选择性激光烧结粉末快速成形技术中的三维温度场分析

在激光烧结过程中,烧结温度直接影响着烧结件的质量,而烧结温度的控制是一个非常复杂的过程。采用运动热源法,在光斑能量密度呈高斯分布的情况下,对烧结过程中的温度场建立分析模型,以便有效地控制烧结温度,提高烧结件质量。     

柱形件差温加热过程中温度场的数值模拟

基于差温加热过程中导热过程的微分分析和单值性条件分析,建立了辐射换热条件下柱形件差温加热过程的数学模型,对其温度场的变化规律进行了计算机模拟分析。结果表明:计算机模拟计算值与试验实测值能够较好吻合,研究成果可为圆柱形铸锻件差温加热工艺相应工艺参数的设定提供了参考依据。     

等离子熔射成形件激光熔凝数值计算

考虑皮膜与原模（被衬）的不同传热特性，建立了有限尺寸双层板激光熔凝数学模型，模拟计算激光熔凝的热过程，着重研究了激光功率，斑,我束移动速度对等离子熔射成形件温度场分布的影响规律，所建立的最大熔凝厚度计算结果与实验基本吻合，为获得平整，光滑的熔凝层的工艺参数选择提供了理论依据。     

低成本选择性激光烧结快速成形设备的设计和研制

在保证ＳＬＳ设备性能的前提下,针对ＳＬＳ设备的特点,以综合成本最低为目标,研制成功了低成本ＳＬＳ快速成形设备。讨论了低成本ＳＬＳ快速成形设备的设计和研制思想,介绍其设计和研制中的一些关键技术。提出的一新思想、新技术和新方法,对大幅度降低ＳＬＳ快速成形设备的成本具有重要意义。     

选择性激光烧结预热温度场的数值模拟

对选择性激光烧结（SLS）加热的研究多数集中在烧结过程上,而对预热过程的研究还很不完善.预热效果直接对加工质量产生很大的影响.本文针对预热过程的传热情况,建立了粉床温度场的三维解析数学模型,然后采用Matlab对特定管式加热装置下的粉床受热情况进行了计算,并将某些特殊点的模拟结果与试验数据进行了跟踪对比.结果表明：该点模拟值能极好的与实际温度的状况相吻合,优化设计预热装置后的加热效果得到明显提高.     

选择性激光烧结技术的研究现状与展望

选择性激光加工是20世纪80年代末出现的一种新的快速成型工艺,它利用激光束烧结粉末材料制造原型,具有原料广泛、制作工艺简单、周期短等特点,在诸多领域得到了广泛的应用.介绍了选择性激光烧结技术的原理、特点及实际应用,综述了选择性激光烧结技术发展状况、存在的问题及研究热点.     

选择性激光烧结技术的发展现状

介绍了选择性激光烧结技术的原理、特点及其研究发展状况 ,简述了选择性激光烧结金属粉末的两种典型成型工艺 ,并简要分析讨论了选择性激光烧结技术成型金属零件所存在的一些问题。最后 ,总结了选择性激光烧结技术的应用和发展前景     

选择性激光烧结主要成型材料的研究进展

简要介绍了选择性激光烧结的原理以及特点,比较和分析了几种选择性激光烧结主要成型材料的特点和国内外的研究现状,展望了选择性激光烧结材料的展前景.     

42CrMo钢板移动感应加热温度场数值模拟

基于有限元软件Flux建立42CrMo钢板二维移动感应加热有限元模型,分析了感应加热过程中钢板温度场的分布,研究了钢板温度随时间的变化规律以及稳态时沿深度方向的温度变化规律,还探究了不同工艺参数对钢板温度的影响。结果表明,钢板上表面温度最高且双峰性最明显,随着深度的增加,温度逐渐降低,双峰性也逐渐变得不明显甚至消失。此外,钢板表面温度随着电流强度、电流频率的增大而升高,随着移动速度、空气间隙的增大而降低,其中电流强度和电流频率这两个变量对钢板峰值温度的影响较大。     

基于材料性质转换的金属粉末直接选区激光烧结温度场数值模拟

基于MSC.Marc非线性有限元分析软件,建立金属粉末直接选区激光烧结过程的温度场有限元分析模型。模型中考虑了粉体—实体转化过程中热导率等物理性质随温度的非线性变化规律。对于表面对流和辐射散热条件,采用修正系数的方法,考虑激光冲击加热作用引起的极大温度梯度的影响。同时还采用在不同载荷步之间转换单元材料物理性质,以考虑激光烧结过程中的局部热源输入作用。对采用在不同载荷步之间转换单元材料物理性质的方法和不采用此方法进行模拟对比研究,结果表明：前者在烧结开始时在光斑中心附近具有极大的温度梯度,这与试验结果一致;前者热传播的主要范围集中在已烧结区域,而后者热传播的范围则是整个粉床;前者进入稳态烧结后光斑中心温度变化趋于平缓,而后者的光斑中心温度一直持续上升。这主要是由于已烧结部分的材料热导率比未烧结部分的粉末高约100倍造成的。     

