尼龙6／铜复合粉末选区激光烧结工艺参数优化及力学性能研究

制备了不同铜粉含量（质量分数）的尼龙6机械混合复合粉末,对复合粉末进行激光烧结,利用扫描电镜对烧结件的形貌进行了表征,通过正交试验优化工艺参数,并研究了铜粉含量对烧结件力学性能的影响。结果表明,铜粉与尼龙表面黏结良好,铜粉均匀分布在尼龙基体中;随着铜粉含量增加,烧结件抗弯强度、抗拉强度显著提高,冲击强度逐渐降低;铜粉含量为50％时,烧结试样抗拉强度为43．28MPa,抗弯强度为77．66MPa,硬度为112HRL,分别比纯尼龙6提高了10．04％、59．27％和39．29％。     

聚苯乙烯/Al2O3纳米复合材料的选区激光烧结成形工艺研究

选区激光烧结法制备聚苯乙烯/A l2O3纳米复合材料的工艺实验表明,在其他激光烧结工艺参数一定,合理匹配激光功率和扫描速度的条件下,直接制备出了无翘曲变形、外形轮廓完好的聚苯乙烯/无机纳米块体复合材料,烧结块体密度最大达到了1.04 g/cm3,致密度大于95%。试样缺口冲击韧性最大达到了12.1 kJ/m2。     

激光选区烧结成形机的粉末预热研究

在激光选区烧结（ＳＬＳ）快速成形技术中，粉末的预热是影响成形件性能和成形件精度的重要因素之一，对成形机工作腔的一般预热方法的预热过程进行了分析，研究了辐射预热的热流密度对粉末预热温度的影响，提出了热流密度场模型，并与试验测得的预热温度场进行了比较，该模型对于预热装置设计、ＳＬＳ成形过程控制都具有重要的意义。     

选区激光烧结聚苯乙烯/Al2O3纳米复合材料研究

在采用选区激光烧结法成功地制备出纳米粒子较均匀分散于基体中的聚苯乙烯／Al2O3纳米块体复合材料的基础上,通过试验观察和微观结构分析,着重就激光功率和扫描速度两种关键参数对烧结成形性的影响进行了研究,同时对相同工艺条件下的纳米复合材料与纯聚苯乙烯烧结件的力学性能进行了比较。结果表明：纳米复合材料的缺口冲击强度提高了20％～50％,其最大值达到10．1kJ／m^2;而洛氏硬度值仅增加约5％。     

激光选区烧结控制系统

在分析激光选区烧结原理的基础上,结合激光选区烧结系统的研制工作,指出了控制系统的目标．提出了一种双层并行控制方案,介绍了该系统的总体结构和特点,并具体描述了该控制系统的软、硬件实施,以及上下层之间的并行握手通讯设计。     

碳化硅零件的激光选区烧结及反应烧结工艺

为了获得高密度、高性能、复杂结构的碳化硅陶瓷件,提出采用机械混合法制备含有黏结剂和乌洛托品固化剂的碳化硅复合粉体,对复合粉体进行激光选区烧结（SLS）形成陶瓷素坯,并对素坯进行气氛烧结和渗硅处理,使其与基体发生反应烧结,最终形成复杂陶瓷异形件。实验证明：若激光功率为8.0 W、扫描速率为2 000 mm/s、扫描间距为0.1 mm、单层厚度为0.15 mm,获得的 SLS 陶瓷样品密度和强度最好。对SLS试样进行合理的中温碳化和高温渗硅,所得碳化硅陶瓷烧结体的抗弯强度最高可达 81 MPa,相对密度大于86%。     

激光选区烧结超高分子量聚乙烯工艺及性能

研究了激光选区烧结(SLS)成型工艺中不同工艺参数以及后续热处理工艺对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料成型性能的影响。通过调整扫描间距、激光功率、扫描速度等不同工艺参数,描述了SLS成型UHMWPE零件的致密度、拉伸强度以及断裂伸长率,并对热处理前后的SLS成型UHMWPE零件的力学性能进行了比较。结果显示,致密度、拉伸强度、断裂伸长率总体上与激光功率呈正相关关系,与扫描间距、扫描速度呈负相关关系。经热处理后,SLS成型UHMWPE零件的力学性能有明显提高,致密度达到95.12%,抗拉强度达到24.08 MPa,断裂伸长率达到334.82 MPa。实验结果表明:SLS成型UHMWPE零件与模塑成型UHMWPE零件性能尚有差距,仅优化成型工艺不足以得到理想性能,但经热处理后,零件性能基本满足使用要求。     

