基于响应面法的激光烧结成型工艺参数优化

为提升烧结成型质量,使工艺参数设定更具有定量表征,提出了基于响应面法的激光烧结成型工艺参数优化方法。设计激光烧结材料尺寸精准度为优化指标,根据响应面模型架构和评估系数分析各类因素单独作用与交互作用对材料尺寸误差率的影响程度,该程度通过等高线形状进行判定,以判定结果创建响应面法的工艺参数二次回归拟合表达式,使参数可靠性得到保证,实现激光烧结成型工艺参数的优化。结果表明,本文方法能够获得相应材料的对应参数影响值与最优工艺参数,使成型产品具有较好的精准性与更高的质量。     

选择性激光烧结聚苯乙烯工艺参数耦合作用研究

以聚苯乙烯粉末为原料,采用选择性激光烧结技术成型H型梁,探讨了激光功率、扫描速度、单层厚度、扫描间距耦合作用对收缩率的影响。结果表明：工艺参数耦合作用对收缩率具有较大影响,通过多工艺参数协同控制,可以减小H梁收缩率,这对SLS聚苯乙烯结构的精确成型具有重要意义。     

选择性激光烧结聚苯乙烯粉末成形温度场的数值模拟研究

本文以聚苯乙烯材料为例，对SLS成形三维瞬态温度场的分布变化进行数值模拟计算。计算模型中，考虑了材料的热物性参数随温度变化的情况和激光光强分布不均匀的因素。计算结果表明：烧结过程可以分为两个阶段：第一阶段是光照期的热量输入加热阶段，在该阶段内，光照表面的温度迅速升高，使材料处于过热状态，甚至超过材料的分解点，这一阶段完成粉末表面的致密化，但粉床内部的致密效果不是特别明显；第二阶段是光照结束之后的热量传输阶段，在该阶段内，表面材料吸收的热量向四周扩散，一部分通过对流和辐射换热方式散失到周围环境中，另一部分通过热传导的方式向粉床内部传输，促进粉床内部的烧结，这一阶段粉床内部的致密程度显著提高。     

基于响应面法的TC4钛合金激光熔覆工艺参数优化

以TC4钛合金粉末为试验材料,以熔覆层宽高比作为响应指标,研究激光功率、扫描速度和送粉速率对熔覆层宽高比的影响,通过响应面法建立工艺参数与熔覆层宽高比之间的数学模型,获得优化的工艺参数。试验结果表明,激光功率和送粉速率对熔覆层宽高比的影响较大,熔覆层宽高比与激光功率呈正比,与送粉速率呈反比。优化的工艺参数为：激光功率2 500 W,扫描速度14.42 mm/s,送粉速率0.6 r/min。经试验验证,熔覆层宏观形貌质量良好,响应面预测值与实际值误差为3.7%。     

316L选择性激光烧结参数对烧结件性能的影响

在金属零件制造过程中采用选择性激光烧结方法,金属零件的性能会受多种因素的影响,而影响因素主要有激光功率、扫描速度、扫描间距、铺粉层厚。文中采用单因素实验方法研究了316 L和环氧树脂粉末间接烧结方法。并通过测量烧结件的压缩强度和尺寸精度,得出不同影响因素对烧结件质量的影响规律。烧结件强度随激光功率的增大、扫描速度的减小而增大,随扫描间距的增大、铺粉层厚的增大而减小;烧结件尺寸精度随激光功率增大、扫描速度的减小而降低,随扫描间距的增大、铺粉层厚的增大而提高;而烧结件表面粗糙度,随铺粉层厚的增大而提高。     

选区激光烧结聚苯乙烯粉的基础实验研究

为了探寻选区激光烧结工艺参量对聚苯乙烯粉烧结质量影响的规律,并通过工艺参量的优化来提高其烧结精度与强度,采用对聚苯乙烯粉进行热重/差示扫描量热法实验分析、利用SLS300快速成型机对聚苯乙烯粉烧结等方法,进行了理论分析和实验验证,发现烧结温度在150℃～260℃之间时,试样烧结尺寸精度较高。结果表明,聚苯乙烯粉烧结件的x向和y向尺寸精度受工艺参量影响较小,而z向尺寸精度受工艺参量影响较大;弯曲强度表现为随激光功率、扫描间隔、分层厚度的增大而减小的变化趋势。这对于工艺参量优化选择来提高聚苯乙烯粉的烧结质量提供了实验依据。     

响应面分析法优化低碳钢薄板激光切割工艺参数

为了研究光纤激光加工工艺对Q235低碳钢薄板切割质量的影响，采用500 W光纤激光切割机对0.7 mm厚低碳钢板切割质量影响规律进行了研究。采用中心复合设计(Central Composite Design, CCD)进行实验设计，使用超景深显微镜对切割试样的切缝宽度和挂渣高度进行测量。实验结果表明：切缝宽度的大小主要由激光功率、切割速度、辅助气压力和离焦量决定；挂渣高度的大小主要决定于激光功率、切割速度、离焦量和辅助气压力。建立评价切缝宽度和挂渣高度与工艺参数之间的回归模型，并对模型进行目标优化。结果表明，工艺参数组合为激光功率450 W,切割速度9 m/min,离焦量0 mm,辅助气压力0.564 MPa时可获得最优的切割质量。     

