時(shí)間：2022-10-16 19:26:06
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇激光技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
0引言
激光熔覆技術(shù)是20世紀(jì)70年代隨著大功率激光器的發(fā)展而興起的一種新的表面改性技術(shù)，是指激光表面熔敷技術(shù)是在激光束作用下將合金粉末或陶瓷粉末與基體表面迅速加熱并熔化,光束移開后自激冷卻形成稀釋率極低,與基體材料呈冶金結(jié)合的表面涂層,從而顯著改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的一種表面強(qiáng)化方法[1~3]。如對60#鋼進(jìn)行碳鎢激光熔覆后，硬度最高達(dá)2200HV以上，耐磨損性能為基體60#鋼的20倍左右。在Q235鋼表面激光熔覆CoCrSiB合金后，將其耐磨性與火焰噴涂的耐蝕性進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)前者的耐蝕性明顯高于后者[4]。
激光熔覆技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)效益很高的新技術(shù),它可以在廉價(jià)金屬基材上制備出高性能的合金表面而不影響基體的性質(zhì)，降低成本,節(jié)約貴重稀有金屬材料，因此,世界上各工業(yè)先進(jìn)國家對激光熔覆技術(shù)的研究及應(yīng)用都非常重視[1-2、5-7]。
1激光熔覆技術(shù)的設(shè)備及工藝特點(diǎn)
目前應(yīng)用于激光熔覆的激光器主要有輸出功率為1~10kW的CO2激光器和500W左右的YAG激光器。對于連續(xù)CO2激光熔覆,國內(nèi)外學(xué)者已做了大量研究[1]。近年來高功率YAG激光器的研制發(fā)展迅速,主要用于有色合金表面改性。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,采用CO2激光進(jìn)行鋁合金激光熔覆,鋁合金基體在CO2激光輻照條件下容易變形,甚至塌陷[1]。YAG激光器輸出波長為1.06μm,較CO2激光波長小1個(gè)數(shù)量級(jí),因而更適合此類金屬的激光熔覆。
同步注粉式激光表面熔覆處理示意圖[8]
激光熔覆按送粉工藝的不同可分為兩類:粉末預(yù)置法和同步送粉法。兩種方法效果相似,同步送粉法具有易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,激光能量吸收率高,無內(nèi)部氣孔,尤其熔覆金屬陶瓷,可以顯著提高熔覆層的抗開裂性能,使硬質(zhì)陶瓷相可以在熔覆層內(nèi)均勻分布等優(yōu)點(diǎn)。
激光熔覆具有以下特點(diǎn)[2、9]：
(1)冷卻速度快(高達(dá)106K/s),屬于快速凝固過程,容易得到細(xì)晶組織或產(chǎn)生平衡態(tài)所無法得到的新相,如非穩(wěn)相、非晶態(tài)等。
(2)涂層稀釋率低(一般小于5%),與基體呈牢固的冶金結(jié)合或界面擴(kuò)散結(jié)合，通過對激光工藝參數(shù)的調(diào)整,可以獲得低稀釋率的良好涂層,并且涂層成分和稀釋度可控;
(3)熱輸入和畸變較小,尤其是采用高功率密度快速熔覆時(shí),變形可降低到零件的裝配公差內(nèi)。
(4)粉末選擇幾乎沒有任何限制,特別是在低熔點(diǎn)金屬表面熔敷高熔點(diǎn)合金;
(5)熔覆層的厚度范圍大,單道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm,
(6)能進(jìn)行選區(qū)熔敷,材料消耗少,具有卓越的性能價(jià)格比;
(7)光束瞄準(zhǔn)可以使難以接近的區(qū)域熔敷;
(8)工藝過程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
很適合油田常見易損件的磨損修復(fù)。
2激光熔覆技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
激光熔覆技術(shù)是—種涉及光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、材料、物理、化學(xué)等多門學(xué)科的跨學(xué)科高新技術(shù)。它由上個(gè)世紀(jì)60年代提出,并于1976年誕生了第一項(xiàng)論述高能激光熔覆的專利。進(jìn)入80年代,激光熔覆技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,近年來結(jié)合CAD技術(shù)興起的快速原型加工技術(shù),為激光熔覆技術(shù)又添了新的活力。
目前已成功開展了在不銹鋼、模具鋼、可鍛鑄鐵、灰口鑄鐵、銅合金、鈦合金、鋁合金及特殊合金表面鈷基、鎳基、鐵基等自熔合金粉末及陶瓷相的激光熔覆。激光熔覆鐵基合金粉末適用于要求局部耐磨而且容易變形的零件。鎳基合金粉末適用于要求局部耐磨、耐熱腐蝕及抗熱疲勞的構(gòu)件。鈷基合金粉末適用于要求耐磨、耐蝕及抗熱疲勞的零件。陶瓷涂層在高溫下有較高的強(qiáng)度,熱穩(wěn)定性好,化學(xué)穩(wěn)定性高,適用于要求耐磨、耐蝕、耐高溫和抗氧化性的零件。在滑動(dòng)磨損、沖擊磨損和磨粒磨損嚴(yán)重的條件下,純的鎳基、鈷基和鐵基合金粉末已經(jīng)滿足不了使用工況的要求,因此在合金表面激光熔覆金屬陶瓷復(fù)合涂層已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn),目前已經(jīng)進(jìn)行了鋼、鈦合金及鋁合金表面激光熔覆多種陶瓷或金屬陶瓷涂層的研究[1、10]。
3激光熔覆存在的問題
評價(jià)激光熔覆層質(zhì)量的優(yōu)劣,主要從兩個(gè)方面來考慮。一是宏觀上,考察熔覆道形狀、表面不平度、裂紋、氣孔及稀釋率等;二是微觀上,考察是否形成良好的組織,能否提供所要求的性能。此外,還應(yīng)測定表面熔覆層化學(xué)元素的種類和分布,注意分析過渡層的情況是否為冶金結(jié)合,必要時(shí)要進(jìn)行質(zhì)量壽命檢測。
目前研究工作的重點(diǎn)是熔覆設(shè)備的研制與開發(fā)、熔池動(dòng)力學(xué)、合金成分的設(shè)計(jì)、裂紋的形成、擴(kuò)展和控制方法、以及熔覆層與基體之間的結(jié)合力等。
目前激光熔敷技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用面臨的主要問題是:
①激光熔覆技術(shù)在國內(nèi)尚未完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主要原因是熔覆層質(zhì)量的不穩(wěn)定性。激光熔覆過程中,加熱和冷卻的速度極快,最高速度可達(dá)1012℃/s。由于熔覆層和基體材料的溫度梯度和熱膨脹系數(shù)的差異,可能在熔覆層中產(chǎn)生多種缺陷,主要包括氣孔、裂紋、變形和表面不平度[1]。
②光熔敷過程的檢測和實(shí)施自動(dòng)化控制。
③激光熔覆層的開裂敏感性，仍然是困擾國內(nèi)外研究者的一個(gè)難題，也是工程應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化的障礙[1、11]。目前，雖然已經(jīng)對裂紋的形成擴(kuò)進(jìn)行了研究[1]，但控制方法方面還不成熟。
4激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展前景展望
進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來,激光熔敷技術(shù)得到了迅速的發(fā)展,目前已成為國內(nèi)外激光表面改性研究的熱點(diǎn)。激光熔敷技術(shù)具有很大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造與維修、汽車制造、紡織機(jī)械、航海[12]與航天和石油化工等領(lǐng)域。
目前激光熔覆技術(shù)已經(jīng)取得一定的成果,正處于逐步走向工業(yè)化應(yīng)用的起步階段。今后的發(fā)展前景主要有以下幾個(gè)方面:
(1)激光熔覆的基礎(chǔ)理論研究。
(2)熔覆材料的設(shè)計(jì)與開發(fā)。
(3)激光熔覆設(shè)備的改進(jìn)與研制。
(4)理論模型的建立。
關(guān)鍵詞:激光技術(shù);激光三維雕刻;點(diǎn)云數(shù)據(jù);正投影圖形
中圖分類號(hào):TG665文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1009-2374 (2010)27-0013-02
0引言
雕刻是指在雙色板、金屬、木材、石頭、玻璃以及塑料等材料上刻出文字及圖形裝飾等,用以滿足相關(guān)特定的要求。從方法上,雕刻可以分為手工雕刻、機(jī)械雕刻和激光雕刻。手工雕刻勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低,精度差,成本高,生產(chǎn)周期長,無法進(jìn)行批量生產(chǎn),但全自由度空間雕刻目前只能依靠手工雕刻;機(jī)械雕刻中的數(shù)控雕刻主要以金屬材料和有機(jī)玻璃等為主,雕刻精度受到銑刀尺寸限制;激光雕刻嫩能夠雕刻任何材料,雕刻精度高,雕刻速度快,尤其是激光三維雕刻,能夠在空間曲面或斜面上雕刻復(fù)雜圖案,這對于復(fù)雜零部件的表面紋理圖案雕刻是相當(dāng)有益的,但激光雕刻目前國內(nèi)還主要是用于二維雕刻,對于三維雕刻報(bào)道甚少。本文提出一種新的激光三維雕刻技術(shù),利用雕刻表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和三維雕刻圖形的正投影圖形,配合兩維高速掃描振鏡進(jìn)行掃描加工,從而在曲面或斜面上雕刻出需要的文字或圖形。
1激光三維雕刻原理
激光雕刻的基本原理是激光束經(jīng)過導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)后射向被加工材料,利用激光和材料的相互作用,將材料的指定范圍除去,而在未被激光照射到的地方材料保持原樣,使材料表面留下有規(guī)律的具有一定深度、尺寸和形狀的凹點(diǎn)和凸點(diǎn),這些凹凸點(diǎn)的組合就是所要雕刻的圖案。
不同于三維切片雕刻,本文提出的激光三維雕刻技術(shù)關(guān)鍵在于利用雕刻表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和三維雕刻圖形的正投影圖形,使兩者進(jìn)行高度匹配,賦予投影圖形高度值,再通過X、Y兩軸工作臺(tái)精確定位,結(jié)合Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩維高速掃描振鏡,并且利用聚焦激光束的焦深特性,逐點(diǎn)掃描加工投影圖形,則在曲面或斜面上雕刻出了所需圖形,激光三維雕刻原理圖如圖1所示:
2關(guān)鍵文件獲取方法
