鐳明激光助力香港科技大學連續兩年在《JMP》發表重要研究成果
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時間：2024-07-15
金屬3D打印
2022年，香港科技大學機械與航空航天學系引入了第一臺金屬3D打印設備——鐳明激光LiM-X150A系列設備，并借助該設備開展課題研究，取得一系列卓有成效的科研成果。
在鐳明激光金屬3D打印整體解決方案助力下，香港科技大學機械與航空航天學系陸楊龍教師（https://maeylu.people.ust.hk）團隊瞄準打印過程監測，打印參數優化，多孔材料結構優化，熔池熱流場的預測與控制等范疇，開展課題研究，連續兩年在加工制造期刊《Journal of Manufacturing Processes》發表重要研究成果——
A slicing and path generation method for 3D printing of periodic surface structure. Journal of Manufacturing Processes, 120, 694-702. (IF: 6.1, 中科院大類一區)
A feature-based physics-constrained active dictionary learning scheme for image-based additive manufacturing process monitoring. Journal of Manufacturing Processes, 103, 261-273. (IF: 6.1，中科院大類一區)
金屬3D打印作為新興技術，完全改變了產品設計制造過程，被視為支撐制造業創新發展的關鍵基礎技術，廣泛應用于航空航天、能源動力、汽車制造、模具制造等領域，實現核心制造技術的跨越式發展。同樣，高校科研機構也格外重視金屬3D打印技術，充分應用于課題研發、教育教學中。
1、專業化定制方案
基于科研項目需要，香港科技大學自主改裝了LiM-X150A系列設備，集成熱成像和高速相機。運用熱成像技術，實時監測和記錄金屬3D打印過程中的溫度分布和熱傳導情況；通過分析熱成像數據，優化打印參數、改進結構設計、提高打印質量和制造效率，以更好地研究金屬材料的熔融行為、凝固過程和熱應力分析等。
使用高速相機捕捉金屬3D打印過程中的快速運動和變形，提供高幀率的圖像記錄；通過分析高速相機記錄的視頻，深入了解打印過程中的物理現象、捕捉潛在缺陷、優化打印路徑，有助于研究打印過程中金屬粉末飛濺情況、熔池形態特征、金屬凝固過程等。
目前，陸老師團隊正在開展新的課題研究，LiM-X150A系列設備操作難度小，打印精度、穩定性、一致性優良，制備的零部件能夠符合實驗要求，有效保證了項目進程。
2、優化教育教學過程
在教育教學方面，LiM-X150A系列設備主要用于機械專業CAD/CAM課程日常教學中，結合金屬3D打印特點指導學生探索輕量化結構、內部空腔結構、支撐結構等優化設計；學生親自實踐，設計金屬零件并打印成形。理論與實踐相結合，幫助學生更好地理解和掌握知識。
3、未來發展前景廣闊
在提到金屬3D打印技術未來發展前景時，陸老師認為，隨著技術發展成熟、成本進一步降低，金屬3D打印將在更多行業中得到廣泛應用。
在能源動力領域，可用于制造高效能源設備和部件，如燃氣渦輪機葉片、太陽能電池板和核電設備，提高能源轉換效率、降低成本。在汽車制造領域，用于產出輕量化零部件，提高燃油效率、改善車輛性能、增強安全性并加速汽車原型的開發和改進。此外，金屬3D打印技術還會在國防工業、船舶制造、3C電子等領域大放異彩。
目前，鐳明激光已為香港科技大學、河北工業大學、河北科技大學、西安理工大學、北京理工大學、中國地質大學（武漢）、四川工程職業技術學院、廣東輕工業職業技術學院等高校提供金屬3D打印設備支持，助力用戶不斷深入探索課題研究，實現科研發展。
未來，我們仍會聚焦高校在教育科研方面的核心訴求，不斷在金屬3D打印設備設計制造及專業服務等方面持續升級，以研促產，持恒精進，助力用戶深入探索科研項目，攻關核心技術，釋放創新動力。
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