激光材料加工技术在各个行业中的重要性日益提高,应用领域不断扩大,激光系统成本不断下降,这些都使得这项技术至关重要。本文全面回顾了激光技术在制造业中的进展、应用和影响,特别关注激光表面处理、焊接、切割、钻孔和熔覆。该领域的学术研究正在推动创新制造技术的发展,旨在提高产品质量、设计多材料组件并实现经济效益。已经进行了大量研究来调查和优化激光对材料的影响,从而在激光材料加工方面取得了重大进展。主要发现强调了激光表面处理在增强材料性能方面的重要性、激光焊接提供的多功能性和精度、非接触式加工的优势、激光切割的高速和灵活性以及激光钻孔有效加工硬质高强度材料的能力。此外,仔细确定适当的激光参数以实现激光加工材料所需的机械性能至关重要。正在进行的研究旨在进一步了解激光与材料的相互作用并改进激光加工技术。简而言之,激光材料加工技术在改进制造工艺和提高产品质量方面继续发挥重要作用。
量子计算提供了一种有希望的途径,可根据大型语言模型和天气预报,财务预测或工程的模拟模型中的要求减少生长的机器学习模型复杂性。图形神经网络是一种特定类别的机器学习模型,它们能够很好地处理结构化数据。我们研究了如何增强现有的GNN,并通过电感偏差找到量子电路最适合编码节点特征的偏差。所提出的量子特征嵌入(QFE)将原始输入特征转换为量子状态,从而实现非线性和纠缠表示。尤其是,QFE在指数较大的特征空间中提供了归一化的,非冗余的重量矩阵,并且比完全量子图神经网络所需的量子量要少得多。在标准图基准数据集中,我们展示的是,对于相同的参数计数,QFE的性能优于其经典对应物,并且能够匹配指数较大的模型的性能。最后,我们研究了在混凝土用例,激光切割上使用混合量子图神经网络的潜在优势。我们发现所提出的模型具有提高这些业务应用程序的绩效,因此具有近期潜力。
微针首先是由硅制成的,因为微电子工业为制造综合电路提供了工具,可以适用于微针制造,而硅仍然是最常见的微针材料20。但是,基于洁净室的制造需要复杂的操作和高昂的成本才能实现大规模生产。此外,硅具有可穿戴应用的几个缺点,这就是为什么已经研究了用于微针制造的聚合物材料,金属和其他材料(例如陶瓷)的原因。对于聚合物的微针,越来越明显的是,用于开发下一代聚合物微针的偏爱制造方法和药物输送贴片将是光刻,复制品成型,3D打印和微机械工具20。对于金属微针,光化学蚀刻,电镀和激光切割是最常见的制造技术20。不幸的是,从制造的角度来看,金属微针的制造具有诸如电镀和升降之类的复杂性,这对于质量生产20是不希望的。其他用于微针制造的制造工艺包括注射成型,湿化学蚀刻,反应性离子蚀刻,热压花,激光钻孔,光刻和电型,绘画光刻,两光子聚合和3D打印20。
在这项研究中,我们提出了一条基于冷喷雾剂的新型制造路线,该路线可以在高空间分辨率的情况下自定义生产灵活的电子产品(FE),而无需高温后插图后。提议的制造路线顺序包括:(1)冷喷涂金属化; (2)飞秒激光加工; (3)超声波塑料焊接。首先,柔性聚合物(即,PET)表面通过真空和无面膜条件下的锡(SN)颗粒的冷喷涂直接写入锡(SN)颗粒。然后精确地切成任意设计的高分辨率电极(即,500μm线宽)通过飞秒激光加工。最后,激光切割电极通过超声塑料焊接连接到碱基聚合物底物上,以构成机械弹性和保形的Fe。以这种方式,提出的路线可以利用Fe中的冷喷水沉积物的独特特征(例如,强烈的粘附,高电导率,最小的热输入)。所得的打印件显示出极好的电导率(1.08×10 6 s·m -1),柔韧性(60%伸长)和粘附强度,而没有显着损害内在的聚合物和功能涂料特性。此外,还制造了蛇形形的柔性微型热器(10×10 mm 2),以证明在柔性微电子中引入平台的生存能力。这项工作有可能提供有希望的途径,以机械弹性和保形的方式快速,可扩展和成本效益的高分辨率和高性能FE产生。
