高質量激光加工高度依賴進口激光器及產(chan) 品,導致我國激光加工高端製造裝備麵臨(lin) 關(guan) 鍵技術“卡脖子”難題。針對激光加工精密製造領域“高效加工+質量可控+成本優(you) 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(xi) 等多學科交叉技術,創新“AI+先進激光製造”領域的“在線檢測+能量精細優(you) 化”全新技術,突破了傳(chuan) 統模式檢測精度低、實時性差等局限,實現了“工藝開發-過程監測-質量管控”智能控製係統應用產(chan) 業(ye) 化。 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(yang) 對象以及南通市“江海英才”市級引進專(zhuan) 項(產(chan) 業(ye) 類)資助對象。先後主持10餘(yu) 項國家/省部級及企業(ye) 委托開發項目,累計科研經費近600萬(wan) 元,榮獲2024年第二屆全國博士後創新創業(ye) 總決(jue) 賽銅獎(全國優(you) 秀博士後)。累計發表激光製造領域的高水平期刊50餘(yu) 篇,申請授權發明專(zhuan) 利10餘(yu) 項。 上海工程技術大學材料科學與(yu) 工程學院吳頔科研團隊依托上海市III類高峰學科平台,長期聚焦先進焊接過程原位監測與(yu) 智能控製方向開展係統性創新研究。科研團隊與(yu) 上市龍頭企業(ye) 聯合攻關(guan) 2024年上海市大零號灣關(guan) 鍵技術“揭榜掛帥”項目《基於(yu) 多源傳(chuan) 感的激光焊接過程監測與(yu) 管控係統》(總經費450萬(wan) ),成功自主研發了一套完整的國產(chan) 化“焊接-監測-管控”一體(ti) 化激光智能加工裝備。 其核心技術創新在於(yu) 將焊接執行模塊與(yu) 智能監測、動態管控模塊深度集成,搭配自主知識產(chan) 權的“工藝機理+AI賦能”的激光焊接智能診斷係統。主要由多光譜傳(chuan) 感、主動視覺和光學相幹斷層掃描OCT三種光學傳(chuan) 感技術構成,通過集成工藝機理、全過程監測、AI學習(xi) 模型和中央監控四個(ge) 關(guan) 鍵步驟,形成 “加工即監測、監測即管控” 的閉環技術體(ti) 係,解決(jue) 傳(chuan) 統激光裝備“重加工、輕診斷、難管控”的行業(ye) 痛點。 核心技術一:基於(yu) 光譜-視覺多模態傳(chuan) 感的表麵缺陷快速檢測 開發了基於(yu) 多光譜和視覺多模態傳(chuan) 感的表麵缺陷快速檢測係統,通過250kHz的高速采集能力,實時反饋激光過程等離子體(ti) 、反射光和熔池輻射三種信號細微波動,並結合視覺傳(chuan) 感表麵熔池小孔的振蕩行為(wei) ,在時空維度上精細反映缺陷形成過程,並結合獨特AI算法,提升表麵缺陷的檢測精度。 核心技術二: 基於(yu) OCT 原位傳(chuan) 感的內(nei) 部熔深的實時檢測 研製了基於(yu) 高精度OCT技術的熔深實時監測係統,實現整個(ge) 焊接全過程的焊前-焊中-焊後測量,檢測精度達20um,處理時間低於(yu) 15ms,匙孔深度檢測範圍達12mm。通過結合OCT數據處理算法和機器學習(xi) 模型,能夠準確預測熔深和虛焊缺陷,精度誤差≤0.1mm。 核心技術三:典型激光焊接場景的工藝開發優(you) 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)的工藝知識數據庫,開發了基於(yu) 數據-機理融合驅動的激光焊接工藝高效優(you) 化及質量管控平台,從(cong) 而減少純靠人工經驗和高昂工藝試錯成本,最終獲得零缺陷焊縫目標。 項目自主研發的國產(chan) 化“焊接-監測-管控”一體(ti) 化激光智能加工裝備,成功應用於(yu) 新能源汽車、動力電池以及3C電子等精密製造領域,實現生產(chan) 效率提升50%以上、加工成本降低30%以上,預計新增產(chan) 值超5000萬(wan) 元。截止目前,團隊6項發明專(zhuan) 利軟著(1項轉化)及20餘(yu) 篇高水平論文,為(wei) 裝備核心技術創新與(yu) 產(chan) 業(ye) 化落地提供了堅實的技術支撐。 吳頔老師相關(guan) 成果發表於(yu) 激光製造領域一區TOP期刊 《Journal of Manufacturing Processes》 開發了基於(yu) 多源傳(chuan) 感係統的激光智能加工裝備 來源|材料科學與(yu) 工程學院
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