利用60 W国产CO2激光器对黑色耐高温聚酯薄膜进行密群孔加工, 通过正交实验法分析激光扫描速度、脉冲能量、重复频率、离焦量和脉冲宽度等工艺参数对微孔入光孔径、出光孔径和锥度的影响程度, 并采用综合平衡法得到优化工艺参数组。结果表明, 激光扫描速度、离焦量和脉冲宽度对微孔锥度影响较大; 离焦量、脉冲能量对孔径影响较大; 得到的优化工艺参数组为: 激光扫描速度50 mm/s,脉冲能量输出10%, 重复频率11 kHz,离焦量0 mm, 脉冲宽度0.1 ms, 并通过实验验证采用该优化参数组加工获得的微孔入光孔径、出光孔径、锥度均较小, 且质量较好, 指导企业生产的升级改造。

采用正交实验法对GH4133高温合金进行激光打孔实验研究与分析, 得到了脉冲宽度、脉冲能量、扩束比、离焦量和辅助气体压力等参数对微孔锥度和上下孔径的影响程度, 并采用综合平衡法获得了GH4133高温合金激光打孔的优化工艺参数组合。结果表明, 离焦量、扩束比、脉冲宽度对微孔锥度的影响较大, 辅助气体压力和脉冲能量的影响较小; 离焦量、脉冲能量对上下孔径影响较大, 扩束比、辅助气体压力、脉冲宽度的影响较小; 得到的优化工艺参数组合为脉冲宽度0.5 mm, 脉冲能量1 J, 扩束比4, 离焦量1 mm, 辅助气体压力3.0 bar; 并通过实验验证, 采用优化工艺参数组合可加工出锥度和上下孔径均较小的微孔, 且成型质量较好。

选区激光熔化(SLM)成型过程中经常在零件表面和多边形的角上出现凸点的零件缺陷问题, 这种情况很大程度上就是激光振镜在扫描线交点处的延时处理问题所导致的。为了解决这个问题, 通过对振镜系统的运动方式和延时模型原理分析, 借助仿真软件建立有限元模型, 模拟激光扫描过程, 分析振镜延时对于试件温度场和应力场变化的影响。实验结果表明, 激光扫描过程中, 振镜在扫描线转向处采用适当延时处理机制, 能够很好的减少颗粒凸起与坑洼的数量, 改善成型件表面质量。

为了提高选区激光熔化(SLM)成型悬垂结构的质量，从调节成型方向和能量输入入手研究悬垂结构的计算机辅助工艺参数优化。以减小零件模型整体难成型悬垂面的面积为目标，以零件模型非成型方向的两个旋转角度为优化变量，建立成型方向的优化模型，并基于遗传算法实现优化模型参数的求解。通过遍历零件模型中的所有三角面片，建立倾斜角静态查找表，并在成型时查表实现能量输入的实时调节。实验结果表明，经成型方向优化，零件模型难成型悬垂面的面积从555.12 mm2减小为16.211 mm2，所需支撑数量明显减少；成型后所得零件无明显悬垂物和翘曲变形，成型质量明显改善。

对载气式激光金属直接制造中承载粉末的载气参数进行了实验研究,用316L不锈钢粉末进行了不同载气流量的薄壁零件的成型试验。实验结果表明,在送粉量一定时,随载气流量增大,薄壁零件的表面成形质量先增大后减小。通过选择适当的载气流量能够制造出薄壁零件顶端表面平整程度达到53.7μm,对于提高薄壁零件表面的成形精度具有指导意义。