引导焊丝导电管以及第二引导焊丝导电管的后方。双电弧中加入冷丝，既提高焊接效率，又能通过冷丝的加入起到镇定熔池，降低热输入的作用，三丝集成在一把焊枪中，焊接时仅用一把焊枪操作简单便节，可实现在气体保护焊中的应用。
电弧复合焊接系统气体保护中的应用

[发明专利]双电弧与冷丝脉冲复合焊接方法-CN201610193214.4在审
发明人：李桓;向婷;刘永强;韦辉亮 -专利权人：天津大学
申请日： 2015-01-23 - 公布日： 2016-08-03 - 主分类号： B23K9/24 文献下载
摘要：本发明提供双电弧与冷丝脉冲复合焊接方法，冷丝导电管与第一引导焊丝以及第二引导焊丝在工件表面的投影点为等边三角形的三个顶点，第一引导焊丝、第二引导焊丝以及冷丝在工件表面上的投影点所组成的等边三角形位于熔池中，且沿焊接方向所述冷丝设置在第一引导焊丝以及第二引导焊丝的后方，在焊接时根据第一引导焊丝和第二引导焊丝上脉冲电流的不同相位关系予以调整。双电弧中加入冷丝，既提高焊接效率，又能通过冷丝的加入起到镇定熔池，降低热输入的作用，三丝集成在一把焊枪中，焊接时仅用一把焊枪操作简单便节。
电弧脉冲复合焊接方法

[发明专利]双电弧—冷丝复合焊接方法的应用-CN201610185903.0在审
发明人：李桓;向婷;刘永强;韦辉亮 -专利权人：天津大学
申请日： 2015-01-23 - 公布日： 2016-08-03 - 主分类号： B23K9/24 文献下载
摘要：本发明公开双电弧—冷丝复合焊接方法的应用，冷丝导电管与第一引导焊丝以及第二引导焊丝在工件表面的投影点为等边三角形的三个顶点，沿焊接方向冷丝导电管设置在第一引导焊丝导电管以及第二引导焊丝导电管的后方。双电弧中加入冷丝，既提高焊接效率，又能通过冷丝的加入起到镇定熔池，降低热输入的作用，三丝集成在一把焊枪中，焊接时仅用一把焊枪操作简单便节，实现其在气体保护焊或者埋弧焊中的应用。
电弧复合焊接方法应用

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