本文提出的激光三維雕刻技術(shù)中需要獲取的兩個(gè)關(guān)鍵文件就是雕刻曲面或斜面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和三維雕刻圖形的正投影圖形,這兩個(gè)文件是雕刻過程中保證高加工精度和高加工效率的必備條件。
2.1點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取
對于存在實(shí)物的曲面或斜面,可以通過三坐標(biāo)測量機(jī)獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù),而對于存在3D模型的曲面或斜面,只需通過CATIA軟件即可得到所需點(diǎn)云數(shù)據(jù),獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件如圖2所示,這里只對后者進(jìn)行闡述。獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)的步驟為:
首先,打開CATIA軟件,進(jìn)入“機(jī)械設(shè)計(jì)”模塊,選擇“Wireframe and Surface Design”命令,繪制曲面或斜面,或者是打開已經(jīng)存在的模型文件;
其次,進(jìn)入“加工”模塊,選擇“STL Rapid Protyping”命令,再選擇工具欄里的“Tesselation”命令,把曲面離散化,在彈出的對話框里“Sag”參數(shù)不用改變,只需設(shè)置“Step”參數(shù),即為離散點(diǎn)之間的間距值,再保存文件為stl格式;
然后,進(jìn)入“形狀”模塊,選擇“Digitized Shape Editor”命令,再選擇工具欄里的“Import”命令,導(dǎo)入剛保存的stl文件,比例因子設(shè)置為1,根據(jù)需要選擇不同的單位,選擇剛才離散化的曲面或斜面,點(diǎn)擊“確定”按鈕;
最后,再選擇“Export”命令,導(dǎo)出為ASCⅡ文件,將文件格式改為txt,用記事本打開即可看到點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
由圖2可以看到,導(dǎo)出的點(diǎn)云數(shù)據(jù)文件包括各個(gè)點(diǎn)的三坐標(biāo)值以及點(diǎn)的總數(shù),根據(jù)不同需要,改變“Step”參數(shù),即可調(diào)整點(diǎn)間距和點(diǎn)的總數(shù)。
2.2正投影圖形的獲取
對于曲面或斜面的三維雕刻圖形的正投影圖形,通過CATIA軟件獲取的步驟為:
首先,打開CATIA軟件,同樣進(jìn)入“機(jī)械設(shè)計(jì)”模塊,選擇“Wireframe and Surface Design”命令,繪制曲面或斜面,或者是打開已經(jīng)存在的模型文件;
其次,在曲面或斜面上繪制三維雕刻圖形,然后選擇工具欄上的“Projection”命令,在彈出的對話框里選擇投影類型為“normal”,即為正投影,再選擇要投影的圖形以及投影平面,點(diǎn)擊“確定”按鈕,則將三維雕刻圖形正投影到平面上;
最后,通過輸出工程圖的方式或者通過UG軟件,將投影圖形保存為DXF格式,即可用AUTOCAD軟件打開投影圖形。
利用CATIA軟件得到的正投影圖形如圖3所示:
3實(shí)驗(yàn)設(shè)備與結(jié)果
實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備為實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的激光切割機(jī),X-Y兩軸直線電機(jī)工作臺(tái)和Z軸伺服電機(jī)移動(dòng)機(jī)構(gòu),組成一個(gè)三維聯(lián)動(dòng)定位機(jī)構(gòu),加上兩維高速掃描振鏡,組成一個(gè)“3+2”軸聯(lián)動(dòng)激光精密加工系統(tǒng),激光器為全固態(tài)三倍頻調(diào)Q開關(guān)Nd:YOV4激光器,主要參數(shù)見表1:
表1激光器主要參數(shù)
激光參數(shù) 參數(shù)范圍
波長 / nm 355
功率 / W 0～9
重復(fù)頻率 / kHz 10～100
脈沖寬度 / ns 10～60
脈沖能量 / J 0～0.36
能量密度 / (J/cm2) 0～208
實(shí)驗(yàn)中,利用自設(shè)簡易夾具,調(diào)整斜面傾斜角度,在一塊6061鋁合金平板斜面上雕刻文字,結(jié)果如圖4和圖5所示:
從圖4和圖5可以看到,利用本文提出的激光三維雕刻技術(shù)成功地在傾斜平面上雕刻出了文字圖案,證明了這種新的激光三維雕刻技術(shù)是可行的。
4結(jié)論
本文提出了一種新的激光三維雕刻技術(shù),相比機(jī)械雕刻,具有雕刻精度高和雕刻速度快的優(yōu)點(diǎn),而且不需要根據(jù)不同字體或圖形更換刀具,不會(huì)出現(xiàn)斷刀及過切現(xiàn)象,工藝簡單,雕刻文字圖形美觀。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：激光加工，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造
1.激光加工技術(shù)概述
激光加工技術(shù)是一種高度柔性和智能化的先進(jìn)加工技術(shù), 它集成了CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料技術(shù)等現(xiàn)代科技成果, 技術(shù)涉及范圍廣。激光加工技術(shù)是指各種以高能密度激光束為手段, 通過激光束與材料之間的物理和化學(xué)等作用, 實(shí)現(xiàn)改變物質(zhì)形態(tài)或性質(zhì)的先進(jìn)材料加工技術(shù)。激光加工涉及激光物理、材料、電子、機(jī)械和工程傳熱等多門學(xué)科, 綜合了激光、制造、控制和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多項(xiàng)技術(shù), 已成為多學(xué)科交叉和多技術(shù)綜合的一種典型的先進(jìn)制造技術(shù)。激光加工具有非接觸、無污染、熱影響區(qū)域小、加工精度高以及可選區(qū)加工等特點(diǎn), 而且在特定的加工情況下是其他制造方法不可替代的。因此, 激光加工技術(shù)在許多行業(yè)中都得到了重要而廣泛的應(yīng)用。由于其獨(dú)特的性能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用, 在誘變育種、增強(qiáng)種子活力、促進(jìn)生長發(fā)育、提高產(chǎn)量和品質(zhì)、平地整地、提高節(jié)水灌溉能力、防治病蟲害等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
2.激光加工技術(shù)在農(nóng)機(jī)制造中的應(yīng)用
21世紀(jì)是一個(gè)以信息、生物等高科技為支柱的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代, 我國農(nóng)業(yè)只有加快現(xiàn)代化進(jìn)程, 才能在國際競爭中立于不敗之地。發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)少不了農(nóng)業(yè)機(jī)械的支持, 制造技術(shù)成為其重要的組成部分。當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械由于其自身應(yīng)用的特點(diǎn)和工作對象的復(fù)雜性, 尤其是農(nóng)機(jī)制造行業(yè)的設(shè)計(jì)加工手段比較落后, 使其創(chuàng)新少, 新產(chǎn)品開發(fā)周期長, 成本高,制造質(zhì)量比較粗糙, 產(chǎn)品壽命相對較短。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。為了大力提高農(nóng)機(jī)的制造技術(shù), 并與其他機(jī)械制造業(yè)平行發(fā)展, 必須加大激光等先進(jìn)制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)制造中的應(yīng)用力度, 提高農(nóng)機(jī)制造企業(yè)的現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)水平。
2.1激光快速成型技術(shù)在農(nóng)機(jī)制造中的應(yīng)用
快速成型技術(shù)即直接根據(jù)CAD模型快速生產(chǎn)樣件或零件的技術(shù)總稱。它集成了技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、撒光技術(shù)和材料技術(shù)等現(xiàn)代科技成果, 是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分 。其原理產(chǎn)品三維CAD模型一分層離散—按離散后的平面幾何信息逐層加工堆積原材料生成實(shí)體模型。它能根據(jù)CAD模型電子模型自動(dòng)、直接、快速、精確地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定功能的原型或直接制造零件, 在不同模具和工具的條件下生成幾乎任意復(fù)雜的零部件, 解決了從設(shè)計(jì)到制造的快速對接問題。因此, 該技術(shù)可以對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行快速評價(jià)及修改, 有效地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期, 降低了開發(fā)成本, 滿足了當(dāng)今競爭日益激烈的市場對新產(chǎn)品快速開發(fā)和快速制造的要求, 提高了產(chǎn)品的市場競爭力和企業(yè)的綜合競爭能力。其中, 激光選區(qū)燒結(jié)是快速成型制造中的重要工藝方法之一。這種制造方法具有成型速度快、精度高、表面質(zhì)量好、后置處理簡單和省時(shí)等特點(diǎn), 是一個(gè)具有生命力的技術(shù), 為制造技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了一種新方法。
農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)過程具有特殊性。零件多具有較復(fù)雜的形狀, 如耕地機(jī)械、整地機(jī)械和收獲機(jī)械等。此外, 復(fù)雜曲面較多, 如犁體曲面、旋耕機(jī)旋刀、水泵葉輪和送料螺旋等, 而且根據(jù)具體的生產(chǎn)情況不同, 其形狀還需相應(yīng)調(diào)整。因此,利用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法研制這種農(nóng)業(yè)機(jī)械零件, 不僅研制開發(fā)時(shí)間長, 加工工藝復(fù)雜, 而且很難達(dá)到理想的效果。運(yùn)用先進(jìn)的激光快速成型集成技術(shù), 不僅大大縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期, 降低開發(fā)成本, 而且制造質(zhì)量也優(yōu)于傳統(tǒng)制造方法。
