高质量激光加工高度依赖进口激光器及产品,导致我国激光加工高端制造装备面临关键技术“卡脖子”难题。针对激光加工精密制造领域“高效加工+质量可控+成本优化”的核心需求,吴頔科研团队融合激光物理、图像/信号处理及机器学习等多学科交叉技术,创新“AI+先进激光制造”领域的“在线检测+能量精细优化”全新技术,突破了传统模式检测精度低、实时性差等局限,实现了“工艺开发-过程监测-质量管控”智能控制系统应用产业化。 团队负责人吴頔,校聘(应用型)教授,硕士生导师。入选上海市青年科技英才扬帆计划、江苏省高层次人才(“333工程”)第三层次培养对象以及南通市“江海英才”市级引进专项(产业类)资助对象。先后主持10余项国家/省部级及企业委托开发项目,累计科研经费近600万元,荣获2024年第二届全国博士后创新创业总决赛铜奖(全国优秀博士后)。累计发表激光制造领域的高水平期刊50余篇,申请授权发明专利10余项。 上海工程技术大学材料科学与工程学院吴頔科研团队依托上海市III类高峰学科平台,长期聚焦先进焊接过程原位监测与智能控制方向开展系统性创新研究。科研团队与上市龙头企业联合攻关2024年上海市大零号湾关键技术“揭榜挂帅”项目《基于多源传感的激光焊接过程监测与管控系统》(总经费450万),成功自主研发了一套完整的国产化“焊接-监测-管控”一体化激光智能加工装备。 其核心技术创新在于将焊接执行模块与智能监测、动态管控模块深度集成,搭配自主知识产权的“工艺机理+AI赋能”的激光焊接智能诊断系统。主要由多光谱传感、主动视觉和光学相干断层扫描OCT三种光学传感技术构成,通过集成工艺机理、全过程监测、AI学习模型和中央监控四个关键步骤,形成 “加工即监测、监测即管控” 的闭环技术体系,解决传统激光装备“重加工、轻诊断、难管控”的行业痛点。 核心技术一:基于光谱-视觉多模态传感的表面缺陷快速检测 开发了基于多光谱和视觉多模态传感的表面缺陷快速检测系统,通过250kHz的高速采集能力,实时反馈激光过程等离子体、反射光和熔池辐射三种信号细微波动,并结合视觉传感表面熔池小孔的振荡行为,在时空维度上精细反映缺陷形成过程,并结合独特AI算法,提升表面缺陷的检测精度。 核心技术二: 基于OCT 原位传感的内部熔深的实时检测 研制了基于高精度OCT技术的熔深实时监测系统,实现整个焊接全过程的焊前-焊中-焊后测量,检测精度达20um,处理时间低于15ms,匙孔深度检测范围达12mm。通过结合OCT数据处理算法和机器学习模型,能够准确预测熔深和虚焊缺陷,精度误差≤0.1mm。 核心技术三:典型激光焊接场景的工艺开发优化及质量管控 形成了超过1000多种不同焊接场景(激光光源+金属材料)的工艺知识数据库,开发了基于数据-机理融合驱动的激光焊接工艺高效优化及质量管控平台,从而减少纯靠人工经验和高昂工艺试错成本,最终获得零缺陷焊缝目标。 项目自主研发的国产化“焊接-监测-管控”一体化激光智能加工装备,成功应用于新能源汽车、动力电池以及3C电子等精密制造领域,实现生产效率提升50%以上、加工成本降低30%以上,预计新增产值超5000万元。截止目前,团队6项发明专利软著(1项转化)及20余篇高水平论文,为装备核心技术创新与产业化落地提供了坚实的技术支撑。 吴頔老师相关成果发表于激光制造领域一区TOP期刊 《Journal of Manufacturing Processes》 开发了基于多源传感系统的激光智能加工装备 来源|材料科学与工程学院
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