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華中科大機械學院本科生在硬脆玻璃激光切割工藝方面取得顯著成果

2021-04-19  昵稱72395...

武漢訊(通訊員 榮佑民 熊良山)近日,由華中科大機械學院2018級本科生組成的項目組“光伏壓延玻璃納秒激光高效切割工藝研究”在制造裝備數字化國家工程研究中心黃禹教授、榮佑民副教授指導下,在國際學術期刊Optik (International Journal for Light and Electron Optics)上發表最新研究成果“Error analysis in 532 nm nanosecond laser cutting of solar glass(太陽能浮法玻璃532nm納秒激光切割路徑誤差分析)”。

這是項目組第二次在該期刊上發表學術論文(第一次于2020年12月發表)。機卓1801班董浩宇擔任項目組組長,為兩篇論文的第一作者。榮佑民為通訊作者,黃禹為第二作者。大三本科生在導師指導下獨立完成項目研究工作,并作為第一作者發表2篇SCI論文,在我校尚屬首次。

一年多以來,項目組對硬脆玻璃激光切割工藝及機理開展研究。硬脆玻璃在航空航天、光伏、汽車、高端建筑等領域應用廣泛,有關硬脆玻璃激光切割工藝與質量保證技術的研究,是近年研究熱點、難點。項目組對工件毛刺缺陷的形成機制和表面粗糙度值隨激光偏移距離的指數增長模型進行了研究,形成了低崩邊約束的工藝參數優化方法,使工件表面粗糙度由7μm降低為5μm。同時,項目組對表面條紋的形成機制進行了研究,建立了螺旋線的寬度和重疊率對切割條紋寬度與高度的解析模型,實現了條紋形態的準確預測(螺旋線寬度0.55mm、重疊率65%情況下,條紋間距和Rz預測值為177.98μm、17.87μm,試驗值分別為178.16μm和14.36μm)。該成果為形成穩定硬脆玻璃激光切割工藝有重要價值。

圖為切割質量隨偏移距離改變特征。

圖為激光切割表面出現的條紋分布及解析模型。

項目組在得到國家自然科學基金、湖北省科技創新重大專項支持之外,還得到了“華中科技大學本科生研究機會計劃(UROP)”基金支持。UROP計劃基金是我校機械學院、“武重—華中大”國家級工程實踐教育中心、湖北高校省級示范實習實訓基地于2015年聯合設立的、專門面向學校全體本科生的科研創新基金,已經資助了近40個項目,先后有200多名本科生和50多名機械學院教師參與了項目設計與指導工作,在取得相應學術成果的同時,極大地提高了同學們從事科研工作的能力。該項目就是我院本科生參與科研工作的優秀典范。

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