2.2激光表面強(qiáng)化與熱處理技術(shù)在農(nóng)機(jī)制造中的應(yīng)用
激光表面強(qiáng)化與熱處理技術(shù)是一種新型的材料表面處理技術(shù)。激光表面強(qiáng)化技術(shù)的原理是利用激光穿透能力極強(qiáng)的特點(diǎn),當(dāng)把金屬表面加熱到僅低于熔點(diǎn)的臨界轉(zhuǎn)變溫度時(shí), 其表面迅速奧氏體化, 然后急速自冷淬火, 金屬表面迅速被強(qiáng)化川。激光熱處理是傳統(tǒng)熱處理技術(shù)的發(fā)展和補(bǔ)充, 它可以解決其他表面處理方法無法解決或不好解決的材料強(qiáng)化問題。經(jīng)過激光處理后, 可以提高其抗磨損、抗疲勞、耐腐蝕和防氧化等性能, 延長其使用壽命。總之, 激光表面技術(shù)對于提高零部件的表面綜合機(jī)械物理性能, 改善產(chǎn)品的性能、使用壽命,增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭能力起著至關(guān)重要的作用。
農(nóng)業(yè)機(jī)械量大面廣, 種類繁多, 每年由于表面破壞和失效帶來的損失非常巨大。資料表明, 農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的失效破壞,約60%有是由零件表面的腐蝕和磨損造成的。如耕作、播種和收獲機(jī)械的許多零部件, 直接與土壤接觸, 其腐蝕和磨損相當(dāng)嚴(yán)重, 導(dǎo)致故障增多、生產(chǎn)率下降, 作業(yè)成本明顯上升。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。農(nóng)用動(dòng)力中的氣缸、氣門、曲軸, 因磨損和腐蝕常會(huì)導(dǎo)致功率下降, 污染增加。各種農(nóng)用泵、風(fēng)機(jī)和葉片在表面磨損后, 工作性能下降, 壽命降低。因此, 在農(nóng)機(jī)行業(yè)中大力推廣先進(jìn)、實(shí)用的表面技術(shù), 可顯著提高零部件的抗氧化、耐腐蝕、耐磨損和耐疲勞性能, 能最大限度地延長農(nóng)機(jī)具的使用壽命己對于已損壞的產(chǎn)品, 采用表面修復(fù)工藝, 可大大節(jié)省資金,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
此外, 激光熱處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用極為廣泛, 在許多關(guān)鍵零件上如缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、排氣閥、農(nóng)技服務(wù)年閥座或活塞環(huán)等幾乎都可以采用激光熱處理。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中, 機(jī)器的工作條件是多種多樣的, 有些機(jī)器犁、中耕機(jī)、播種機(jī)和收割機(jī)直接在磨料介質(zhì)中工作, 使許多零件磨損很快。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。另一方面, 為了獲得足夠的強(qiáng)度, 機(jī)器的材料用量較大,不僅浪費(fèi)材料, 而且顯得笨重。對于此類零件, 激光硬化處理后的硬度比常規(guī)淬火硬度高5%一20%, 激光合金化可以根據(jù)要求選擇加人新材料, 形成以基材為基礎(chǔ)的新合金層,以獲得滿意的性能。此外, 由于處理后性能的提高, 可以選用低性能的基材, 從而減少了基材的質(zhì)量。
2.3激光技術(shù)在農(nóng)機(jī)零件修復(fù)中的應(yīng)用
激光技術(shù)在農(nóng)機(jī)零件修復(fù)中主要是應(yīng)用激光熔覆技術(shù)。激光熔覆技術(shù)是一種新型的表面改性技術(shù), 是指以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時(shí)熔化, 并快速凝固后形成稀釋度極低, 與基體成冶金結(jié)合的表面涂層, 顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法, 從而達(dá)到表面改性或修復(fù)的目的, 既滿足了對材料表面特定性能的要求, 又節(jié)約了大量的貴重元素。與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比, 激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點(diǎn)。
因此, 激光熔覆技術(shù)可以提高材料表面的耐磨與耐蝕等性能, 主要用于零件磨損后的修復(fù)及增強(qiáng)新制造零件的性能。對于重要零件如農(nóng)機(jī)中的汽缸套和活塞等,由于工作量大, 高溫、高壓、侵蝕以及不同程度的摩擦, 其磨損量是很大的, 零件需要定期報(bào)廢和更換。對于耕地機(jī)械、整地機(jī)械和收割機(jī)械如犁、中耕機(jī)、播種機(jī)和收割機(jī),作業(yè)時(shí)局部磨損很快, 零件報(bào)廢是因?yàn)榫植康膿p壞。為了提高零件的使用壽命, 修復(fù)工作有著極大的意義。激光加工具有選區(qū)作用的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn), 而且激光熔覆可以方便地修復(fù)磨損部位, 使零件不因?yàn)榫植繐p壞而報(bào)廢, 提高了零件的可靠性和使用壽命,在投人費(fèi)用最小的情況下重新達(dá)到更佳的性能要求。此外,用激光對模具進(jìn)行修復(fù), 可以大大提高模具的壽命, 又不受形狀和尺寸的限制, 在農(nóng)機(jī)制造中也應(yīng)大力推廣和采用。
3.激光加工技術(shù)在農(nóng)機(jī)制造中應(yīng)用現(xiàn)狀及前景
3.1激光加工技術(shù)在農(nóng)機(jī)制造中的應(yīng)用在我國尚不普遍, 主要是該行業(yè)對激光技術(shù)的應(yīng)用還存在不同程度的神秘感和偏見。另外, 對激光技術(shù)的宣傳也不夠, 缺乏實(shí)踐。因此, 農(nóng)機(jī)企業(yè)應(yīng)盡快引進(jìn)吸收工業(yè)生產(chǎn)中成熟的科研成果,利用好工業(yè)中已建立的多功能激光加工中心, 使其為更多的農(nóng)機(jī)企業(yè)服務(wù)。
3.2激光加工技術(shù)的引人可以大幅度提升農(nóng)業(yè)機(jī)械的制造水平。但對加工類型的選擇及激光器的使用, 要從基礎(chǔ)做起, 只有在充分掌握這種先進(jìn)加工方法的情況下, 才能更好地改進(jìn)傳統(tǒng)工藝, 發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢。激光加工技術(shù)集成了CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料技術(shù)等現(xiàn)代科技成果,技術(shù)涉及范圍廣。因此, 農(nóng)機(jī)企業(yè)在上激光制造項(xiàng)目時(shí), 一定要分析企業(yè)自身?xiàng)l件和需求, 向其他機(jī)械企業(yè)咨詢, 看準(zhǔn)方向, 找到結(jié)合點(diǎn), 循序漸進(jìn)地進(jìn)行。
3.3近年來, 大功率激光器和輔助設(shè)備的制造技術(shù)日益提高, 其基礎(chǔ)理論及生產(chǎn)技術(shù)日益成熟, 與其他加工設(shè)備相比, 大功率激光器的價(jià)格也不是很高。因此, 激光加工技術(shù)
在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用具備了一定的外部條件。另外, 隨著農(nóng)業(yè)工業(yè)化的決速發(fā)展, 農(nóng)業(yè)制造企業(yè)的實(shí)力明顯增強(qiáng), 對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高, 為激光加工技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用提供了內(nèi)部動(dòng)力和條件。因此, 目前激光加工技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械制造中的應(yīng)用具備了條件。從農(nóng)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域來看,快速成型、熔覆及熱處理是激光加工技術(shù)應(yīng)用的主要內(nèi)容。
【關(guān)鍵詞】GPS定位技術(shù)工程測量加護(hù)分析數(shù)字化 攝影測量
中圖分類號(hào)： P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一．引言。
工程測量通常是指在工程建設(shè)的勘測設(shè)計(jì)、施工和管理階段中運(yùn)用的各種測量理論、方法和技術(shù)的總稱。傳統(tǒng)工程測量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域包括建筑、水利、交通、礦山等部門，其基本內(nèi)容有測圖和放樣兩部分。現(xiàn)代工程測量己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了僅僅為工程建設(shè)服務(wù)的概念，它不僅涉及工程的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)幾何與物理量測定，而且包括對測量結(jié)果的分析，甚至對物體發(fā)展變化的趨勢預(yù)報(bào)。
二．工程測量實(shí)施的階段性分析。
1.規(guī)劃設(shè)計(jì)階段。
主要是提供大比例尺地形圖。采用的方法主要有地面人工測圖和攝影測量成圖兩類。
（1）. 地面人工測圖。是根據(jù)由總體到局部的原則，先在測區(qū)內(nèi)建立平面和高程控制網(wǎng)點(diǎn)(見工程控制測量)，然后根據(jù)控制點(diǎn)測繪地物、地貌。近年來，隨著電子速測儀和機(jī)助制圖系統(tǒng)的發(fā)展，可以應(yīng)用多功能整體式或組合式的電子速測系統(tǒng)取得地物和地貌特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，輸入制圖系統(tǒng)自動(dòng)成圖。
（2）. 攝影測量成圖。是對地面進(jìn)行攝影，對像片加以判讀、量測和處理，以獲得所需資料。最先應(yīng)用的是地面攝影測量，即在地面上用攝影經(jīng)緯儀攝取測區(qū)的像片，據(jù)以成圖。后來發(fā)展為航空攝影測量，它已成為目前測繪地形圖的最主要、最有效方法。
