选择性激光烧结制件翘曲变形问题研究

选择性激光烧结(SLS)快速成形制件翘曲变形研究现状表明:实验现象是翘曲变形发生于制件四周的边缘处,其原因是制件形成过程中烧结层中的热应力所致,其力学机理是借助悬臂梁理论来解释的。鉴于梁理论无法解释为什么翘曲变形发生于边缘处的理论自身缺陷,本研究从热应力产生变形作为切入点,利用多层薄膜自由端弯矩理论,提出了导致翘曲变形的边缘弯矩计算解析模型,用弯矩揭示翘曲变形的力学机理更符合选择性激光烧结制件形成过程中发生翘曲变形力学本质特征。本研究的目的是弥补目前关于选择性激光烧结制件翘曲变形机理理论研究的不足,以期为提高制件质量提供理论指导,也为下一步研究工作奠定前期理论基础。     

熔融沉积成型中的原型翘曲变形分析

熔融沉积成型(FDM)是一种典型的快速成形(RP)技术。该文以熔融沉积成型过程中制件的翘曲变形为研究对象,分析了层间应力和翘曲变形产生的根源及其作用机理,建立了原型的翘曲变形模型。通过对模型的分析,定量地分析了沉积层数、环境温度、材料的线收缩率等工艺参数对原型翘曲变形的影响,并提出了减小原型翘曲变形的相应措施。     

光-热双固复合材料3D打印成型数值模拟及实验验证

光-热双固化碳纤维增强复合材料3D打印成型综合了增材制造零件高精度无模快速成型和热固化基质材料力学性能优良的优势,具有广阔的应用前景。针对光-热双固化复合材料制件变形带来的制件疲劳寿命降低以及连接装配损伤等问题,综合考虑光固化动力学、热固化动力学及固化变形建立了光-热双固复合材料成型的多物理场理论模型,研究了复合材料光-热双固3D打印成型过程中单层固化厚度、光-热双固数值材料组分及纤维含量和长径比对制件变形的影响,并通过实验验证了模型及理论分析结论的正确性。结果表明,增加单层固化厚度从而减少分层数可以降低制件固化后的应力应变和翘曲变形;光-热双固化树脂中光固化树脂分数增加会使制件的翘曲变形量增大;提高纤维体积分数和纤维长径比可以降低制件膨胀系数,从而降低制件的翘曲变形量。复合材料光-热双固化3D打印成型过程的多物理场建模计算方法可以为相关研究提供借鉴,基于该方法的研究结果对于优化工艺参数从而提升成型质量具有参考价值。     

尼龙6/硅灰石混合粉末选区激光烧结成型精度研究

收缩是尼龙材料选区激光烧结成型的常见问题,不均匀的收缩将导致翘曲变形。影响成型精度的因素很多,包括材料本身的特性,烧结工艺参数等。本文通过添加硅灰石来提高尼龙材料的成型精度,用翘曲高度法分析了制件翘曲高度随硅灰石用量和烧结工艺参数,如激光功率、预热温度变化的规律。     

多组元金属粉末激光选区烧结热力耦合有限元应力场分析

根据金属粉末激光选区烧结的特点，采用ANSYS有限元软件中的间接热力耦合方法，建立了多组元金属粉末激光选区烧结应力场分析模型。利用生死单元技术，模拟了烧结材料由粉末态转变为高温液态继而转变为连续实体的过程。通过该计算模型，可以掌握激光选区烧结成形过程以及冷却过程中应力场随时间的变化规律，探索烧结件翘曲变形的机理及其影响因素。结果表明，烧结件与基板结合层处σz、τzx、τxy的过大是造成烧结件翘曲变形的主要原因。通过实验验证，模拟分析结果与实际相吻合。经过讨论，提出了通过改善烧结件散热状况、提高基板预热温度、精选基板材质等措施可以有效避免金属粉末激光选区烧结件翘曲变形。     

尼龙6/铜复合粉末选区激光烧结制件翘曲研究

通过大量的对尼龙6/铜复合尼龙粉末烧结试验,研究不同工艺参数,如激光功率、铺粉厚度以及扫描速度对制件翘曲程度的影响,并采用翘曲高度法来表征翘曲程度。根据试验数据绘出了尼龙制件翘曲程度随各工艺参数的变化曲线,总结出了制件翘曲程度随各工艺参数变化的趋势。     