纳米Al2O3/PS复合材料选区激光烧结成形域及力学性能

在前期研究确认激光功率P和扫描速度v对成形粉末NH1的选区激光烧结(Selective laser sintering,SLS)成形性具有显著性影响的基础上,重点研究P和v对NH1粉末的SLS成形性的影响,研究发现当P较小、v较快时,SLS烧结件结构不致密,强度较低;当P较高、v较慢时,SLS试件容易着火和翘曲变形;只有合理匹配P和v(即处在成形区内),才能直接制备出变形较小、密度较高的烧结件.同时对相同工艺条件下的Al2O3/PS纳米复合材料与纯聚苯乙烯SLS试件的缺口冲击吸收功进行比较,结果表明纳米复合材料的缺口冲击吸收功提高20%～50%,其最大值达到10.5 kJ/m2.利用场发射扫描式电子显微镜(FE-SEM)对NH1和纯PS(Polystyrene)粉SLS试件的断面进行微观结构分析,结果表明核壳式纳米Al2O3/PS复合粒子改善纳米氧化铝表面与聚苯乙烯极性的差异,纳米Al2O3在基体中分散性良好,且很好地起着增强增韧的效果.     

激光选区烧结中铺粉过程分析

在激光选区烧结(SLS)过程中,铺粉对烧结成形的顺利进行和烧结成形质量都具有重要的影响,为此,对辊式铺粉过程进行了深入分析,并且用数学方法对铺粉过程进行了描述.在分析的基础上,还提出影响铺粉过程的主要参数,结合实验和分析手段研究了这些参数对铺粉过程的影响规律,并给出参数的优化组合.     

尼龙材料的选区激光烧结性能试验研究

选取国产PA1212材料，采用选区激光烧结(Selective Laser Sintering，即SLS)快速成形技术快速制作尼龙材料原型，分析了烧结过程中激光与尼龙材料作用的物理过程，重点阐述了预热温度、激光功率、扫描速度、扫描间距与铺粉参数等因素对尼龙材料烧结成形质量的影响，确定了合适的SLS工艺参数。     

载荷对激光选区烧结Cf/SiC复合材料摩擦磨损性能的影响

通过激光选区烧结技术和液相渗硅工艺制备了碳纤维增强碳化硅（Cf/SiC）复合材料。试样组织由C、SiC和Si三相组成,其密度和弯曲强度分别为2.89±0.01 g/cm3和237±9.8 MPa。采用UMT TriboLab多功能摩擦磨损试验机研究了Cf/SiC复合材料在不同载荷(10 N, 30 N, 50 N和70 N)条件下的摩擦学特性。研究结果表明：载荷较小(10 N)时,Cf/SiC复合材料的磨损由微凸起和SiC硬质点造成,磨损机制为磨粒磨损;载荷为30 N时,复合材料的摩擦磨损综合性能最好,其平均摩擦因数为0.564,磨损率低(5.24×10-7 cm3/（N·m）),主要磨损机制为犁削形成的磨粒磨损和黏结磨损。载荷增大到70N时,材料磨损严重,磨粒脱落形成凹坑,产生裂纹,其磨损率(8.68×10-7 cm3/（N·m）)高,磨损机制主要为脆性剥落。     

SLS预热温度场温度补偿研究

由于预热粉床的温度分布不均匀,很难获得强度、精度较高的烧结制件,针对以上问题,提出了通过温度补偿改善预热粉床的温度分布不均匀对激光烧结成型制件质量的影响,通过温度补偿调节粉床的温度分布,从而提高了烧结制件的质量,并对粉床温度场进行有限元模拟。研究结果表明,增加热源的方式对预热粉床进行温度补偿可以明显改善温度场;通过试验获得了温度补偿的最佳工艺组合。     