近年來,隨著攝影器材和測圖儀器的改進(jìn),除了模擬測圖方式以外，發(fā)展了解析測圖方式，即利用立體坐標(biāo)量測儀對像片量測進(jìn)行解析處理，獲得地形的數(shù)據(jù)資料。解析測圖儀除了與一般模擬立體測圖儀一樣測圖外,還可進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)點(diǎn)加密和數(shù)字化測圖,獲得數(shù)字地圖。地面形態(tài)的數(shù)字表達(dá)稱為“數(shù)字地面模型”，它可用來解決工程設(shè)計(jì)中繪制斷面圖、計(jì)算土石方量等問題。
2.施工階段工程測量工作。
主要是按照設(shè)計(jì)和施工的要求，先建立施工控制網(wǎng)點(diǎn),然后根據(jù)控制網(wǎng)點(diǎn),在實(shí)地上以適當(dāng)?shù)木确艠映鼋ㄖ锱c生產(chǎn)設(shè)備各部分的位置，作為施工和安裝的依據(jù)。放樣工作包括平面位置放樣和高程放樣。平面位置放樣通常采用極坐標(biāo)法、直角坐標(biāo)法以及交會(huì)法等。高程放樣通常是根據(jù)高程控制網(wǎng)點(diǎn)用水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行。近年來，已在施工測量中應(yīng)用了激光測量儀器，例如：激光準(zhǔn)直儀、激光垂線儀、激光平面儀、激光經(jīng)緯儀、激光水準(zhǔn)儀等（見工程測量儀器）。這不僅提高了測量的精度和速度，而且有助于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
3. 經(jīng)營管理階段的工程測量工作。
主要是為了監(jiān)視工程建筑物的現(xiàn)狀，保證安全運(yùn)營所進(jìn)行的建（構(gòu)）筑物變形觀測。包括垂直位移（沉降）、水平位移、傾斜、撓曲，以及風(fēng)振、日照等變形觀測項(xiàng)目，其特點(diǎn)是要求建立較高精度的變形觀測控制網(wǎng)和穩(wěn)固的基準(zhǔn)點(diǎn)。對于觀測的精度要求與所采用的方法，因各項(xiàng)工程的要求不同，差異較大。野外觀測工作完成以后，經(jīng)過平差計(jì)算和初步整理，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的方法來分析變形觀測成果的可靠性，應(yīng)用回歸分析的方法探討變形的規(guī)律性。垂直位移（沉降）觀測，通常采用精密水準(zhǔn)測量方法。使用液體靜力水準(zhǔn)測量法，可將液面的高程變化轉(zhuǎn)換成電感輸出，有利于實(shí)現(xiàn)觀測自動(dòng)化。建筑物的水平位移觀測，由于它本身受力條件的不同，位移的方向不同，觀測方法也就不同。對于任意方向的位移觀測，常采用角度前方交會(huì)法，對于發(fā)生在某一特定方向的位移觀測常采用基準(zhǔn)線法。基準(zhǔn)面的建立，可應(yīng)用經(jīng)緯儀的視線、拉緊的鋼絲或者激光束。觀測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)面的偏離值，可以用人工觀測，也可以利用光電傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。建筑物的位移、傾斜、撓曲和瞬時(shí)變形觀測，除了采用大地測量方法外，也可以應(yīng)用近景攝影測量技術(shù)。
三．工程測量技術(shù)的現(xiàn)狀。
1. 地面測量儀器。
20 世紀(jì) 80 年代以來出現(xiàn)許多先進(jìn)的地面測量儀器，為工程測量提供了先進(jìn)的技術(shù)工具和手段，如：光電測距儀、精密測距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、數(shù)字水準(zhǔn)儀、激光準(zhǔn)直儀、激光掃平儀等，為工程測量向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件，改變了傳統(tǒng)的工程控制網(wǎng)布網(wǎng)、地形測量、道路測量和施工測量等的作業(yè)方法。三角網(wǎng)已被三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、測距導(dǎo)線網(wǎng)所替代；光電測距三角高程測量代替三、四等水準(zhǔn)測量；具有自動(dòng)跟蹤和連續(xù)顯示功能的測距儀用于施工放樣測量；無需棱鏡的測距儀解決了難以攀登和無法到達(dá)的測量點(diǎn)的測距工作；電子速測儀為細(xì)部測量提供了理想的儀器；精密測距儀的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的基線丈量。
2.GPS定位技術(shù)。
GPS是美國從20世紀(jì)70年代開始研制,歷時(shí)20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。隨著GPS定位技術(shù)的不斷改進(jìn),軟、硬件的不斷完善,長期使用的測角、測距、測水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù),正在逐步被以一次性確定三維坐標(biāo)的高速度、高精度、費(fèi)用省、操作簡單的GPS技術(shù)代替。
在我國 G P S 定位技術(shù)的應(yīng)用已深入各個(gè)領(lǐng)域，國家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用 G P S 技術(shù)，在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測、海島或海域測量等也已廣泛的使用 G P S 技術(shù)。隨著D G P S 差分定位技術(shù)和 R T K 實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國 A S 技術(shù)的解除，單點(diǎn)定位精度不斷提高，G P S 技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、石油物探點(diǎn)定位、地質(zhì)勘查剖面測量、碎部點(diǎn)的測繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景。
3. 數(shù)字化測繪技術(shù)。
數(shù)字化測繪技術(shù)在測繪工程領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，使大比例尺測圖技術(shù)向數(shù)字化、信息化發(fā)展。大比例尺地形圖和工程圖的測繪,歷來就是城市與工程測量的重要內(nèi)容和任務(wù)。
常規(guī)的成圖方法是一項(xiàng)腦力勞動(dòng)和體力勞動(dòng)結(jié)合的艱苦的野外工作,同時(shí)還有大量的室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作,成圖周期長,產(chǎn)品單一,難以適應(yīng)飛速發(fā)展的城市建設(shè)和現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。隨著電子經(jīng)緯儀、全站儀的應(yīng)用和 GEOMAP 系統(tǒng)的出現(xiàn),把野外數(shù)據(jù)采集的先進(jìn)設(shè)備與微機(jī)及數(shù)控繪圖儀三者結(jié)合起來,形成一個(gè)從野外或室內(nèi)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形編輯和繪圖的自動(dòng)測圖系統(tǒng)。
4. 攝影測量技術(shù)。
攝影測量技術(shù)已越來越廣泛的在城市和工程測繪領(lǐng)域中得以應(yīng)用，由于高質(zhì)量、高精度的攝影測量儀器的研制生產(chǎn)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用，使得攝影測量能夠提供完全的、實(shí)時(shí)的三維空間信息。不僅不需要接觸物體，而且減少了外業(yè)工作量，具有測量高效、高精度，成果品種繁多等特點(diǎn)。在城市和工程大比例尺地形測繪、地籍測繪、公路、鐵路以及長距離通訊和電力選線、描述被測物體狀態(tài)、建筑物變形監(jiān)測、文物保護(hù)和醫(yī)學(xué)上異物定位中都起到了一般測量難以起到的作用，具有廣泛的應(yīng)用前景。由于全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站的出現(xiàn)，為攝影測量技術(shù)應(yīng)用提供了新的技術(shù)手段和方法，該技術(shù)已在一些大中城市和大型工程勘察單位得以引進(jìn)和應(yīng)用。
六．結(jié)束語
在人類活動(dòng)中，工程測量是無處不在、無時(shí)不用，只要有建設(shè)就必然存在工程測量，因而其發(fā)展和應(yīng)用的前景是廣闊的。
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關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體質(zhì)譜，激光剝蝕，硫磺，微量元素
0前言
質(zhì)譜分析法是利用點(diǎn)電感耦合等離子體（ICP）和質(zhì)譜（MS）技術(shù)的聯(lián)合是80年代分析化學(xué)領(lǐng)域最成功的一次創(chuàng)主。從1980年由美國Lowa大學(xué)Ames實(shí)驗(yàn)室的Houk和Fassel等人及英國Surrey大學(xué)的Gray等聯(lián)名發(fā)表文章以來,ICP-MS已經(jīng)迅速發(fā)展成為一種廣泛應(yīng)用并受到高度評價(jià)的新技術(shù)。
ICP-MS以靈敏度高，檢出線低，分析速度快，動(dòng)態(tài)線性范圍寬和干擾少，多元素同時(shí)檢測等優(yōu)點(diǎn)而著稱。近年來，各種新型號(hào)的ICP-MS儀器不斷出現(xiàn)與分析功能的日趨完善進(jìn)一步推動(dòng)了ICP-MS的發(fā)展和應(yīng)用。該分析已廣泛的應(yīng)用于地質(zhì)，冶金，環(huán)境，醫(yī)學(xué)，材料和司法鑒定中。論文參考網(wǎng)。
本文用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行了刑偵案例中硫磺樣品的檢測,對送檢的樣品進(jìn)行了前處理,精確測定了樣品中的微量元素,對送檢的嫌疑樣品和現(xiàn)場的取樣進(jìn)行了對比,為公安司法部門提供有力的鑒定佐證。
1.實(shí)驗(yàn)部分
1.1儀器與試劑
1.1.1儀器
Agilent 7500a電感耦合等離子體(Agilent TechnologiesCo.Ltd,USA)質(zhì)譜儀, 激光系統(tǒng)：GeoLas2005,Milli-Q超純水系統(tǒng)(Millpore,Bedford MA).
