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选择性激光烧结成形机预热温度的研究

q选择性激光烧结技术(SLS—Selective Laser Sintering)是一种以粉末材料为加工对象的快速成形(RP—rapid prototyping)技术。选择性激光烧结成形过程中,粉末预热温度是影响制件质量的重要因素之一。但目前SLS 系统在预热温度检测的准确性、预热温度场的均匀性及控温的自动化等方面还有待改进。为此,本文就粉末预热温度的检测、控制和预热温度场的均匀性进行研究,主要研究内容和结果如下: SLS 系统过去采用了热电偶、红外测温仪测温,但由于单层铺粉厚度通常仅为0.1mm~0.3mm,并且粉末层表面随加工过程不断更新,导致测温效果不太理想。为此,本文研究了影响热电偶、红外测温仪测量粉床表面温度误差的主要因素,并给出了误差补偿方法。SLS 烧结件的质量与很多因素相关,预热温度场的均匀性就是其中一个重要因素。本文通过分析预热时加热管辐射热流密度的大小、分布和粉床粉末散热的不均匀性,找出了粉床预热温度场均匀性  (本文共52页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
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尼龙/Cu复合粉末激光烧结快速成形注塑模具的研究

选择性激光烧结是一种比较成熟的快速成形技术,利用激光烧结直接快速制造注塑模具,具有广阔的应用前景,也是目前研究的热点和难点。在国外,激光烧结覆膜金属粉末可以直接成形用于通用塑料的小批量生产用注塑模具,但由于技术垄断和对材料及工艺都保密,我国难以掌握和应用。为了填补国内在直接快速制模方向材料和技术两方面的空白,本文研究了选择性激光烧结尼龙12/铜复合粉末材料直接成形注塑模具及其相应后处理工艺。主要研究内容和结果如下:研究了尼龙与铜粉机械混合复合粉末和覆膜复合粉末SLS法成形,根据注塑模具对材料的性能要求,确定了尼龙基体与铜的质量比,并根据尼龙与金属铜的界面结合分析了尼龙12/Cu复合材料的烧结成形机理。通过尼龙12/Cu机械混合粉末的烧结件的性能测试和微结构分析,总结出预热温度、激光功率、扫描速度、单层厚度四个激光烧结工艺参数对形坯强度和精度的影响,并优化了成形工艺,实验结果显示:预热温度为165℃,激光功率15W,扫描速度200...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

聚合物及其复合粉末的制备与选择性激光烧结成形研究

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)借助于计算机辅助设计与制造,采用分层制造叠加原理,将固体粉末直接成形为三维实体零件。用聚合物及其复合粉末成形功能件是SLS技术的一个重要发展方向,具有广阔的应用前景。虽然国内外研究者对聚合物及其复合粉末的制备与SLS成形进行了较为深入的研究,但仍存在大量的技术性难题急需解决,本研究针对其中的一些关键性技术难题进行了系统研究。系统地研究了聚合物材料特性包括粉末粒径、粒径分布、颗粒形状、粘度、聚集态结构以及本体强度对SLS成形的影响,为SLS用聚合物材料的选择与制备提供了一定的理论依据。系统地研究了次级烧结及Z轴“盈余”的形成原因及其影响因素,对控制聚合物SLS成形过程中的次级烧结和“Z轴”盈余,提高聚合物SLS成形件的精度具有一定的参考价值。针对常用的非晶态聚合物聚苯乙烯(PS)的SLS成形件强度较低,在后处理工艺中易造成精度损失,提出将非晶态聚合物苯乙烯...  (本文共181页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

多组元金属粉末选择性激光烧结数值模拟及试验研究

选择性激光烧结技术(SLS)是快速原型技术(RP)中的一个重要分支,以其选材广泛受到重视。但是,直接用金属粉末激光烧结金属零件还存在一定的不足之处,其中烧结件“球化”、翘曲和开裂现象是制约金属粉末选择性激光烧结应用的主要障碍。因此,本文针对Ni-Cu基多组元混合粉末选择性激光烧结温度和应力应变的变化规律和特点开展了系统深入的数值分析和试验研究。利用ANSYS有限元软件,建立了Ni-CuSn多组元混合粉末选择性激光烧结过程三维瞬态温度场分析模型。在考虑了相变潜热、对流和随温度变化的热物性参数下,使用APDL参数化语言实现了高斯热源的施加和热源按一定速率的移动。将分析结果与试验结果对比表明,“球化”效应与温度的分布有很大的关系,通过改变工艺参数优化温度场可以有效降低烧结件“球化”效应。基于温度场的计算结果,采用热力耦合方法,建立了Ni-CuSn多组元混合粉末选择性激光烧结过程应力应变场分析模型。利用“生死”单元技术,模拟了烧结材料由...  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

基于PS粉末的选择性激光烧结成形预热温度场数值分析和成形工艺研究

与传统的成形方式相比,选择性激光烧结具有生产周期短、无需模具、节约材料等优点,在个性化、小批量产品的试制等领域具有显著的优势。由于该工艺“粉末烧结,逐层累积”的特点,其成形质量和精度严重受制于预热温度场的均匀程度和工艺参数的优劣。然而,目前的选择性激光烧结设备由于加热系统设计原因,粉末温度场极不均匀,存在中间区域温度高,四周边角温度低的现象;另外,不同的材料所需工艺参数往往不同,但目前参数的选择却往往依赖于经验。因此,本文以400mm*400mm的工作区域为研究对象,通过MATLAB仿真模拟软件建立预热温度场的数学模型,分析不同的加热系统布局对预热温度场的影响规律,进而提出预热优化方案;并基于PS粉末材料,研究工艺参数对制件尺寸偏差的影响规律及优化方法。本文的主要研究内容和结论如下:(1)选择性激光烧结预热温度场数学模型的建立。通过对管式预热装置预热过程中能量传输机理和粉床表面的辐射热流密度等方面的分析,建立了预热过程中粉床三维...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北林业大学
东北林业大学

木塑材料快速成形件性能及其关键技术的研究

选区激光烧结(Selective Laser Sintering, SLS)借助于计算机辅助设计与制造,采用分层制造叠加原理,将固体粉末直接成形为三维实体零件。用聚合物及其复合粉末成形功能件是SLS技术的一个重要发展方向,具有广阔的应用前景。虽然国内外研究者对聚合物及其复合粉末的制备与SLS成形进行了较为深入的研究,但仍存在许多技术性难题急需解决,由此针对木塑复合材料进行选区激光烧结关键性技术的系统研究具有一定的前瞻性。综述了快速成形技术产生的背景、国内外研究现状和发展趋势,重点阐述和分析了选区激光烧结技术国内外的研究现状、工作原理和工艺特点,在此基础上提出了本课题的研究目的和意义。重点解决木塑快速成形件性能及关键技术的问题,达到降低材料成本和扩大快速原型材料应用范围的目的。综合借鉴现有的有关界面相容和烧结理论方面的成果,仔细分析了木粉、热熔胶(PES)和塑料(PP)的特性,重点研究了它们混合后的相容性及烧结特性,在此基础上进行...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>