增材工艺:焊接电源简介、TIG、MIG、等离子焊接工艺、应用和优点、摩擦焊接:工艺变量和应用及优点、摩擦搅拌加工、工艺变量和应用及优点、电子束焊接、激光束焊接:工艺变量和应用及优点。减材工艺:硬车削和高速铣削 - 激光加工:激光加工简介、应用和优点、激光钻孔、工艺参数对材料可加工性的影响。激光切割、激光加工的质量方面、激光微加工的应用、电火花加工。转化工艺:先进铸造:简介、搅拌铸造的原理、搅拌铸造工艺步骤、影响搅拌铸造工艺的因素:搅拌速度、搅拌时间和温度、模具预热温度、颗粒分布、增强材料和液态金属之间的润湿性和孔隙率 - 优点和应用、复合材料制备、复合材料分析、挤压铸造工艺、优点注浆铸造:原理、应用、优点和局限性。混合工艺:工艺变量、应用和优势 混合焊接工艺、混合焊接工艺(TIG 和等离子焊接等)、混合加工工艺 – ECDM、EDG、ECM 表面涂层:涂层材料、不同材料上的涂层、涂层方法及其应用、局限性。 超级合金:超级合金的性能、微观结构、熔炼和铸造实践 镍基和钴基耐热铸造合金的微观结构。 温度和时间相关转变 - 超级合金中性能与微观结构的关系。 学习资源:
Penn Engineering Enterpreneurship Interhip Program,研究员|宾夕法尼亚州费城,2023年12月 - •12个Penn学生之一,被选为12个月的工作研究计划,以发展创造,扩展和领先的原则性高成长技术业务方面的企业家技能。Pesaran Lab,志愿研究人员|宾夕法尼亚州费城2023年9月•进行独立研究项目,以分析非人类灵长类动物的睡眠依赖性运动学习。•将很快接受动物处理和神经外科手术的培训。Halpern Lab,志愿研究人员|宾夕法尼亚州费城,2023年9月••辅助WithDataCollection clinicaltrialofadeep – BrainStimulationDevice(RNS)ISTIMEDEDEDEDEDEDEDEDEDERDENDERTMENTOFTERTMENTOFCOMPOLATIVERADERS。试验涉及脑电图,RNS,VR任务,食物挑衅任务和MATLAB行为任务。Penn Be Labs Bio -Makerspace,学生雇员|宾夕法尼亚州费城2023年9月 - 现在•在常规和延长时间内进行实验室维护和学生监督。•培训学生采用各种技术,例如激光切割和3D打印;协助实验室课程和高级设计项目。Suthana Lab,员工研究助理|加利福尼亚州洛杉矶,2022年6月 - 2023年8月。进行了神经心理学评估,fMRI扫描,TMS会议和EEG记录。•通过筛选200多名潜在参与者来提高招聘率,每月约2名参与者参加3周协议。•在癫痫监测单元和植入具有反应性神经刺激(RNS)装置的患者中进行了研究。•安排了所有实验室会议,项目会议和实验室访问。
在过去的十年中,单晶钻石(SCD)生长的显着技术进步导致了高质量SCD底物的商业产品,通常以尺寸的几个平方毫米的良好特定板的形式获得[1]。同时,此类板的成本已大大降低[2],这引发了重要的研发工作,旨在利用SCD的特性[3],热[4]和机械性能[5] [5]用于电子学中的各种应用[6],光(光(光环)[7-10],光学和光学技术[11] [11] [11] [11] [11] [11] [11] [11])[11] [11] [11] [11] [11] [11] [11] [11] [11] [11] [11] [11] [11] [11]。高质量的SCD板是通过化学蒸气沉积(CVD)[13,14]或高压高温(HPHT)[15]技术生长的。记录示范最近产生的SCD底物直径为10 cm [16],但如今更典型的尺寸为1 mm – 10 mm,厚度为50μm -1 mm。基板以不同的“等级”类别提供(例如电子[6,17],光学[18]或机械[19])根据其杂质的程度,这表明底物性质已被遗忘,特别适合特定的应用区域。SCD的精确成型主要是使用激光切割和烧蚀技术以毫米尺度的目标维度进行的,具有几微米的精确性要求,例如切片钻石板或制造切割工具,用于转弯,敷料或铣削。微丝[41-47]和光栅[48,49])和光子学(例如用于耦合器[50-54]和谐振器[52,55-59])。激光处理也用于千分尺尺度的结构,例如复合折射率[20-23],埋入的波导[24-26]和微通道[27,28]。离子束蚀刻(IBE)可以有效地平滑并抛光SCD板[29,30],而聚焦的离子束(FIB)铣削已用于制造悬浮的结构[31-33],砧[34,35]和固体膜片[36-38]。尽管这些图案技术对于一组特定形状和设备最有效,但基于反应性离子蚀刻(RIE)制造方法是最常用的方法,用于广泛的应用,需要亚微米精度[39,40],例如微观典型(例如,与Rie相比