SLS控制系统的设计及其实现

采用动态聚焦扫描系统,提出零计算机控制方案。并在华中科技大学研制的HRPS－Ⅲ型SLS快速成型控制系统中得到实现,取得了良好效果。对提高SLS控制系统的有关性能和制件的精度、简化控制系统的结构和降低其成本均有重要的意义。     

基于SLS原理的快速成形机研制

介绍了选择性激光烧结（SLS）快速成形技术的工作原理,简述了基于SIS原理的快速成形机的样机研制与调试、烧结工艺实验、存在的问题及解决思路。     

颗粒尺寸及组合对SLS碳化硅预制体精度的影响

采用热法包覆方法制备了不同颗粒组合的碳化硅陶瓷粉末,并利用选区激光烧结(SLS)工艺制备了碳化硅陶瓷预制体,研究了颗粒尺寸及组合对激光烧结陶瓷预制体成形精度的影响规律。结果表明：颗粒尺寸及组合对激光烧结陶瓷预制体成形精度的影响显著,预制体翘曲量随颗粒尺寸的增大而减小,表面粗糙度和尺寸误差均随颗粒尺寸的增大而增大;相对于单一颗粒,由双尺寸颗粒组合制备的预制体的翘曲量减小了11%~50%,表面粗糙度Ra值减小了12%~20%,尺寸误差减小了38%~79.6%。     

人造石墨粉末选择性激光烧结成形工艺实验研究

将选择性激光烧结技术应用于人造石墨粉末成形,探索其回收循环再利用的可能性。研究了球形石墨粉末的加入量对人造石墨/酚醛树脂混合粉末流动性和堆积密度的影响,确定了石墨3D打印材料配方组成;研究了激光功率、扫描速度、扫描间距和分层厚度等工艺参数对石墨原型件的成形精度和抗弯强度的影响,确定了各工艺参数的取值范围;最后通过正交实验确定了最优工艺参数组合,并快速制备了复杂石墨功能件,验证了新工艺的可行性。     

激光烧结复合尼龙材料的工艺参数优化研究

研究在选择性激光烧结（SLS）过程中,复合尼龙粉末激光烧结工艺参数的优化.讨论激光功率、预热温度、扫描速度、铺粉厚度等工艺参数对制件强度的影响.采用正交试验的方法,在不同工艺参数下将复合尼龙粉末烧结成9组哑铃状试样,以强度为指标,计算出强度最好的工艺参数组合,并结合比较试件的尺寸精度得到激光烧结复合尼龙材料的最优工艺参数为：激光功率14 W,预热温度95℃,扫描速度1 400 mm/s,铺粉厚度0.1 mm.     

选择性激光烧结激光能量密度与温度补偿规律研究

选择性激光烧结（SLS）成型预热温度从成型缸中间到缸壁呈降低趋势,由于预热温度不均匀,导致SLS成型件密度不均匀。针对这一问题,通过增加激光能量密度对预热温度不足进行了补偿。通过试验建立了激光能量密度差△E与预热温差△T的经验公式,并比较了温度补偿前后烧结件的机械强度。实验结果表明,通过增加激光能量密度对预热温度不足进行补偿,提高了产品机械强度。     

STL数据处理对激光烧结制件表面条纹影响的研究#br#

对光固化立体造型（STL）模型数据的尼龙选择性激光烧结（SLS）制件表面条纹进行研究,利用SLS成形技术原理、STL模型数据存储规则、激光扫描路径形成原理,设计STL模型数据的尼龙SLS实验,分析STL模型数据烧结制件表面条纹形成机理,并提出避免条纹形成的方法。实验分析结果表明：制件表面条纹的产生是由于系统软件读取数据时,数据平面有三角形缺失或冗余;制件表面条纹与STL模型数据在成形坐标系中的Z坐标值有关,且与实际烧结层厚的关系存在一定规律性;通过对STL模型数据三角形均匀化处理或使其Z坐标不在特定坐标,能够避免制件形成表面条纹。