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落地!從“實驗室”走向“應用場景”的突破

激光制造網(wǎng) 來源:上海工程技術大學2025-11-19 我要評論(0 )   

高質量激光加工高度依賴進口激光器及產(chǎn)品,導致我國激光加工高端制造裝備面臨關鍵技術“卡脖子”難題。針對激光加工精密制造領域“高效加工+質量可控+成本優(yōu)化”的核心...

高質量激光加工高度依賴進口激光器及產(chǎn)品,導致我國激光加工高端制造裝備面臨關鍵技術“卡脖子”難題。針對激光加工精密制造領域“高效加工+質量可控+成本優(yōu)化”的核心需求,吳頔科研團隊融合激光物理、圖像/信號處理及機器學習等多學科交叉技術,創(chuàng)新“AI+先進激光制造”領域的“在線檢測+能量精細優(yōu)化”全新技術,突破了傳統(tǒng)模式檢測精度低、實時性差等局限,實現(xiàn)了“工藝開發(fā)-過程監(jiān)測-質量管控”智能控制系統(tǒng)應用產(chǎn)業(yè)化。


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團隊負責人吳頔,校聘(應用型)教授,碩士生導師。入選上海市青年科技英才揚帆計劃、江蘇省高層次人才(“333工程”)第三層次培養(yǎng)對象以及南通市“江海英才”市級引進專項(產(chǎn)業(yè)類)資助對象。先后主持10余項國家/省部級及企業(yè)委托開發(fā)項目,累計科研經(jīng)費近600萬元,榮獲2024年第二屆全國博士后創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)總決賽銅獎(全國優(yōu)秀博士后)。累計發(fā)表激光制造領域的高水平期刊50余篇,申請授權發(fā)明專利10余項。


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上海工程技術大學材料科學與工程學院吳頔科研團隊依托上海市III類高峰學科平臺,長期聚焦先進焊接過程原位監(jiān)測與智能控制方向開展系統(tǒng)性創(chuàng)新研究??蒲袌F隊與上市龍頭企業(yè)聯(lián)合攻關2024年上海市大零號灣關鍵技術“揭榜掛帥”項目《基于多源傳感的激光焊接過程監(jiān)測與管控系統(tǒng)》(總經(jīng)費450萬),成功自主研發(fā)了一套完整的國產(chǎn)化“焊接-監(jiān)測-管控”一體化激光智能加工裝備。

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其核心技術創(chuàng)新在于將焊接執(zhí)行模塊與智能監(jiān)測、動態(tài)管控模塊深度集成,搭配自主知識產(chǎn)權的“工藝機理+AI賦能”的激光焊接智能診斷系統(tǒng)。主要由多光譜傳感、主動視覺和光學相干斷層掃描OCT三種光學傳感技術構成,通過集成工藝機理、全過程監(jiān)測、AI學習模型和中央監(jiān)控四個關鍵步驟,形成 “加工即監(jiān)測、監(jiān)測即管控” 的閉環(huán)技術體系,解決傳統(tǒng)激光裝備“重加工、輕診斷、難管控”的行業(yè)痛點。

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核心技術一:基于光譜-視覺多模態(tài)傳感的表面缺陷快速檢測

開發(fā)了基于多光譜和視覺多模態(tài)傳感的表面缺陷快速檢測系統(tǒng),通過250kHz的高速采集能力,實時反饋激光過程等離子體、反射光和熔池輻射三種信號細微波動,并結合視覺傳感表面熔池小孔的振蕩行為,在時空維度上精細反映缺陷形成過程,并結合獨特AI算法,提升表面缺陷的檢測精度。

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核心技術二:

基于OCT 原位傳感的內(nèi)部熔深的實時檢測

研制了基于高精度OCT技術的熔深實時監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)整個焊接全過程的焊前-焊中-焊后測量,檢測精度達20um,處理時間低于15ms,匙孔深度檢測范圍達12mm。通過結合OCT數(shù)據(jù)處理算法和機器學習模型,能夠準確預測熔深和虛焊缺陷,精度誤差≤0.1mm。

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核心技術三:典型激光焊接場景的工藝開發(fā)優(yōu)化及質量管控

形成了超過1000多種不同焊接場景(激光光源+金屬材料)的工藝知識數(shù)據(jù)庫,開發(fā)了基于數(shù)據(jù)-機理融合驅動的激光焊接工藝高效優(yōu)化及質量管控平臺,從而減少純靠人工經(jīng)驗和高昂工藝試錯成本,最終獲得零缺陷焊縫目標。

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項目自主研發(fā)的國產(chǎn)化“焊接-監(jiān)測-管控”一體化激光智能加工裝備,成功應用于新能源汽車、動力電池以及3C電子等精密制造領域,實現(xiàn)生產(chǎn)效率提升50%以上、加工成本降低30%以上,預計新增產(chǎn)值超5000萬元。截止目前,團隊6項發(fā)明專利軟著(1項轉化)及20余篇高水平論文,為裝備核心技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化落地提供了堅實的技術支撐。

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吳頔老師相關成果發(fā)表于激光制造領域一區(qū)TOP期刊

《Journal of Manufacturing Processes》

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開發(fā)了基于多源傳感系統(tǒng)的激光智能加工裝備

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來源|材料科學與工程學院


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