辐射供冷用于某热敏电阻检测室的数值模拟研究

以南京地区某热敏电阻检测室为研究对象,建立了物理模型及数学模型,利用商用CFD软件FLUENT对分别采用辐射供冷与均匀送风两种方案下检测室内的温度场进行了数值计算与对比分析,并在此基础上提出了一种改进方案。模拟结果表明:将辐射供冷用于该检测室空调系统,在良好的设计条件下不仅能取得较为理想的工艺环境,同时也能达到良好的节能效果,是值得推广和应用的。     

激光熔覆三维温度场数值模型的建立与计算

在综合考虑了激光熔覆热流施加,材料传热两方面自身特点的基础上,建立了合理的激光熔覆数值模型,利用有限元法,通过计算模拟,表明所得激光熔覆温度场模拟结果与实际测量情况吻合良好,从而证明了本文数值模型的正确性,为今后各种参数下激光熔覆的温度场模拟提供了理论基础。     

激光烧结快速成形设备的开发和工艺试验

介绍了激光烧结快速成形设备的组成和原理,阐述了激光器和激光电源、光学扫描系统、分层切片软片和计算机控制系统等几项关键技术,对金属粉末的激光烧结成形工艺进行了初步研究和分析。     

激光熔覆三维温度场数值模型的建立与计算

在综合考虑了激光熔覆热流施加、材料传热两方面自身特点的基础上,建立了合理的激光熔覆数值模型。利用有限元法,通过计算模拟,表明所得激光熔覆温度场模拟结果与实际测量情况吻合良好,从而证明了本文数值模型的正确性,为今后各种参数下激光熔覆的温度场模拟提供了理论基础。     

尼龙6选区激光烧结温度场的数值模拟

采用ANSYS软件对尼龙6粉末材料激光烧结过程温度场进行了三维数值模拟,计算模型中,考虑了材料热物性随温度变化的非线性特征,采用更接近实际的高斯热源模型,并利用APDL参数化设计语言实现热源的移动控制,用焓处理相变潜热的影响。模拟结果显示,烧结点的温度随着扫描线的增加,先逐渐升高后趋于稳定,烧结点最高温度滞后于光斑中心到达该位置时刻,烧结区域边界最高温度小于内部的最高温度。最后进行了试验验证,与试验结果较吻合。     

曲轴红套感应加热的数值仿真

为了将感应加热技术应用于曲轴红套工艺中,建议在曲臂孔内侧布置一个圆形线圈的同时,在位于曲臂孔与曲柄销之间的曲臂外围再布置一个矩形线圈,通过建立曲臂感应加热有限元分析模型,利用ANSYS软件对不同线圈参数条件下曲臂在感应加热过程中的温度场分布情况进行了数值仿真研究,结果表明,通过调整感应线圈电流密度、交变频率等工艺参数,可以确保曲臂孔四周温度分布均匀,进而满足曲轴红套工艺质量的要求。此外,还对感应加热的影响因素进行了探讨。     

运用Deform数值模拟的钢锭加热规范的制定

钢锭的加热是大锻件生产的一个重要环节,加热规范的制定长期以来只能依靠经验公式。随着有限元技术的发展,数值模拟技术越来越多地运用于生产实际。借助于有限元软件Deform-3D对八角形钢锭的加热过程进行数值模拟,获得了钢锭加热过程的温度场和应力场。结果表明:钢锭表面与心部温差将出现两次峰值;钢锭内部应力以心部轴向应力为最大,且在整个过程中会出现两次应力峰值。通过正交试验方法探讨了相变期保温温度、相变期保温时间、温度头等对加热总时间的影响规律,得到了最优的钢锭加热规范。     

粉末薄层选区激光烧结温度场数值模拟与实验研究

单层粉末的激光烧结温度场对三维结构熔结成型有着直接影响。通过对工程塑料粉末选区激光烧结过程能量作用形式的分析,构建了粉体与金属基板界面接触热阻的导热模型和扫描烧结的移动热源模型;利用有限元法对功率为10～25W,光斑直径为0.24mm的激光逐行扫描烧结过程的温度场进行了数值模拟;通过温度场分布模拟和激光烧结实验得到了单层厚度为0.5mm的PA6粉末行扫描间距的优化区间为0.3～0.4mm,获得了熔结质量较好、厚度均匀的平板形烧结物,为进一步优化工艺参数提供了基础。     

双光源选择性激光烧结成型中预热温度场研究

双光源选择性激光烧结成型可以制作大尺寸的制件,但对加工面预热温度场的均匀性提出了更高的要求。提出了一种不等高预热方法,并用ANSYS分析了各加热管组在不同高度、不同辐射力时的受热面温度的分布规律,获得了最佳温度场分布时各个加热管的具体高度,并在实验平台中进行了验证。     

橡胶注射机模具加热系统温度场数值模拟与实验研究

橡胶注射机模具温度场的均匀性直接影响橡胶硫化,而模具温度场的均匀性主要取决于热板的加热效果.由于没有科学依据,热板中热管的功率以及热电偶位置都是凭借经验进行选择,导致模具加热不均匀和温控精度低,直接影响橡胶注射机的使用性能,也是目前橡胶注射机企业碰到的最大难题.采用有限元法,对加热系统进行瞬态温度场模拟仿真,得到了合理的热管排布方式与热电偶位置,并通过实验,验证了分析结果切实可行.