PC+ABS工程塑料合金薄壁制件注塑工艺参数的优化

以某畅销手机后盖为例,采用正交试验方法,应用MoldFlow软件模拟了注射时间、熔体温度、模具温度、保压压力等对PC+ABS工程塑料合金制件最大翘曲变形量的影响,得到最佳的注塑工艺参数;采用模拟得到的最佳工艺参数进行试制生产,以验证模拟结果的可靠性。结果表明:注塑工艺参数对手机后盖薄壁制件翘曲变形影响的主次顺序为注射时间、熔体温度、模具温度、保压压力;模拟得到制件的最佳注塑工艺参数为注射时间0.40s,熔体温度280℃,模具温度72℃,保压压力60MPa,此时制件的最大翘曲变形量最小,为0.509 0mm,翘曲变形主要出现在手机后盖四角处,耳机插孔旁的翘曲变形量最大;在优化工艺参数下试制产品的最大翘曲变形量为0.530mm,翘曲变形位置与有限元模拟结果一致,这验证了模拟结果的可靠性。     

FDM 3D打印P LA/木粉复合材料翘曲变形影响因素分析

翘曲变形是影响FDM 3D打印制件质量的一个重要因素。实验以PLA/木粉复合材料丝材为成型原料打印试样,通过正交实验研究了喷嘴温度、平台温度和层厚对试样翘曲量的影响。研究结果表明,三因素中对翘曲量的影响依次是层厚喷嘴温度平台温度,当喷嘴温度在190℃～200℃,平台温度在50℃～80℃,层厚设置为0. 2mm～0.3mm,打印的试样翘曲量比较小。这一点在正交实验中当喷嘴温度190℃,平台温度60℃,层厚0.2 mm时,试样的翘曲量达到最小为0.1mm,得到验证。     

基于正交试验法进行注塑制品翘曲模拟分析及工艺优化

翘曲变形是薄壳类塑料件注塑成型中的常见缺陷之一。不同材料、形状及不同成型工艺的注塑件的翘曲变形规律差别很大,翘曲变形问题的存在会影响注塑件的形状精度和表面质量,甚至成为成型缺陷,进而影响产品装配及外观。翘曲作为塑件变形的重要特征之一,其研究有着重要的应用价值。利用数值模拟技术研究制件注塑成型,降低塑件成型的翘曲量,对于提高注塑产品精度、缩短新产品开发周期、降低成本、提高生产率等都有着重要的意义。     

基于正交试验的注塑制件翘曲变形模拟分析

利用模流分析软件Moldflow对注塑制件葡萄筐盖进行翘曲变形分析,基于正交试验对模拟结果数据进行直观分析和方差分析,得出充填压力、保压时间、熔体温度、模具温度对翘曲变形的显著性,并获得试验水平基础上使制件翘曲量最小的最优参数组合以及最优参数组合下的制件翘曲值,并通过试验验证了结论的正确性.     

尼龙6及改性粉末的激光选区烧结的翘曲变形试验研究

在选区激光烧结过程中,激光扫描带来的不均匀温度场和尼龙6粉末在烧结过程中产生较大的热收缩,使得烧结件产生翘曲变形。通过添加硅灰石粉末对尼龙6聚合物粉末进行改性,研究含有不同比例硅灰石的PA6/硅灰石的复合材料粉末的烧结状况,以及不同的激光束扫描方式对烧结样品翘曲变形的影响。结果表明,添加10%硅灰石的改性尼龙6粉末和合理的分区域扫描方式,能有效减小烧结过程中产生的翘曲变形,从而为三维结构烧结成型提供了技术基础。     

微波多层板共晶烧结翘曲变形数值计算

针对微波多层板叠层复合材料共晶烧结翘曲变形问题,对共晶烧结升温、降温阶段的数值计算方法进行了研究。采用ANSYS Workbench 协同仿真平台,在 ACP(ANSYS Composite Pre)模块中建立了微波多层板的叠层结构,采用顺序耦合方法计算了共晶烧结升温及降温阶段的变形累积效果。计算结果表明:微波多层板与铝壳体共晶烧结完成后,形成以焊接面为中心的向上翘曲变形,在壳体烧结面尺寸 120 mm × 40 mm下,Z向最大变形量为0.181 mm。 仿真计算结果与实测数据吻合良好,验证了微波 多层板共晶烧结过程翘曲变形数值计算的正确性,为微波多层板共晶烧结翘曲变形分析及优化设计提供了参考。     