1.1.2試劑與樣品
硫磺及采集地: 案發(fā)現(xiàn)場(江蘇),其他周邊縣鎮(zhèn);
成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NIST610; BHVO-2;
5%HNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液系列:由標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液逐級(jí)稀釋而成;
去離子水(18.2MΩ·cm):由Milli-Q超純水系統(tǒng)(Millpore,BedfordMA)制得;
1.2儀器工作參數(shù)
儀器工作參數(shù)見表1。
表1 儀器工作參數(shù)
【論文摘要】：介紹了光機(jī)電一體化技術(shù)特征，研究了國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，指出了未來發(fā)展前景和一些重要技術(shù)熱點(diǎn)。
近些年來，光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢。
1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征
光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1.1體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便
光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制水平提高，運(yùn)算速度加快，通過電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高
傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差，導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動(dòng)部件、無機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品
光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。
1.6產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高
光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
2.1研究現(xiàn)狀
自從我國實(shí)行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
2.2發(fā)展趨勢
光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)越來越受到高度重視。從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：
（1）激光技術(shù)
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時(shí)，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術(shù)
1）激光準(zhǔn)直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測量。
2）激光測距，其探測距離遠(yuǎn)，測距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
（3）激光快速成型技術(shù)
激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。
（4）光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)
利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3.結(jié)語
技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
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論文導(dǎo)讀：選擇性激光燒結(jié)（SLS）是快速成型技術(shù)的一個(gè)重要分支，它以可加工材料的廣泛、無需支撐等優(yōu)點(diǎn)在原型制造、模具制造等方面得到了廣泛的應(yīng)用。本文采用選擇性激光燒結(jié)工藝，燒結(jié)金屬與粘結(jié)劑的混合物制作的“綠件”，經(jīng)過兩次燒結(jié)→熔滲的后序處理，使原型件的強(qiáng)度、密度、表面精度得到了極大的改善，可直接用于模具和電加工的電極。用金相顯微鏡觀察試樣熔滲前后的組織，并測其孔隙度。
關(guān)鍵詞：快速成型,激光燒結(jié),熔滲
選擇性激光燒結(jié)（SLS）是快速成型技術(shù)的一個(gè)重要分支，它以可加工材料的廣泛、無需支撐等優(yōu)點(diǎn)在原型制造、模具制造等方面得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于受到設(shè)備激光功率的限制，燒結(jié)材料多采用低熔點(diǎn)的石蠟、環(huán)氧聚脂等，直接燒結(jié)高熔點(diǎn)的金屬材料很難實(shí)現(xiàn)。目前國內(nèi)對燒結(jié)金屬材料的嘗試是以低熔點(diǎn)的材料作為粘結(jié)劑，將金屬顆粒嵌接到一起，金屬顆粒未有真正意義上的燒結(jié)。這種燒結(jié)件強(qiáng)度低、精度一般，表面相當(dāng)粗糙，只能作為外觀評估的模型。
本文采用選擇性激光燒結(jié)工藝，燒結(jié)金屬與粘結(jié)劑的混合物制作的“綠件”，經(jīng)過兩次燒結(jié)→熔滲的后序處理，使原型件的強(qiáng)度、密度、表面精度得到了極大的改善，可直接用于模具和電加工的電極。
1 實(shí)驗(yàn)方法
1.1 原料
試驗(yàn)采用–200目的還原鐵粉，用環(huán)氧聚酯和少量的固化劑對其進(jìn)行包衣處理，以不同的體積比混合，配比如表1。。熔滲材料為300目的銅粉，在100噸壓機(jī)上壓制成與試樣同直徑的壓坯，壓坯重量由試樣所需的最終密度決定（本試驗(yàn)最終理論密度為8.7g/cm 3 ）。
表1試樣組分比
組分 試樣 還原鐵粉 環(huán)氧聚酯 固化劑 V/V 1# 45% 45% 10% 2# 56% 33% 11% 3# 59% 35% 6% 4# 67% 16% 17% 5# 80% 14% 6%
這是一種尷尬，且并不少見——
基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，中國的SCI論文數(shù)已經(jīng)排在世界第二位，卻至今未能奪得一項(xiàng)自然科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)；工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，前有神九嫦娥上天、蛟龍深潛入海等國防科工領(lǐng)域的新聞?lì)l頻爆出，后卻有航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車關(guān)鍵零部件仍靠舶來品供給的警鐘不停敲響……
這同樣是一種昭示，在偌大的中國，一些關(guān)鍵的科技難點(diǎn)尚未有足夠的人力、物力去攻克。解決問題尚且如此，提出一個(gè)新的問題則變得更難。其背后的真正問題在于，當(dāng)中國的科學(xué)家們抱怨論文數(shù)量崇拜造成一堆學(xué)術(shù)垃圾，工程師們對關(guān)鍵性工藝技術(shù)的改進(jìn)又無法被納入學(xué)術(shù)成果時(shí)，我們長期沿用的英美模式的論文評價(jià)體系仍在繼續(xù)。
要打翻身仗，讓中國的技術(shù)追趕不再尷尬，出路到底在哪里？
宏大命題的背后，總有小的切入點(diǎn)。就好似在戰(zhàn)場上，我軍從正面攻擊，敵人跑了，如果兩者速度相差無幾，照著原路追永遠(yuǎn)追不上，只有包抄才有希望，科技界同樣如此。靠什么包抄？基礎(chǔ)研究，因?yàn)槟阌肋h(yuǎn)都不知道知識(shí)創(chuàng)新中有多少靈感、多少頓悟可能出現(xiàn)。
要高速發(fā)展，工業(yè)、制造業(yè)的成長至關(guān)重要。但當(dāng)前信息化大潮來襲，把中國工業(yè)化打了個(gè)措手不及。
傳統(tǒng)制造變成了數(shù)字化制造，包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助工程分析、輔助工藝規(guī)劃和輔助生產(chǎn)加工等；傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)，也成了產(chǎn)品智能化，從家電、汽車到飛機(jī)都在越來越多地運(yùn)用自動(dòng)控制和人工智能技術(shù)。
這些新事物的不斷涌現(xiàn)依靠的多是科學(xué)上的積累，而這也正是中國高校、科研院所乃至軍事研發(fā)部門不愿放棄，并一直努力“包抄”的領(lǐng)域——基礎(chǔ)研究。
“為什么不公開反對論文崇拜，因?yàn)槲覀冞€需要它！”程基偉說，我們在知識(shí)創(chuàng)新、科學(xué)探索上的欠賬是歷史造成的，后來人需要做的就是不斷地積累，不否認(rèn)在積累的過程中會(huì)冒出一些垃圾，卻也在所難免。
科學(xué)決定著人類的認(rèn)知，也決定了技術(shù)的發(fā)展空間，而技術(shù)卻決定著人類能否改變以及改變這個(gè)世界的程度。
科學(xué)與技術(shù)是相融相生的關(guān)系，如同中國科技命題的兩部分。盛產(chǎn)論文還是升級(jí)技術(shù)，這并不是非黑即白的問題。
國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)得主王選研制漢字激光照排系統(tǒng)的經(jīng)歷就是一個(gè)直觀的例子。西方國家用了40年的時(shí)間，才從第一代照排機(jī)發(fā)展到第四代激光照排系統(tǒng)，而我國卻從落后的鉛字排版一步就跨進(jìn)了最先進(jìn)的技術(shù)領(lǐng)域，使我國印刷業(yè)的發(fā)展歷程縮短了近半個(gè)世紀(jì)，并且使印刷行業(yè)的效率提高了幾十倍。
這對中國來說，是一次成功的技術(shù)“追趕”，并由此引發(fā)了我國印刷出版業(yè)的產(chǎn)業(yè)革命。早在2006年，漢字激光照排系統(tǒng)就已占據(jù)了中國報(bào)業(yè)99%、海外中文報(bào)業(yè)80%的市場份額。
但另一方面，漢字信息處理及電子照排機(jī)的研制，實(shí)際上已超出工業(yè)化的范圍。比如，用計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成精確的各種字體的漢字，并自動(dòng)排版，要處理的信息量非常大，必須靠基礎(chǔ)學(xué)科尤其是數(shù)學(xué)的方法才能解決。王選畢業(yè)于北京大學(xué)數(shù)學(xué)系，他研究出一套新的算法，才使得計(jì)算機(jī)能處理如此龐大的信息量。從這個(gè)意義上來說，漢字激光照排系統(tǒng)又是基礎(chǔ)研究領(lǐng)域“包抄”的成果。
慶幸的是，在基礎(chǔ)研究這條包抄創(chuàng)新路上，不管是科學(xué)家持續(xù)增強(qiáng)的自覺性，還是輿論上不斷高漲的呼聲，都讓人欣喜。然而，對于技術(shù)追趕，這堂課補(bǔ)起來卻沒那么容易。
早在10年前，程基偉在英國倫敦大學(xué)材料系留學(xué)期間發(fā)現(xiàn)，一般認(rèn)為不會(huì)腐蝕的玻璃鋼，在一些特殊的環(huán)境下仍然會(huì)應(yīng)力腐蝕開裂，這引起他的興趣，為此，他以玻璃鋼的應(yīng)力腐蝕為題做了研究。
回國后，他想繼續(xù)做下去，卻在申請科研經(jīng)費(fèi)時(shí)被潑了一盆“冷水”。反對的意見是“玻璃鋼是傳統(tǒng)材料，研究沒有太多新意。”直到今天，玻璃鋼的應(yīng)力腐蝕在國內(nèi)仍鮮有人關(guān)注。
該現(xiàn)象一直延續(xù)至今，且在國家層面的科研項(xiàng)目里，其評價(jià)指向?qū)Υ耸至邌荨?/p>
于是在資源投放方面，有學(xué)者呼吁，應(yīng)增加國家設(shè)立的重大科技專項(xiàng)的覆蓋面和數(shù)量，并增設(shè)一般科技專項(xiàng)系列，將長期未能實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的民用技術(shù)和產(chǎn)品列入其中，并在社會(huì)上以公開招標(biāo)的方式征求研發(fā)者。他們的理由很簡單，當(dāng)今中國之所以在軍工、航天、農(nóng)業(yè)科技不至于“落后”，恰是因?yàn)閲以谶@些領(lǐng)域還擔(dān)當(dāng)著需求者的角色。
關(guān)鍵詞 激光熔覆；注塑模具；性能
Abstract：In this paper, YAG solid-state laser on the injection mold steel 2738 for cladding repair test. Experimental results show that the pre-wire-type cladding repair injection molds is entirely feasible, select the appropriate process parameters in the premise, to be uniform microstructure, defects minimal cladding layer and the substrate to form a good metallurgical bonding, cladding layer after the repair of the highest hardness: 388.72HV. Wear performance testing shows that this type of repair method meet the requirements of injection mold repair.