Toro 公司奴隶制和人口贩运声明 Toro 公司及其子公司(统称“TTC”)强烈反对任何个人或组织(包括其业务合作伙伴)的现代奴隶制。此外,作为一家在全球开展业务的制造商,TTC 致力于遵守所有适用的现代奴隶制透明度法律。本声明中的“现代奴隶制”包括强迫劳动、监狱劳动、契约劳动、抵押劳动、债务奴役、国家强制强迫劳动、人口贩运、童工和其他通常被认为是现代奴隶制的类似行为。本综合声明描述了 TTC 为减轻其业务和供应链中现代奴隶制风险所做的努力,并与 Toro 于 2020 年 11 月 1 日开始并于 2021 年 10 月 31 日结束的财政年度有关。本声明根据加州《供应链透明度法案》、英国《现代奴隶制法案》和澳大利亚《联邦现代奴隶制法案》编制。我们在整个企业中都有与现代奴隶制相关的共同政策和合规程序。但是,并非所有集团公司都受上述法案的约束。为了准备这份联合声明,Toro 公司与本声明涵盖的每个报告实体进行了接触,包括但不限于 Toro UK Limited 和 Toro Australia Group Sales Pty Limited,并咨询了我们拥有或控制的其他实体。我们的业务和供应链 TTC 设计、制造、营销和销售专业草坪维护设备和服务;草坪灌溉系统;园林绿化设备和照明产品;雪和冰管理产品;农业灌溉(“农业灌溉”)系统;租赁、专业和地下施工设备;以及住宅庭院和扫雪机产品。我们的产品通过分销商、经销商、大众零售商、五金零售商、设备租赁中心、家居中心以及线上(直接面向最终用户)网络在全球营销和销售,主要商标包括 Toro®、Ditch Witch®、eXmark®、BOSS®、Ventrac®、American Augers®、Trencor®、Pope®、Subsite®、HammerHead®、Radius®、PERROT®、Hayter®、Unique Lighting Systems®、Irritrol® 和 Lawn-Boy®,其中大部分商标在美国(“US”)和/或我们以此类商标销售产品的美国境外主要国家注册。除了大部分最终组装外,我们还战略性地确定了垂直整合的特定核心制造能力,例如注塑、挤压、焊接、冲压、制造、激光切割、喷漆、机械加工和铝压铸,并选择外部供应商提供其他服务(如适用)。我们与供应商合作设计零部件,与他们签订合同开发工具,随后与这些供应商签订协议,购买使用工具制造的零部件。我们还与第三方制造商签订了一些协议,代表我们制造某些独立的最终产品。TTC 购买商品、零部件和配件,用于我们的制造过程和最终产品或作为独立的最终产品出售。我们在商品、零部件和配件上花费最多的通常是钢铁、铝、石油和天然气基树脂、纸板、铜、铅、橡胶、发动机、变速箱、变速驱动桥、液压系统、电气化组件等,所有这些我们都是从世界各地的多家供应商处购买的。
生长周期。与从专门的植物或动物部位获得的生物塑料相比,“生长”制造涉及生物,例如细菌,真菌或植物。随着制造过程的成长开辟了独特的机会空间,例如,制造商可以利用该材料自我制作和堆肥的能力来提高可持续性[10]或利用生物组装来建立无缝的连接。然而,在增强交互性过程中,交互元素(例如电子)的整合仍然不足。我们将生物杂化设备视为交互式设备,这些设备将传统的电子组件与活生物体生产的生物基材料进行整体。我们的主要研究问题是研究如何使用细菌纤维素(BC)创建这种生物杂化器件。bc是一种基于生物的聚合物材料,是通过细菌和酵母菌(Scoby)的共生培养而生产的,这最常见于康普茶茶的家居生产中。它具有一组理想的属性,使其特别合适:使用BC制造是可访问的,并且可以产生具有高耐用性,多功能性和机械灵活性的对象。