SLS成形件的收缩模型和翘曲模型

快速成形的精度是快速成形技术发展和扩大其应用领域的关键,工艺误差是影响成形精度的关系之一,而成形件收缩和翘曲对其工艺精度起决定性的作用,通过建立SLS成形过程的收缩模型研究了SLS加工中成形件的收缩形式以及收缩规律,同时研究了收缩的不均匀性所引起的翘曲,建立了成形件的翘曲模型,发现烧结收缩与烧结程度密切相关,翘曲量与烧结收缩率成正比,与零件线尺寸成正比,这些研究结果为克服SLS加工收缩引起的误差和收缩补偿提供了依据,为减少翘曲变形提供了一种方法。     

车用长臂PBT灯架防翘曲注射浇口设计分析【摘要】

分析了影响长臂类零件注射成型过程中翘曲变形的主要因素,提出并结合实例研究了采用多浇口注射形式减小制件翘曲变形量的方法。以一车用PBT长臂灯架的注射浇口设计为例,采用数值模拟技术分别研究了采用均布三浇口和对称二浇口注射成型时,由冷却和收缩不均引起的翘曲变形规律。结果表明,对于长臂灯架类零件,采用三浇口方式更有利于减小翘曲变形量,在模具设计过程中采用模拟技术是提高模具设计质量,优化注射工艺的重要手段。     

任意铺层复合材料开口圆柱层压壳结构热翘曲分析

研究任意铺层复合材料开口层压圆柱壳固化过程中温度变化引起的变形.基于瑞利里兹能量法,根据任意铺层复合材料开口层压壳的变形特征,将其翘曲变形分解为关于壳体几何对称轴对称弯曲变形和关于壳体几何中心点对称弯曲变形,并且考虑开口圆柱层压壳体大挠度变形引起的几何非线性影响,提出描述任意铺层复合材料开口圆柱层压壳热翘曲变形的翘曲函数,推导热翘曲函数的求解表达式.通过算例对模型预测结果与有限元数值模拟结果进行比较,认为模型中采用的翘曲函数能正确反映开口圆柱壳的热翘曲变形特征,该模型可以用于预测复合材料开口圆柱层压壳的热翘曲变形.     

激光烧结快速成型用改性复合尼龙粉末的制备

针对目前尼龙12通过化学改性后的共聚酰胺产品作为选择性激光烧结用材料还是存在收缩和翘曲变形问题,研制出一种适合于选择性激光烧结用高性能复合尼龙粉。通过正交试验的方法对复合尼龙粉末的烧结工艺进行研究,得到优化的烧结工艺参数,分析了烧结件的性能。结果表明,经改性后复合尼龙粉末的收缩和翘曲变形得到了改善,同时,其烧结件的精度及力学性能也得到了改善。最终测得其拉伸强度为45.2 MPa,弯曲强度为56.5 MPa,延伸率为7%。     

选择性激光烧结快速成型制件翘曲变形的研究

针对翘曲变形对选择性激光烧结(SLS)成形精度的影响很大的问题,通过在HRPS-ⅢA型成型机上进行快速成型试验,找出产生翘曲变形的根本原因,得到了激光扫描速度和激光功率、粉末预热温度等工艺参数对翘曲变形的影响规律,并研究了减小翘曲变形的有效措施。     

FDM工艺零件翘曲变形分析及实验研究

熔融沉积成型(FDM)是3D打印技术入门机型的首选工艺,以FDM工艺中常见的翘曲变形为研究对象,分析了翘曲变形过程及机理,建立了翘曲变形过程的数学模型,定量分析了膨胀系数α、室温、成型尺寸、层厚与层数对翘曲变形的影响,提出减小控制翘曲的具体措施,并以电池盒为例进行实验研究。     

选择性激光烧结陶瓷粉末机理初探

综述了烧结过程、烧结原动力,研究了选区激光烧结复合陶瓷粉末的烧结性能。结果表明,通过合理控制激光工艺参数（特别是激光功率和扫描速度）,能顺利实现粉末烧结成形,且无明显的“球化”效应和翘曲变形。扫描电镜分析证实,此复合粉末体系的激光烧结是基于液相烧结机制,表面自由能的改变是其烧结的原动力。     

基于Taguchi试验设计的储箱箱盖注射工艺参数研究

注射成型受众多因素影响,在制件结构和模具结构确定的条件下,通过合理的注射工艺参数,可消除或减少塑件成型中出现的缺陷。针对某企业在试生产一种储物箱箱盖时产生翘曲变形的问题,采用Taguchi试验方法,应用Moldflow对注射过程进行模拟,获得了塑件在熔料温度、模具温度、注射时间和保压压力四因素三水平下成型的翘曲变形量。采用极差分析,比较了不同工艺参数对翘曲变形量的影响程度,得到了优化的工艺参数组合。经试验验证,其效果良好,产品的翘曲变形得到了一定的改善。