Keywords：Laser cladding; injection mold; performance
前言
制造業(yè)的飛速發(fā)展，使得注塑模具在塑料加工中扮演的角色越來越重要，注塑模具產(chǎn)品的產(chǎn)量也是逐年的增加。注塑模具由于單件生產(chǎn)，所以對模具的要求是較高的，而且有些注塑模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使得模具的設(shè)計(jì)制造周期較長而且造價(jià)也較高。模具在使用過程中還會(huì)有各種各樣的失效形式，例如：磨損、疲勞失效、劃痕、溝槽和腐蝕等等，造成整個(gè)模具無法使用，這樣無疑是一種資源的浪費(fèi)，不利于可持續(xù)發(fā)展的主題。那么對注塑模具的修復(fù)就顯得至關(guān)重要了。當(dāng)前大多數(shù)企業(yè)修復(fù)模具采用的方法有很多，總結(jié)起來大概為：軟氮化、熱噴涂、電刷鍍、微脈沖MIG焊等 [1] 。以上這些注塑模具修復(fù)手段雖然在一定程度上發(fā)揮著積極作用，也給企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，但隨著注塑模具向著小型化、精密化、復(fù)雜化方向的發(fā)展，再加上這些傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，已使它們不能滿足日益發(fā)展的注塑模具的修復(fù)需求了[2]。為此需要尋找一種全新的修復(fù)手段，激光熔覆修復(fù)技術(shù)是一種先進(jìn)的、高效的修復(fù)手段，在航空、機(jī)械、建筑及國防工業(yè)等部門有望得到廣泛應(yīng)用[3]。與其他傳統(tǒng)修復(fù)手段相比，激光熔覆修復(fù)具有以下一些特點(diǎn)：①熔覆層晶粒細(xì)小、結(jié)構(gòu)致密、化學(xué)組織均勻；②能夠較容易實(shí)現(xiàn)對模具的精密修復(fù)，修復(fù)后熱影響區(qū)較小，能夠與基體形成很好的的冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度較高；③熔覆材料的選擇較為廣泛，一些鎳基、鈷基和鐵基合金都可作為熔覆材料；④激光的光斑可以進(jìn)入特別細(xì)小的區(qū)域或是其他技術(shù)手段難以接近的區(qū)域，而且材料的消耗較少，具有優(yōu)良的性價(jià)比；⑤熔覆過程是可以通過計(jì)算機(jī)來控制的，易于實(shí)現(xiàn)激光熔覆工藝參數(shù)的智能化和工藝過程的自動(dòng)化[4]。
1實(shí)驗(yàn)材料及方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
注塑模具（即基體）材料規(guī)格為10mm×10mm×50mm的矩形塊，實(shí)驗(yàn)前用砂紙將表面氧化皮去除干凈，熔
絲材料規(guī)格為0.5mm×500mm。本篇論文所選基體材料和熔覆材料同為2738鋼，成分見表1。
表12738鋼的化學(xué)成分
元素 C Cr Mn Mo Ni Fe
含量（wt%） 0.37 2.0 1.1 0.4 1.0 Bal
1.2實(shí)驗(yàn)方法
將熔絲平整地固定在基體表面上，作單道單層熔覆試驗(yàn)。按照設(shè)計(jì)好的工藝分別做不同的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)完成后，總結(jié)熔覆后的宏觀表面形貌特點(diǎn)，然后沿橫斷面將熔覆后的試樣切開，在金相顯微鏡下對熔覆層微觀形貌進(jìn)行觀察，得出熔覆效果最佳的工藝參數(shù)為：單脈沖能量為15J，重疊率為85%，從而進(jìn)一步對其進(jìn)行性能分析。實(shí)驗(yàn)采用激光器為：脈沖Nd：YAG固體激光器。
2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.1 顯微組織和硬度檢測結(jié)果
在最佳工藝參數(shù)下獲得的熔覆層沿橫斷面的顯微組織如圖1。形成的熔覆層形貌較好，熱影響區(qū)較窄而且對稱性好，無宏、微觀缺陷。
熔覆層及基體的顯微硬度按圖2所示的測試點(diǎn)進(jìn)行測量，測試點(diǎn)分別為1、2、3、4、5且測試點(diǎn)間有一定的距離間隔，每個(gè)測試點(diǎn)的硬度值為該點(diǎn)水平面上不同三個(gè)位置硬度的平均值[5]，顯微硬度曲線如圖3所示。顯微硬度計(jì)的加載砝碼為200g、加載保持時(shí)間15s。
圖2 顯微硬度測試點(diǎn)
圖1 熔覆層光學(xué)顯微形貌100X圖3 顯微硬度值曲線
2.2掃描電子顯微分析
在最佳工藝參數(shù)下修復(fù)后的熔覆層、結(jié)合區(qū)及基體的掃描電子顯微組織如圖4所示，從圖中可知熔覆層組織致密、均勻，無宏、微觀缺陷，結(jié)合區(qū)與基體的為良好的冶金結(jié)合。
圖4熔覆層、結(jié)合區(qū)及基體掃描電鏡形貌2000X
3 分析與討論
3.1最佳工藝參數(shù)對顯微硬度的影響
熔覆層的硬度與修復(fù)后的質(zhì)量有著密切的聯(lián)系，硬度的好壞直接影響著材料本身的性能，它是材料能否具有優(yōu)良性能的保障。從圖3顯微硬度曲線可知從測試點(diǎn)1到5硬度的變化趨勢為：先增大再減小。
首先，由于激光的功率較大，熔覆表面是激光光斑最先達(dá)到的地方，能量的損失還不是很多，這使得表面上熔點(diǎn)較低的元素?zé)龘p嚴(yán)重，致使涂層的硬度稍低一些。之后隨著距表面距離的增加硬度先是上升，在下降。這是由于激光作用在熔覆材料上時(shí)產(chǎn)生很高的熱量，熱量的傳送形式主要是通過熱傳導(dǎo)的方式進(jìn)行的，傳導(dǎo)的方向是從熔覆層向基體方向，那么就存在著溫度梯度，而且溫度梯度從測試點(diǎn)1到3是逐漸增大的，溫度梯度越大造成的組織越粗大，溫度梯度越小組織越細(xì)密，所以從測試點(diǎn)1到3硬度是逐漸增大的，從圖3中可以看出測試點(diǎn)3處的硬度最高為：388.72HV。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因主要是與熔池的冷卻有關(guān)，此處的溫度梯度和過冷度都較大，因此最先開始凝固，隨后熔池的表層（即測試點(diǎn)1和2的位置）處的熱量開始向外或沿著與基體接觸的次表層（即測試點(diǎn)3的位置）傳導(dǎo)，這樣次表層處相當(dāng)于重新承受了熱量而歷經(jīng)組織的轉(zhuǎn)變，相當(dāng)于淬火的過程，所以此處的硬度值最高。從圖1中可以看到從熔覆層到基體之間還存在著一個(gè)過渡的區(qū)域，我們把這一區(qū)域叫做熱影響區(qū)，在激光熔覆的過程中基體會(huì)對熱影響區(qū)有一個(gè)稀釋的作用，部分基體溶入其中導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的變化，使得顯微硬度增加，所以此處的硬度高于基體的硬度。那么基體的硬度為最低：342.74 HV。
3.2最佳工藝參數(shù)對摩擦磨損性能的影響
試樣是在M-200磨損試驗(yàn)機(jī)下進(jìn)行快速磨損，加載載荷為10Kg，時(shí)間為5min。首先取三個(gè)未經(jīng)熔覆處理的試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得的這三個(gè)試樣磨損前后質(zhì)量差的平均值為：0.00497Kg。然后取三個(gè)經(jīng)過熔覆處理的試樣進(jìn)行試驗(yàn)，同樣測得的這三個(gè)試樣磨損前后質(zhì)量差的平均值為：0.01313Kg。
通過熔覆前后的質(zhì)量差的對比可知，同種條件下參與熔覆修復(fù)試樣的磨損量要遠(yuǎn)大于未參與熔覆修復(fù)試樣的磨損量。得出這樣的結(jié)論正是符合實(shí)際要求的，因?yàn)槲覀冃迯?fù)的是注塑模具，塑料制品不同與金屬，倘若修復(fù)后的磨損性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于未修復(fù)前的，那么會(huì)在成型的塑料制品上有所體現(xiàn)，在修復(fù)的位置所對應(yīng)的塑料制品處往往會(huì)不同與其他地方，這樣就造成產(chǎn)品的不合格，這應(yīng)該是我們要避免的。
4 結(jié)論
1）從測試點(diǎn)1到5硬度的變化趨
勢為：先增大再減小，在基體接觸的
次表層（即試點(diǎn)3處）的硬度最高為：388.72HV，基體（即測試點(diǎn)5處）的硬度最低為：342.74 HV。
2）同種條件下參與熔覆修復(fù)試樣的磨損量要遠(yuǎn)大于未參與熔覆修復(fù)試樣的磨損量，符合注塑模具的修復(fù)要求。
3）在做磨損試驗(yàn)過程中采用的摩擦副為金屬，而不是塑料，據(jù)此我們還可得出修復(fù)后的注塑模具不宜做金屬模具。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：注塑模具；激光熔覆；修復(fù)
Abstract：In this paper, YAG solid-state lasers for cladding of 2738 steel mold repair test process parameters studied. For optimal repair process, and on this basis, changes in process parameters, and then come to the macro and micro organizational changes in morphology and hardness variation.
Keywords: injection mold; laser cladding; repair
前言：
隨著數(shù)控加工裝備水平的提高，我國注塑模具的發(fā)展速度越來越快，它已漸漸成為模具品種的“新星”。注塑模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占的比重也伴隨著中國汽車、電子通信、建筑材料業(yè)的快速發(fā)展而逐年提高，而且發(fā)展速度是其他模具難以企及的。例如：注塑模具在汽車行業(yè)的廣泛應(yīng)用，汽車作為現(xiàn)在交通的重要工具，其市場自然是巨大的，十分有潛力的[1]。近年來，隨著塑料產(chǎn)品的需求越來越多，對注塑模具的要求也就越來越高。因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命注塑模具的發(fā)展將會(huì)高于總量發(fā)展速度 [2] 。
注塑模具作為一種長期性工作的工具，必然也會(huì)產(chǎn)生模具本身的失效，由于一些較為精密、復(fù)雜的注塑模具生產(chǎn)周期較長、制造費(fèi)用較高，所以失效后對其進(jìn)行修復(fù)就成了重中之重的問題。而且文獻(xiàn)[3]中已明確表明傳統(tǒng)的修復(fù)模具手段，如：熱噴涂、電刷鍍、微脈沖MIG焊等已經(jīng)不能滿足那些精密程度高、復(fù)雜程度深的模具修復(fù)要求了，為此激光熔覆修復(fù)技術(shù)受到了人們的廣泛關(guān)注。較其他傳統(tǒng)修復(fù)手段相比，激光熔覆修復(fù)具有以下特點(diǎn)：
（1）激光熔覆可以再低熔點(diǎn)的工件上熔覆一層高硬度的熔覆層，從而大大提高工件表面硬度，這樣實(shí)現(xiàn)了利益的最大化，而且熔覆層可與基體形成優(yōu)良的冶金結(jié)合，微觀結(jié)構(gòu)細(xì)密，熱影響區(qū)小。