到目前为止,细菌纤维素主要用于制造被动物体[47,63,66]。只有很少的作品说明了如何将材料与电子产品混合以创建交互式伪影[10,57]。这是高度挑战性的,因为生存的Scoby所需的生长培养基是酸性和潮湿的,它倾向于腐蚀电子成分。他们因此,需要仔细调整使用BC的生物杂化设备的制造技术和材料,以满足所涉及的生物体的需求。据我们所知,迄今为止,已经提出了对BC与电子和导电材料集成的设计空间的系统探索。因此,设计师和制造商在试图将电子设备与BC集成时被迫恢复为“反复试验”。在这项工作中,我们通过将传统电子产品与生物制造结合使用生物制造来贡献一个框架,用于制造生物杂种设备。框架确定了材料生命周期的三个不同阶段,以支持设计和制造商利用BC的增长过程到嵌入电子产品。对于每个生命周期阶段,我们通过生物制作,生物组装和弹簧来构成新颖的织物技术,用于嵌入导电元件,传感器和输出成分。在生长阶段,生物组装可以实现有机材料“生长”并封装每个组件的电子设备的无缝整合。我们对材料和化学兼容性有贡献。稳定阶段实现了一系列添加剂制造技术,我们仔细地适应了bc的独特特征。,我们贡献了湿分层,分层并用导电粒子作为新颖的,特异性的制造技术以及对机械性能和电导率的见解。在无生命的阶段,可提供减法制造技术。我们提供了有关激光切割,碳化,雕刻和折叠的见解,并通过用石墨掺杂的导电糊剂填充激光雕刻痕迹来创建基于BC的PCB的新技术。制造技术已设计为众多的制造商,设计师和电子爱好者的观众可以使用。
I.引言激光器是一种使用光学放大的设备,该设备基于电磁辐射的刺激发射来发光。最初旨在通过刺激的辐射发射来代替光放大,名称为“ Laser”是一种词典。[1] [2] Hughes Research Laboratories的Theodore Maiman于1960年根据Charles H. Townes和Arthur Leonard Schawlow的理论研究建造了第一个激光。[3]一致的光被激光发出,使它们与其他光源区分开。通过空间连贯性使激光切割和光刻等应用成为可能,这使激光器可以聚焦到小区域。此外,它可以实现准直,从而使激光束在长距离上保持狭窄,并且在LIDAR(光检测和射程)和激光指针应用中很有用。由于激光的出色时间连贯性,可以通过激光发射高度狭窄的频谱。作为一种替代性,可以利用时间连贯性来创建具有广泛光谱的飞秒持续时间的超短光脉冲。激光器在切割和焊接材料,激光盘驱动器,激光打印机,条形码扫描仪,DNA测序仪器,光纤和自由空间光学通信,半导体芯片制造(光刻术(光刻),激光手术和皮肤处理以及切割和焊接供应中。它们也用于激光照明显示器,用于娱乐目的,在军事和执法设备中用于标记目标以及测量速度和范围。一些汽车前大灯已经使用了此类设备。[17]为了将荧光作为白光源激发,还使用了在蓝色至近紫外线范围内运行的半导体激光器,以代替发光二极管(LED)。这允许由于激光的辐射更大,并消除了LED经历的下垂,因此允许发射较小的区域。[4] [5] [6] [7]术语“通过刺激辐射的发射微波放大”(Maser)是指第一个通过刺激发射使用扩增的设备,并且它在微波频率上起作用。[8]最初称为光学masers,这些相同的光学设备后来被缩写为激光,在“光”一词被用缩写为“ Microwave”一词。[9]如今,所有这些设备(例如红外,紫外线,X射线和伽马射线激光器)的运行频率高于微波(约300 GHz及以后),称为激光器,而在Microwave或下无线电频率下运行的频率则称为激光器。[10] [11]在现场,lase是一种反向形成动词,意味着发出连贯的光,尤其是指引用激光的增益培养基时。[12]据说激光在运行时正在激光。[13]自然存在的相干排放也被称为masers或激光器,如原子激光和天体物理玛莎中。[14] [15]尽管该术语建议,但单独生成灯的激光实际上是光学振荡器,而不是光学放大器。[16]一个有趣的观察结果是,将这种现象称为“通过刺激放射的光放大”作为激光缩写为“光放大”。[15]由于原始的首字母缩写作为通用名词的广泛用法,现在也称为激光放大器。