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同轴线激光增材制造工艺参数和头部方向对焊珠几何形状的影响
摘要。在金属材料的定向能量沉积 (DED) 工艺中，线激光增材制造 (WLAM) 的特点是使用激光束熔化金属线并产生焊珠。重叠焊珠的连续沉积产生体积以获得零件。因此，控制焊珠的几何形状对于增材制造工艺至关重要。一些研究工作已经研究了这些几何形状以及主要制造参数对其尺寸的影响，但很少有研究进料方向或线角度的影响。此外，所有关于线角度的研究都是在横向进料和恒定激光方向下进行的。本文重点研究了同轴线进料的沉积头方向对焊珠几何形状的影响，其中有 3 束激光。以相对于水平基板的不同方向进行实验，并使用光学仪器测量外部轮廓，以提取平均轮廓和特征尺寸。结果表明，头部绕其轴线旋转和横向倾斜会影响焊珠的高度、宽度和不对称性。
通过环形束在圆柱形波导
我们通过环形梁研究表面极化子的辐射，该环形梁同轴封闭了一个圆柱形波导，该波导被均匀的介质包围。通过使用绿色二元组，电磁电位以及电磁场在波导的内部和外部。对于圆柱体内外的介电渗透率的一般情况，能量损失的表达是得出的。在与表面极化子辐射相对应的光谱范围内进行了全面分析。对于梁速度的中间值获得了光谱分布中的最高峰。在透明培养基的极限中，辐射表面极化子的光谱是离散的，相应的频率由圆柱波导的特征值方程确定。的数值示例。
通过同轴牺牲写作将仿生的血管网络嵌入功能组织
印刷人体组织结构充满了仿生的血管网络，对组织和器官工程的兴趣越来越大。现在可以将灌注通道嵌入到细胞和密集的细胞矩阵中，但它们缺乏天然血管的分支或多层结构。在这里，我们报告了一种可推广的方法，用于在软矩阵中打印层次分支的血管网络。，我们通过同轴嵌入式印刷（Co-Emb3DP）将仿生血管通过同轴性牺牲写作（共旋转）（共旋转）将其嵌入颗粒状水凝胶基质中。每种方法都依赖于扩展的核心壳打印头，该打印头促进了印刷分支容器之间的便捷互连。尽管仔细优化了多个核壳墨水和矩阵，但我们表明可以同轴印刷嵌入的仿生血管，该容器具有围绕灌注液体的光滑肌肉细胞壳。在用汇合层的内皮细胞层播种时，它们表现出良好的屏障功能。作为最终的演示，我们构建了由人类诱导的多能干细胞衍生的心脏球体的密集细胞基质组成的仿生血管化心脏组织。重要的是，这些共旋转心脏组织在灌注下成熟，同步打击，并在体外表现出心脏有效的药物反应。这次进步开辟了新的途径，用于针对药物测试，疾病建模和治疗用途的器官特异性组织的可扩展生物制造。
通过同轴热成像对定向能量沉积的融化池监测和过程优化
在基于激光的金属粉末的定向能量沉积中，使用优化参数可以使用无缺陷的材料，而与这些优化的参数不同，通常会导致高孔隙率，高稀释度，高稀释度或不同的轨道几何形状。构建复杂的地理网格时的主要挑战之一是沉积的几何和热条件正在不断变化，这需要在生产过程中调整过程参数。为了促进此过程，可以使用诸如热摄像机之类的传感器从过程中提取数据并调整参数以保持过程稳定，尽管外部干扰。在这项研究中，研究了从同轴热摄像机中提取的不同信号并进行了比较以优化过程。为了研究这种可能性，以恒定激光功率沉积了五个重叠的轨道，以提取平均像素值以及熔体池面积，长度，宽度和方向。每个轨道沉积的行为是根据激光功率建模的，这些模型用于计算和测试基于不同信号的激光功率降低策略。结果表明，熔体池面积是用于有效过程控制的最相关的信号，导致稳定过程，仅轨道到轨道的信号变化的±1.6％。
通过高分辨率同轴多光谱成像在激光粉末床融合
本研究提出了一种对激光粉末融合的原位监测方法。使用标准的激光光学元件，在瞄准前扫描配置中获得了粉末床的同轴高分辨率多光谱图像。可以生成整个114×114 mm粉末床的连续概述图像，检测到直径低至20 µm的物体，最大偏移量为22-49 µm。通过从405 nm到850 nm的6个不同波长捕获图像来获得多光谱信息。与已建立方法的吸光度光谱相比，这允许在线确定粉末床的吸光度，最大偏差为2.5％。对于此方法的资格，已经在粉末表面和20种不同粉末的测试上进行射线追踪模拟。这些包括不同的颗粒大小，年龄和氧化粉末。
同轴喷嘴磨损对直接能量沉积构建部件集流效率的影响
使用金属粉末原料的基于激光的直接能量沉积 (DED) 系统被认为是一种有前途的制造方法，因为它们能够缩短生产周期并制造复杂的零件几何形状。通过在同轴注入材料并使其凝固的同时用高功率激光束产生熔池来构建组件。大规模使用 DED 的障碍在于粉末收集效率差，在这种情况下，一部分注入的粉末会逸出熔池，导致打印材料质量与供应原料质量之比下降。已经观察到混合制造机床内 DED 系统上同轴喷嘴的磨损状态会随着时间的推移降低收集效率。本研究通过将流动可视化技术应用于现场过程监控格式、实施计算流体动力学 (CFD) 模拟和沉积测试来调查这种影响。识别和分类由于磨损而导致的喷嘴几何缺陷，并通过多种计算方法证明喷嘴尖端磨损（导致轴向尖端减少）对粉末收集效率的影响。发现集料效率与粉末流直径之间存在线性相关性，导致喷嘴尖端逐渐减小至 -1 毫米时效率损失 15-20%。这些结果为进一步研究粉末进料 DED 系统的磨损效应和零缺陷制造解决方案奠定了基础。
用于自动量子霍尔的数字辅助同轴电桥...
量子霍尔效应 (QHE) 的研究需要使用同轴交流电桥将量子霍尔电阻 (QHR) 与音频频率下的可计算电阻标准进行比较 [1]、[2]、[3]。此类专用电桥经过优化，可在阻抗比较中提供最高精度 [4]。然而，这种高精度只能在有限的频率带宽内实现（通常在 500 Hz 和 5 kHz 之间），并且需要对电桥进行繁琐的手动平衡。只有少数尝试使用昂贵的自动感应分压器 (IVD) [5]、[6] 来实现交流同轴电桥的自动化。本文介绍了一种新型数字辅助电桥 [7]。精确的电压比仍由电压变压器提供，但是，通过调整数字源和检测器而不是 IVD 和锁定放大器，可以在更大的带宽（100 Hz 至 20 kHz）内自动完成精确比较阻抗所需的所有平衡。