（2）在操作過程中可實(shí)現(xiàn)對工藝參數(shù)的自動(dòng)化，使得整個(gè)過程簡單、快捷。熔覆過程中不產(chǎn)生有害氣體或物質(zhì)，防護(hù)也很容易 [4] 。
（3）激光的光斑可較容易進(jìn)入特別細(xì)小的區(qū)域或是其他修復(fù)手段難以接近的區(qū)域，而且材料的消耗少，具有很高的性價(jià)比 [5] 。
激光熔覆過程是一個(gè)極其復(fù)雜的過程，而對工藝參數(shù)準(zhǔn)確的控制更是獲得良好修復(fù)質(zhì)量的保障。本文就從
工藝參數(shù)的角度出發(fā)，得出了熔覆修復(fù)注塑模具的最優(yōu)工藝參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上對工藝參數(shù)進(jìn)行改變，進(jìn)而得出宏、微觀形貌組織變化及硬度值的變化規(guī)律。
1實(shí)驗(yàn)材料及方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
本次試驗(yàn)采用預(yù)置絲式熔覆修復(fù)注塑模具試驗(yàn)，注塑模具（即基體）材料規(guī)格為10mm×10mm×50mm的矩形塊，熔覆材料規(guī)格為0.5mm×500mm。本篇論文所選基體材料和熔覆材料同為2738鋼，成分見表1。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
首先，根據(jù)文獻(xiàn)[6]，引入單脈沖能量（W）定義：單脈沖能量是指脈沖激光器輸出單個(gè)脈沖激光的能量，這部分能量主要用來熔化熔覆材料和基體材料形成熔池。單脈沖能量的方程式為：W=UIτ×3%。W為激光的單脈沖能量，單位為焦耳(J)；U為激光器的外接電壓，單位為伏特(V)；I為通過激光器的電流，單位為安培(A)；τ為激光器的脈沖寬度，單位為秒(s)；3%為激光器的總光電轉(zhuǎn)化率。
在引入重疊率的定義：重疊率(OL)定義為前一個(gè)脈沖光斑的直徑和緊接它后的一個(gè)脈沖光斑直徑的重疊長度與激光光斑直徑(D)的百分比。重疊率的方程為：
其中V為激光的掃描速度(mm/min)，f為激光的脈沖頻率(HZ)，D為激光光斑直徑(mm)。
方程單脈沖能量和重疊率分別將三個(gè)參數(shù)的影響歸結(jié)為一個(gè)參數(shù)的影響，這樣簡化了工藝參數(shù)，有利于工藝參數(shù)的調(diào)整。為確保基體與熔覆層形成較好的冶金結(jié)合，單脈沖能量是保證，而重疊率是得到平整、光滑、均勻熔覆層的前提。單脈沖能量和重疊率相結(jié)合，相互制約，當(dāng)取得最佳值時(shí)，就能獲得理想的熔覆層。
1.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
1.3.1最優(yōu)工藝參數(shù)的選取
在熔覆過程中，以單脈沖能量和重疊率為變量，通過一些列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，最后得出最佳工藝參數(shù)。工藝參數(shù)及熔覆層修復(fù)質(zhì)量見表2。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)當(dāng)單脈沖能量的值小于7.5 J時(shí)無論重疊率的值選取多少都不能保證熔覆層成型，所以說單脈沖能量是成型的重要保障。
工藝由1到3可知：單脈沖能量繼續(xù)增大，重疊率過大時(shí)，顯微組織觀察都未能形成良好的熱影響區(qū)，而工藝2由于重疊率過低使得形成的熔覆層不太理想。工藝4和5表明所形成最優(yōu)熔覆層的要求是：單脈沖能量為：15J，重疊率為：85%。工藝由6到11，表明由于單脈沖能量繼續(xù)增大，超過了最優(yōu)值后，熔覆層或是熱影響區(qū)都不能很好地匹配起來。
綜上所述，當(dāng)單脈沖能量為：15J，重疊率為：85%時(shí)，可獲得良好的熔覆質(zhì)量，它們即為該實(shí)驗(yàn)熔覆修復(fù)注塑模具最優(yōu)工藝參數(shù)。
1.3.2 以單脈沖能量為參數(shù)改變電流和脈沖寬度實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
當(dāng)U=380V、f=12Hz、V=79.5mm/min、D=0.5mm在最優(yōu)工藝的基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)激光器電流I和脈沖寬度τ，觀察熔覆層宏、微觀變化情況并得出硬度值變化規(guī)律。變化參數(shù)后宏觀熔覆形貌如圖1所示。
1：I=160A τ=8.7ms 2：I=170A τ=8.6ms
3：I=180A τ=8.5ms 4：I=190A τ=8.4ms
圖1 不同參數(shù)下熔覆層宏觀成型圖
由圖1可知，在最佳工藝的基礎(chǔ)上，適當(dāng)?shù)馗淖兗す馄鞯碾娏鳎ㄒ来卧龃螅┖兔}沖寬度（依次減小），對熔覆層的宏觀形貌影響不大，進(jìn)一步研究變參數(shù)后熔覆層的微觀組織結(jié)構(gòu)及顯微硬度變化規(guī)律。最優(yōu)工藝參數(shù)下（記為0號(hào)）及變化參數(shù)后試樣2和4熔覆層在掃描電鏡下的微觀形貌如圖
2所示。
圖2 掃描電鏡下熔覆層的微觀形貌2000X
分別將變參數(shù)后的試樣1、2、3、4及取得最優(yōu)工藝參數(shù)的試樣的熔覆層沿垂直方向?qū)⑺鼈兦虚_，研磨、拋光后，在各個(gè)試樣的熔覆層的相同位置選取一點(diǎn)，用 FM700顯微硬度計(jì)測量熔覆層上的每個(gè)點(diǎn)的硬度，加載砝碼為0.2kg、加載保持時(shí)間15s。顯微硬度曲線如圖3所示。
圖3 熔覆層顯微硬度曲線
由圖3可知，熔覆層的硬度值變化規(guī)律是：先下降，然后在一定范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定，最后急劇下降。
由圖2試樣熔覆層掃描電子顯微圖片觀察可知，隨著激光器電流的增大，脈沖寬度的減小，熔覆層的微觀組織結(jié)構(gòu)逐漸從均勻、細(xì)密向針狀、粗大的方向發(fā)展。當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的界限后，硬度值開始急劇下降。這一過程主要是由于電流起著決定作用，當(dāng)電流增大時(shí)，輸入的能量就越高，使得熔覆層溫度過高造成組織長大傾向過大，從而形成了針狀、粗大的一些組織，同時(shí)電流過大會(huì)使得熔覆層組織燒毀嚴(yán)重，這些都將會(huì)造成顯微硬度值得下降，工作中我們應(yīng)該避免，積極地尋求各參數(shù)間的最優(yōu)配比。
2結(jié)論
（1）激光修復(fù)注塑模具最佳工藝參數(shù)
為：單脈沖能量為：15J，重疊率為85%。
（2）在最佳工藝基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)節(jié)電流和脈寬，對熔覆層的宏觀形貌及尺寸的影響不大。
（3）在最佳工藝基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加電流值和減小脈寬值后，熔覆層的硬度值先下降，然后在一定范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定，最后急劇下降，電流升高越多，最后硬度的下降就更加越明顯。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞: 三維激光掃描、誤差來源、精度
中圖分類號(hào)：O343.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、引言
地面三維激光掃描技術(shù)是繼GPS技術(shù)后測繪領(lǐng)域的又一次革命，傳統(tǒng)的單點(diǎn)測量已無法滿足現(xiàn)代測繪對目標(biāo)真實(shí)情況反映的要求，而三維激光掃描技術(shù)以其非接觸性、高效率、高精度、主動(dòng)性的優(yōu)點(diǎn)被不斷應(yīng)用到更多的領(lǐng)域之中。
二、地面三維激光掃描儀的原理
從工作方式上地面三維激光掃描儀可以看做一臺(tái)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)測角、測距的無棱鏡全站儀[1]。一般包括掃描儀、控制系統(tǒng)和供電系統(tǒng)。掃描系統(tǒng)主要包括激光測距系統(tǒng)、激光測角系統(tǒng)、儀器內(nèi)部控制校正系統(tǒng)和CCD相機(jī)。三維激光掃描儀通過儀器內(nèi)部伺服馬達(dá)系統(tǒng)精密控制反射棱鏡的快速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)射并接收物體反射的激光脈沖，測量每個(gè)激光脈沖傳播的時(shí)間（或相位差）并以此來計(jì)算掃描儀到被測目標(biāo)的距離，同時(shí)角度編碼器記錄掃描瞬時(shí)的水平角、垂直角、目標(biāo)的反射強(qiáng)度信息I。由測得的水平角、垂直角和距離根據(jù)公式（2.1）就可計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)(X,Y,Z)[2]。
圖2.1地面三維激光掃描儀原理
(2.1)
三、地面三維激光掃描儀的誤差
與其他測量儀器相同，受掃描儀器本身構(gòu)造缺陷、外界環(huán)境等其他各種因素的影響，地面三維激光掃描儀在掃描作業(yè)的過程中不可避免的存在誤差。
根據(jù)誤差的來源不同可將地面三維激光掃描儀誤差分為4類：與儀器相關(guān)的誤差、與被測物體有關(guān)的誤差、與操作有關(guān)的誤差以及與環(huán)境因有關(guān)的誤差。
1、與儀器相關(guān)的誤差：該誤差主要是由于儀器本身的性能缺陷造成的，主要包括激光測距誤差，測角誤差。激光測距信號(hào)處理的各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)帶來一定誤差，主要是光學(xué)電子電路中激光脈沖回波信號(hào)處理引起的誤差。測距誤差的綜合體現(xiàn)為測距中的固定誤差和比例誤差，可以通過儀器校檢來確定它們的大小；測角誤差主要有水平角測角誤差和豎直角測量誤差，該誤差主要是因?yàn)閽呙桤R的微小震動(dòng)、伺服馬達(dá)的不均勻轉(zhuǎn)動(dòng)等綜合因素引起的。
2、與被測物體有關(guān)的誤差：由于地面三維激光掃描儀需要接收被測物體反射的激光信號(hào)來計(jì)算坐標(biāo)。因此，目標(biāo)表面的反射特性對觀測結(jié)果有很大影響。不同距離、顏色、材質(zhì)、粗糙度以及不同傾斜角度的物體反射率都不相同。距離的遠(yuǎn)近影響時(shí)接收到的反射信號(hào)強(qiáng)度，距離越近信號(hào)越強(qiáng)，反之，信號(hào)越弱；不同顏色的光譜特性也不相同，對激光的吸收和反射強(qiáng)度都不相同，一般情況下，淺色物體的反射率大，深色物體的反射率小；目標(biāo)表面粗糙時(shí)能產(chǎn)生更多的漫反射從而有更多的信號(hào)返回；當(dāng)物體傾斜時(shí)，物體表面切平面法向量與激光束方向不重合，導(dǎo)致激光光束返回不能被完全接收，對測距、測角都有影響[3]。因此，要根據(jù)測量目標(biāo)的不同合理設(shè)置測站的位置，以減小測量物體的反射特性對測量結(jié)果的影響。
