CAREER: Development of a Split-Beam Method for Improved Laser Machining of Ceramics

职业:开发用于改进陶瓷激光加工的分束方法

基本信息

  • 批准号:
    0093903
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 37.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2001-01-01 至 2002-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This Faculty Early Career Development (CAREER) award supports research efforts focusing on numerically modeling the relationships between the thermal transients caused by single- and dual-laser machining and the complex stresses that ultimately lead to premature fractures. A probabilistic fracture model will be integrated with the stress calculations to help quantify the time and location of fracture as the laser progresses along the cutting path. The resulting models will then be used with laser machining experiments to develop and optimize a process of simultaneously scoring the surface to help control the path and quality of the final fracture. Another intriguing method that will be studied involves the use of the dual-laser to "actively stress" the fracture prone region into a state of thermoelastic compression to lower the probability of premature fracture. The research program will also have a strong educational component that will provide high school and undergraduate students with hands-on research experience through focused outreach efforts. All of the research and the evolving laser manufacturing methodology will be integrated with the curricula at three Washington State University campuses using the Washington Higher Education Telecommunications System (WHETS) and video. As a result, the new methodologies will be able to reach a wide variety of individuals by using a blend of kinesthetic and visual methods that include numerous hands-on experiences combined with live and video demonstrations. The overall goals of the project are to develop more efficient laser machining techniques for ceramics while at the same time helping to create and foster a positive image of engineering and manufacturing.
该学院早期职业发展(CAREER)奖支持研究工作,重点是对单激光和双激光加工引起的热瞬变与最终导致过早断裂的复杂应力之间的关系进行数值建模。 概率断裂模型将与应力计算相结合,以帮助量化激光沿沿着切割路径行进时断裂的时间和位置。然后,将使用所得模型进行激光加工实验,以开发和优化同时刻划表面的工艺,以帮助控制最终断裂的路径和质量。 另一个有趣的方法,将被研究涉及使用双激光“主动应力”的骨折倾向的区域进入热弹性压缩状态,以降低过早骨折的可能性。 该研究计划还将有一个强大的教育组成部分,将提供高中和本科生通过集中的推广工作与实践的研究经验。 所有的研究和不断发展的激光制造方法将与三个华盛顿州立大学校园的课程整合使用华盛顿高等教育电信系统(WHETS)和视频。 因此,新的方法将能够通过使用动觉和视觉方法的混合来接触到各种各样的人,这些方法包括许多与现场和视频演示相结合的实践经验。 该项目的总体目标是开发更高效的陶瓷激光加工技术,同时帮助创建和培养工程和制造业的积极形象。

项目成果

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