Al2O3陶瓷的激光三维雕刻实验研究

王成; 曾晓雁

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Al2O3陶瓷的激光三维雕刻实验研究

王成 , 曾晓雁

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Al2O3陶瓷的激光三维雕刻实验研究

王成,
曾晓雁^,

1.
华中科技大学, 激光加工国家工程研究中心, 武汉, 430074

作者简介: 王成(1973- ),男,博士研究生,主要从事计算机图形图像处理、计算机控制及分层成形技术的研究..

通讯作者: 曾晓雁, xyzeng@mail.hust.edu.cn

中图分类号: TG665

Experimental study about 3-D laser carving of Al2O3 ceramic

WANG Cheng,
ZENG Xiao-yan^,

1.
State Engineering Research Center of Laser Processing, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

Corresponding author: ZENG Xiao-yan, xyzeng@mail.hust.edu.cn

CLC number: TG665

摘要: 基于激光三维雕刻对单层雕刻深度的工艺需求,采用不同雕刻工艺参数对Al2O3陶瓷进行雕刻实验。详细分析了工艺参数对单层雕刻深度、雕刻质量的影响以及激光雕刻陶瓷的机理,并建立起激光雕刻深度的数学模型。当激光输出功率为12.2A、重复频率为2kHz、激光扫描速度为25mm/s时,陶瓷试样的单层雕刻深度最接近0.1mm,同时获得较高的雕刻质量。利用实验中获得的参数数据进行了三维实体的雕刻并给出了应用实例。结果表明,分层成形原理可以应用于激光雕刻领域,三维雕刻系统能够在陶瓷表面直接加工真正的三维图形。
- 激光技术 /
- 激光三维雕刻 /
- 分层成形 /
- Al2O3陶瓷 /
- 雕刻深度
Abstract: In order to the accurate single-layer depth to meet the technologic requirement of 3-D laser carving,experimental study of laser carving was carried out on the surface of Al2O3 ceramic with different laser processing parameters.The effects of parameters on single-layer depth,quality and the mechanisms of laser carving were described.The mathematical model of laser carving depth was established.Through experiments,it was found that the single-layer depth was nearly 0.1mm with a tolerance of less than three-thousandths when the laser power was 12.2A,the scanning speed was 25mm per second and the repeating frequency of laser pulse was 2kHz.At last,a 3-D solid was successfully carved on the surface of ceramic sample based on the experimental results.It was shown from the results that the layered-forming principle could be applied in the field of laser carving and the 3-D laser carving system could directly carve the real 3-D graphics on the surface of ceramic.
- laser technique /
- 3-D laser carving /
- layered shaping /
- Al2O3 ceramic /
- carving depth

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Al2O3陶瓷的激光三维雕刻实验研究

王成
曾晓雁^,

通讯作者: 曾晓雁, xyzeng@mail.hust.edu.cn

作者简介: 王成(1973- ),男,博士研究生,主要从事计算机图形图像处理、计算机控制及分层成形技术的研究.

1. 华中科技大学, 激光加工国家工程研究中心, 武汉, 430074

收稿日期: 2005-12-06
录用日期: 2006-01-12
网络出版日期: 2007-02-25

关键词:

摘要: 基于激光三维雕刻对单层雕刻深度的工艺需求,采用不同雕刻工艺参数对Al2O3陶瓷进行雕刻实验。详细分析了工艺参数对单层雕刻深度、雕刻质量的影响以及激光雕刻陶瓷的机理,并建立起激光雕刻深度的数学模型。当激光输出功率为12.2A、重复频率为2kHz、激光扫描速度为25mm/s时,陶瓷试样的单层雕刻深度最接近0.1mm,同时获得较高的雕刻质量。利用实验中获得的参数数据进行了三维实体的雕刻并给出了应用实例。结果表明,分层成形原理可以应用于激光雕刻领域,三维雕刻系统能够在陶瓷表面直接加工真正的三维图形。