华中科大机械学院本科生在硬脆玻璃激光切割工艺方面取得显著成果

武汉讯（通讯员 荣佑民 熊良山）近日，由华中科大机械学院2018级本科生组成的项目组“光伏压延玻璃纳秒激光高效切割工艺研究”在制造装备数字化国家工程研究中心黄禹教授、荣佑民副教授指导下，在国际学术期刊Optik (International Journal for Light and Electron Optics)上发表最新研究成果“Error analysis in 532 nm nanosecond laser cutting of solar glass（太阳能浮法玻璃532nm纳秒激光切割路径误差分析）”。

这是项目组第二次在该期刊上发表学术论文（第一次于2020年12月发表）。机卓1801班董浩宇担任项目组组长，为两篇论文的第一作者。荣佑民为通讯作者，黄禹为第二作者。大三本科生在导师指导下独立完成项目研究工作，并作为第一作者发表2篇SCI论文，在我校尚属首次。

一年多以来，项目组对硬脆玻璃激光切割工艺及机理开展研究。硬脆玻璃在航空航天、光伏、汽车、高端建筑等领域应用广泛，有关硬脆玻璃激光切割工艺与质量保证技术的研究，是近年研究热点、难点。项目组对工件毛刺缺陷的形成机制和表面粗糙度值随激光偏移距离的指数增长模型进行了研究，形成了低崩边约束的工艺参数优化方法，使工件表面粗糙度由7μm降低为5μm。同时，项目组对表面条纹的形成机制进行了研究，建立了螺旋线的宽度和重叠率对切割条纹宽度与高度的解析模型，实现了条纹形态的准确预测（螺旋线宽度0.55mm、重叠率65%情况下，条纹间距和Rz预测值为177.98μm、17.87μm，试验值分别为178.16μm和14.36μm）。该成果为形成稳定硬脆玻璃激光切割工艺有重要价值。

图为切割质量随偏移距离改变特征。

图为激光切割表面出现的条纹分布及解析模型。

项目组在得到国家自然科学基金、湖北省科技创新重大专项支持之外，还得到了“华中科技大学本科生研究机会计划（UROP）”基金支持。UROP计划基金是我校机械学院、“武重—华中大”国家级工程实践教育中心、湖北高校省级示范实习实训基地于2015年联合设立的、专门面向学校全体本科生的科研创新基金，已经资助了近40个项目，先后有200多名本科生和50多名机械学院教师参与了项目设计与指导工作，在取得相应学术成果的同时，极大地提高了同学们从事科研工作的能力。该项目就是我院本科生参与科研工作的优秀典范。