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基于动态能量分布模型的最大激光烧蚀深度求解

DOI：10.1080/10426914.2019.1666987 期刊：Materials and Manufacturing Processes 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 脉冲激光烧蚀（PLA）因其能量分布决定材料去除量而被广泛应用于机械加工领域。因此，精确描述组件表面累积的能量分布对进一步研究烧蚀形貌（如激光图案化中的最大烧蚀深度）至关重要。然而，相邻激光光斑之间存在重叠区域且此处激光能量具有非连续性，这会显著增加能量分布描述的误差。通过综合考虑激光光斑的离散分布特性与能量分布的非均匀特征，本研究提出创新方法定量建立可行的PLA动态能量分布模型，采用连续逼近思路解决其离散特性问题。更重要的是，基于该模型还提出了预测PLA形貌的新方法，即针对激光图案化中的最大激光烧蚀深度进行预测。最后通过有限元仿真与实验验证所提模型与方法，证实该理论模型具有稳健高效的特点，能可靠快速地计算最大烧蚀深度。
作者： Jian-Wei Ma，Guang-Zhi He，Zhen-Yuan Jia，Xu-Lin Wang，Jia-Cheng Wang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

基于脉冲激光加工（PLA）中动态能量分布模型研究最大激光烧蚀深度的解决方案。

研究成果

该研究成功建立了聚乳酸（PLA）的动态能量分布模型，为预测最大激光烧蚀深度提供了理论依据。实验与有限元分析（FEA）结果验证了模型的准确性与高效性，为激光图案化工艺中的参数选择提供了可靠工具。

研究不足

该研究方法要求相邻激光光斑之间有足够的重叠区域以实现连续近似，这可能限制其在无法满足此类条件场景中的适用性。此外，该模型假设连续激光光斑的孵育效应可忽略不计，但这一假设可能不适用于所有材料或加工条件。

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