基于正交试验和响应面法的激光抛光参数优化

在激光抛光金属材料时,材料表面的粗糙度是评判抛光效果的主要指标。采用正交试验及响应面法进行了激光抛光表面粗糙度试验设计。为了研究离焦量、激光功率、重复频率、扫描速度这四个因素对表面粗糙度的影响,设计了四因素三水平正交试验,对结果进行了极差分析和对比选优。之后利用响应面法设计了四因素三水平的Box-Behnken Design(BBD)试验,建立了表面粗糙度的数值模型,同时得到了优化的抛光工艺参数。正交试验极差优化得到的最低粗糙度为0.1178μm,略高于响应曲面优化得到的0.1112μm。当离焦量为3 mm,激光功率为29.825 W,重复频率为91.451 kHz,扫描速度为1749.794 mm/s时,TC4合金经过激光微抛光后,表面粗糙度由0.3247μm降低至0.1112μm。合适的工艺参数有助于获得良好的激光抛光效果及较低的表面粗糙度。     

铜基金属粉末选区激光烧结的工艺研究

优化工艺参数（激光功率275～1125W，扫描速率0．04～0．06m／s，扫描间距0．15～0．30mm），对多组份铜基金属粉末（组份包括纯Cu，预合金CuSn和预合金CuP）进行了选区激光烧结（SLS）实验，其成形机制为粉末部分熔化状态下的液相烧结机制。在保证适宜的成形机制的前提下，研究了激光功率、扫描速率、扫描间距、铺粉厚度等工艺参数对烧结组织及性能的影响。结果表明，适当增加激光功率或减小扫描速率能改善烧结致密度及组织连续性。减小扫描间距致使烧结线从断续分布连续转变为较为平整的结合状态，组织致密性及均匀性显著提高。减小铺粉厚度有利于改善层问结合性；但最小铺粉厚度需适当选择，否则会因凝固收缩效应及铺粉不均匀性而降低烧结致密度。     

基于响应曲面法的激光透射连接聚合物工艺参数优化

激光透射连接以其快速、精确、柔性、较强环境适应性的局部连接和封装工艺,在工业、医学领域具有良好的应用前景。应用Dilas公司Compact130/140型半导体激光器对聚碳酸酯薄板进行了激光透射连接实验。使用响应曲面法进行实验设计,建立激光透射连接工艺参数的数学模型,并进行优化与分析。讨论了激光功率、激光扫描速度、模具压紧力、扫描次数等激光加工工艺参数对连接强度和接头连接区域宽度的交互影响趋势。结果表明,激光功率与激光扫描速度交互影响较大;增加激光功率,减小激光扫描速度,增加模具压紧力与扫描次数有利于提高连接质量。     

金属粉末选区激光烧结技术研究现状

介绍了选区激光烧结技术的原理、特点,简述了选区激光烧结金属粉末的两种典型成型工艺原理,分析讨论了这两种工艺的特点以及存在的问题,展望了选区激光烧结技术的前景。     

基于响应曲面和遗传算法-人工神经元网络的热塑性塑料激光透射连接强度的优化

采用旋转中心复合设计进行了激光透射焊接热塑性塑料聚碳酸酯的实验设计,分别建立了响应曲面法和基于遗传算法的人工神经元网络法的数学模型,运用这两种数学模型建立激光透射焊接工艺参数(激光功率、扫描速度、夹紧压力、扫描次数)和连接强度的关系模型,然后使用这两种模型分别预测了连接强度,并优化了焊接工艺参数。系统地比较了两种模型的建模能力、泛化能力和优化能力。实验结果表明,两种优化方法的试验结果较接近,但是基于遗传算法的人工神经元网络的建模、泛化和预测的准确性比响应曲面的要好,因此遗传算法-神经元网络是优化焊接质量的一种更有效的方法。     

选区激光烧结成型技术在鼻赝复体制作中的应用

探索了选区激光烧结(SLS)技术制作鼻赝复体蜡模型的可行性.通过结构光扫描、计算机辅助设计(CAD)制作患者的鼻赝复体数字化模型;应用特定工艺参数进行选区激光烧结,制作出鼻赝复体蜡型.经测量评价加工精度及临床试戴,蜡型具有良好的外形和精度,达到了临床应用的制作要求.将蜡型翻制成最终的硅橡胶赝复体,获得了满意的临床效果.该技术与临床常规方法相比,节约了时间和材料,简化了工艺步骤,实现了数字化、无模化制作,为颌面赝复体自动化加工制作开辟了一种新的方法.     

基于遗传算法-响应曲面方法的激光透射焊接聚碳酸酯工艺的多目标优化

采用旋转中心复合设计进行激光透射焊接热塑性聚合物的试验规划,运用响应曲面法建立焊接工艺参数和焊接强度、焊缝宽度的关系模型,采用满意度函数和遗传算法相结合,对焊接强度、焊缝宽度和焊接成本进行了多目标优化及优化结果的验证。结果表明,优化的预测结果和实验结果取得了较好的一致性,可以为提高焊接质量和降低生产成本提供有效的指导。     

Ni基16Cr4B4Si粉末激光成形试验研究

通过铜、镍-铜混合粉末等材料的激光成形试验,详细探讨了激光各参数对烧结金属粉末成形过程的影响,为金属粉末的激光烧结成形提供了依据.     

选区激光烧结单组份金属粉末试验研究

选区激光烧结由于可以不受材料的限制,可以快速烧结出任意复杂的三维实体,被认为是最具发展前景的快速制造技术.用激光直接烧结金属粉末成形已成为目前研究的重点.本文用YAG激光对铝粉、铁粉、铅粉进行了对比烧结试验,同样条件下,不同的金属粉末激光烧结的结果不同,铝粉烧结球化现象严重,铅粉烧结伴有飞溅严重,铁粉烧结随着扫描速度的增加,烧结由连续金属线逐渐成为断续的以至球形金属颗粒.最后分析了激光烧结球化的机理.