使用进化算法优化钻孔序列,以减少五秒激光钻孔的热积累,采用多点光束配置文件
Christian Lutz1, Jonas Helm1, Katrin Tschirpke1
1Applied Laser and Photonics Group, University of Applied Sciences Aschaffenburg, Würzburgerstraße 45, 63743 Aschaffenburg, Germany.
Materials (Basel, Switzerland)
|September 9, 2023
概括
使用进化算法优化激光钻孔序列可显著减少工件的热积累. 这允许使用多点激光钻井更快,更高质量的钻井阵列生产.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 激光物理 激光物理
背景情况:
- 钻孔阵列的激光钻探对于各种工业应用至关重要.
- 激光钻探期间的热积累会降低工件质量和工艺效率.
- 目前的多点激光钻探方法在管理热效应方面面临挑战.
研究的目的:
- 为优化激光钻孔序列的超短脉冲激光,以最大限度地减少热量的积累.
- 为了提高钻孔阵列制造的效率,使用多点激光钻.
- 调查工艺速度,热管理和组件质量之间的权衡.
主要方法:
- 利用进化算法来优化钻井序列.
- 用于多点激光钻探的空间光调节器.
- 通过热模拟 (Comsol) 和实验热成像验证的结果.
- 研究了一种4x4激光点阵列,用于高通量钻井.
主要成果:
- 开发了优化的钻井序列,与单点工艺相比,可减少约35%的温度升高.
- 实现了高钻探效率,使用4x4阵列在76秒以下 (526个钻孔/秒) 钻出4万个钻孔.
- 证明了优化的多点序列能够平衡高效率,低热负荷和高组件质量.
结论:
- 优化钻井序列对于有效的多点激光钻井钻孔阵列至关重要.
- 进化算法为实现高效和高质量的激光处理提供了强大的方法.
- 这种方法可以显著提高激光钻孔吞吐量,同时保持组件完整性.