3、與操作有關(guān)的誤差：操作人員的熟練和細(xì)心程度不同會(huì)引起地面三維激光掃描儀在對中、整平、目標(biāo)框選以及各種掃描參數(shù)設(shè)置等各方面中產(chǎn)生相應(yīng)的誤差。對于這些誤差，應(yīng)認(rèn)真按照規(guī)范對中、整平，根據(jù)不同的條件合理設(shè)置掃描間隔、溫度、濕度、大氣壓強(qiáng)等參數(shù)以減小這些人為誤差的影響。
4、與環(huán)境有關(guān)的誤差：不同的溫度、氣壓、磁場、天氣狀況會(huì)對地面三維激光掃描儀的內(nèi)部精密部件和其發(fā)射的電磁波在空中的傳播路徑產(chǎn)生一定的影響，特別對于，大霧、陰雨天氣更會(huì)影響電磁波的傳播。對此，應(yīng)該選擇合適的天氣保證在掃描儀在一定的溫度、氣壓和磁場環(huán)境范圍內(nèi)工作并設(shè)置相應(yīng)環(huán)境下的掃描儀參數(shù)。
四、總結(jié)
地面三維激光掃描儀以高效率、高采樣率、高精度、非接觸性、主動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)在地形測量、變形監(jiān)測、逆向工程、考古、醫(yī)學(xué)，公安等方面都有廣泛的應(yīng)用空間。但由于各種誤差的存在，在利用三維激光掃描儀掃描數(shù)據(jù)的時(shí)候應(yīng)該注意：
選擇合適的天氣條件進(jìn)行掃描作業(yè)，特別溫度應(yīng)介于在0-40°之間；
根據(jù)不同的掃描目標(biāo)，合理布設(shè)測站位置，使掃描距離一般不超過70m，特殊情況下不超過90m；
掃描時(shí)嚴(yán)格按照測量規(guī)范操作，精確對中整平儀器；
掃描時(shí)根據(jù)不同的外界環(huán)境設(shè)置相應(yīng)的掃描參數(shù)；
參考文獻(xiàn)：
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[2]鄭德華，沈云中，劉春.三維激光及測量誤差影響分析.測繪工程，2005，31（2）：32-34
關(guān)鍵詞 ：三維激光掃描儀；誤差測定；影響因素；
中圖分類號(hào)： R814 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
引言
三維激光掃描技術(shù)是一種先進(jìn)的全自動(dòng)高精度立體掃描技術(shù)。又稱為“實(shí)景復(fù)制技術(shù)”，主要面向高精度逆向工程的三維建模與重構(gòu)。它可以高效地采集大量的三維點(diǎn)。少則幾萬個(gè)，多則幾百萬個(gè)。它可以深入到復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境中進(jìn)行掃描，將各種大型的、復(fù)雜的、不規(guī)則的實(shí)景三維數(shù)據(jù)完整地采集到電腦中，從而快速重構(gòu)出目標(biāo)的三維點(diǎn)云模型。此外，它所采集的三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)還可進(jìn)行各種后處理工作，如測繪、計(jì)量、分析、仿真、模擬、展示、監(jiān)測、虛擬現(xiàn)實(shí)等。這對于有限元分析、工程力學(xué)分析、流體動(dòng)力分析等是非常重要的。這種逆向工程的數(shù)據(jù)獲取方式目前在我國還是個(gè)薄弱的領(lǐng)域。
一、三維激光掃描儀的概念
三維激光掃描技術(shù)是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。三維激光掃描儀通過高速激光發(fā)射器運(yùn)用激光測距原理，瞬時(shí)測得空間三維坐標(biāo)值的測量儀器。它突破了傳統(tǒng)的單點(diǎn)測量方法，具有高效率、高精度的獨(dú)特優(yōu)勢。三維激光掃描技術(shù)能夠提供掃描物體表面的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型。
二、地面型三維激光掃描系統(tǒng)工作原理
三維激光掃描儀運(yùn)用了激光的方向性、單色性、高亮性、相干性等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了測量速度快，操作簡單，測量精確度高等目的。對地面三維激光掃描儀來說，采用的是儀器坐標(biāo)系統(tǒng)，即所采集到的物體表面點(diǎn)的空間信息是以其自身的坐標(biāo)系統(tǒng)為準(zhǔn)的。系統(tǒng)以激光束發(fā)射處為坐標(biāo)原點(diǎn)；Z軸位于儀器的豎向掃描面內(nèi)，向上為正；X軸位于儀器的橫向掃描面內(nèi)；Y軸位于儀器的橫向掃描面內(nèi)且與X軸垂直，如圖1-1，由此可得點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算公式：
圖1采用脈沖測距法的三維激光點(diǎn)坐標(biāo) 圖2 目標(biāo)物體傾斜引起測距偏差
二、點(diǎn)云數(shù)據(jù)的誤差來源及分析
從誤差理論來分析，徑向掃描系統(tǒng)測量誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。系統(tǒng)誤差引起三維激光掃描點(diǎn)的坐標(biāo)偏差。可通過公式改正或修正系統(tǒng)予以消除或減小。測量系統(tǒng)的偶然性誤差是一些隨機(jī)性誤差的綜合體現(xiàn)。
三維激光腳點(diǎn)測量誤差的影響因素較多。大致可分為三類：儀器誤差、與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差、外界環(huán)境條件。儀器誤差是儀器本身性能缺陷造成的測量誤差，包括激光測距的誤差、掃描角度測量的誤差；與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差主要包括目標(biāo)物體反射面傾斜的影響和表面粗糙度的影響；外界環(huán)境條件主要包括溫度、氣壓等因素。
2.1激光測距的影響
激光測距信號(hào)處理的各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)帶來一定的誤差，特別是光學(xué)電子電路中光脈沖回波信號(hào)處理時(shí)引起的誤差，主要包括掃描儀計(jì)時(shí)的系統(tǒng)誤差和測距技術(shù)中不確定間隔的缺陷引起的誤差。脈沖計(jì)的系統(tǒng)誤差造成循環(huán)、混淆現(xiàn)象與測距的凸角誤差相類似，測距技術(shù)中不確定間隔更可能造成數(shù)據(jù)突變，目前，可運(yùn)用一些較好的技術(shù)（如頻率倍乘、微調(diào)作用）處理這些突變的誤差。激光測距誤差綜合體現(xiàn)為測距的固定誤差和比例誤差，可以通過儀器檢定確定測距誤差的大小。
2.2掃描角的影響
掃描角的影響包括水平掃描角度和豎直掃描角度測量的影響。掃描角度引起的誤差是掃描鏡的鏡面平面角誤差、掃描鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的微笑震動(dòng)、掃描電機(jī)的非均勻轉(zhuǎn)動(dòng)控制誤差等因素的綜合影響。目前掃描角測量可達(dá)到很高的精度，如徠卡的HDS2500三維激光掃描儀的掃描角精度達(dá)到±0.5″。
2.3目標(biāo)物體反射面傾斜的影響
激光掃描測距系統(tǒng)中激光測距單元由激光發(fā)射頭和激光接收器兩部分組成。用于加工發(fā)射和接受窗口的孔徑直徑有一定的大小。由于激光發(fā)射哈接受共用一條光路，且激光光束具有一定的發(fā)散角，掃描到目標(biāo)物體表面形成激光角點(diǎn)光斑。激光角點(diǎn)光斑的大小d、激光發(fā)散孔徑D和激光光束發(fā)散角y存在如下關(guān)系：
（2）
式中，S為激光發(fā)散點(diǎn)到物體表面上激光角點(diǎn)中心之間的距離。
當(dāng)掃描目標(biāo)物體傾斜時(shí)，則出現(xiàn)掃描目標(biāo)物體表面法線與激光光束方向不重合。當(dāng)表面切平面法線與激光光束方向的夾角為α，根據(jù)圖2，存在如下幾何關(guān)系：
（3）
則引起激光角點(diǎn)的位置的最大偏差ds
（4）
由于y/2很小，則siny/2=y/2，所以
（5）
2.4目標(biāo)物體反射表面粗糙程度的影響
三維激光掃描點(diǎn)云的精度與物體表面的粗糙程度有密切關(guān)系。由于三維激光回波信號(hào)有多值性特點(diǎn)，有些三維激光掃描系統(tǒng)只能處理首次反射回來的回波信號(hào)，有些三維激光掃描系統(tǒng)只能處理最后反射回來的回波信號(hào)，也有一些三維激光掃描系統(tǒng)能夠綜合處理首次和最后反射回來的回波信號(hào)。以處理首次反射回來激光回波信號(hào)為例（如圖3所示），目標(biāo)物體表面粗糙程度引起激光角點(diǎn)位置的偏差ds，接近于物體表面粗糙極值的1/2.
2.5溫度、氣壓等外界環(huán)境條件的影響
溫度、氣壓等外界環(huán)境條件對激光掃描的影響主要表現(xiàn)為溫度變化對精密機(jī)械結(jié)構(gòu)關(guān)系的細(xì)微影響、掃描過程中風(fēng)的震動(dòng)、激光在空氣中傳播的方向等。較差的外界環(huán)境條件對三維激光掃描數(shù)據(jù)的影響也較大。
徑向三維激光掃描儀測量的主要誤差來源于測距誤差或掃描角誤差。由于測距誤差包含固定誤差和比例誤差兩部分，其影響具有一定是規(guī)律性。如HDS2500儀器的測距誤差在50m以內(nèi)為6mm，超過50m后儀器測距誤差隨距離線性增加，在200m時(shí)達(dá)到42mm.掃描角的誤差是一種與距離有關(guān)的誤差，掃描角對掃描點(diǎn)的影響隨距離增大而增大。
目前，基于TOF測距技術(shù)的三維激光掃描儀已經(jīng)成為測繪領(lǐng)域的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)，但是，對三維激光掃描儀的儀器設(shè)備及測量誤差的研究還很少。本文在對三維激光掃描儀的分類基礎(chǔ)之上，對徑向三維激光掃描儀器的測量誤差影響因素進(jìn)行了較為全面地理論分析，并指出了測距誤差和掃描角誤差是三維激光掃描誤差的主要誤差源之一。
結(jié)束語
現(xiàn)今，人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了高度文明的時(shí)代，各行各業(yè)都在尋求更好的發(fā)展途徑，三維激光測量技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，在今后的發(fā)展中，我國必定會(huì)不斷完善測量技術(shù)，為相關(guān)領(lǐng)域的穩(wěn)定收益保駕護(hù)航。三維激光掃描儀目前廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，是研究的熱點(diǎn)。本文主要研究了三維激光測量誤差來源――儀器誤差、與目標(biāo)物體反射面有關(guān)的誤差和外界條件影響。通過實(shí)驗(yàn)得知了儀器Trimble GX200的測距精度和掃描精度。
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