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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 总被引:6,自引:1,他引:6
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。 相似文献
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为了开发应用于食品、医药及生物工程的新型选择性激光烧结快速成型材料,采用热重/差示扫描热法对蔗糖进行了热重-差热分析;利用SLS300快速成型机对蔗糖粉末以及淀粉-蔗糖混合粉末进行烧结实验分析,并评价了烧结质量。结果表明,蔗糖的最终升温温度在187℃~220℃时能保证良好的成型质量,利用淀粉对蔗糖改性后的混合材料烧结成型质量优于单一蔗糖粉的烧结,其尺寸精度为2.1%,最大弯曲强度为0.5620MPa,满足一般食品强度要求,这对于3-D打印技术在食品领域应用具有一定意义。 相似文献
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基于响应面法的聚苯乙烯粉末选择性激光烧结成型工艺参数优化 总被引:1,自引:0,他引:1
以聚苯乙烯粉末为实验材料,以尺寸精度作为评价指标,研究了激光功率、扫描间距、单层厚度、扫描速度及它们的交互作用对选择性激光烧结制件成型精度的影响,通过响应面法建立了工艺参数与尺寸精度之间的数学模型,得出了最优的工艺参数。研究结果表明,尺寸偏差率随激光功率与扫描速度的增大而减小,随单层厚度的增大先增大后减小,随扫描间距的增大而增大;激光功率和单层厚度及扫描间距和单层厚度的交互作用对尺寸偏差率影响较显著;响应面预测值与实际值最大误差低于7%。 相似文献
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铜基金属粉末选区激光烧结的工艺研究 总被引:7,自引:1,他引:7
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。 相似文献
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许勤 《激光与光电子学进展》2014,(12)
选区激光烧结(SLS)是重要的3D技术之一。烧结高分子材料成型过程中,材料的不均匀收缩导致制件翘曲变形及尺寸减小。而在烧结过程中工艺参数起着主要影响作用。激光烧结聚丙烯(PP)复合粉末成型过程中,采用各工艺参数不同水平组合烧结成型制件;用灰色关联分析法(GRA)研究工艺参数对成型精度的影响。结果表明,对于翘曲量及尺寸精度最重要的影响因子为扫描速度。综合工艺参数对翘曲量和尺寸误差的影响,得到激光烧结PP制件的优化工艺参数:扫描速度为1.9 m/s,激光功率为16.5 W,铺粉厚度为0.15 mm,扫描间距为0.12 mm。 相似文献
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将快速成型技术引入纳米材料成型领域,在Al2O3纳米粉末的选择性激光烧结试验基础上,系统分析了纳米陶瓷材料激光烧结工艺的影响因素,初选了烧结参数,得到了较为合理的纳米Al2O3粉末激光烧结工艺。通过多层烧结试验对其进行了验证,对烧结制件进行了成分、微观组织等检测分析。试验表明,采用得到的选择性激光烧结工艺,可以实现纳米Al2O3的自由成型,烧结制件内部组织保持纳米结构,材料晶粒尺寸基本不长大。 相似文献
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选择性激光烧结金属件翘曲与开裂问题的研究进展 总被引:2,自引:0,他引:2
烧结件翘曲与开裂始终是选择性激光烧结的难题之一。本文简要介绍了选择性激光烧结技术的基本原理;详细阐述了翘曲与开裂的机理,总结了影响烧结件翘曲和开裂的一些因素,并分析了选择性激光烧结技术中的温度场与热应力场;最后,提出了选择性激光烧结技术进一步研究的方向。 相似文献
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铜磷合金粉末选区激光熔化成型研究 总被引:1,自引:0,他引:1
为了应用选区激光熔化技术直接制造金属零件,采用Dimetal 240快速成型机对平均直径为75μm的铜磷合金粉末进行了工艺试验。成型机配备200W半导体抽运Nd:YAG激光器,激光功率为103W~117W,内部扫描速度为0.25m/s~0.41m/s,边框扫描速度为0.15m/s,铺粉厚度为0.2mm。所得试样用扫描电镜和光学显微镜进行了微观组织分析。试样层问结合为冶金结合,致密度达到90%以上,层内组织为细长枝晶,层问组织为细小等轴晶。结果表明,通过设定合适的工艺参量,选区激光熔化技术可以直接成型金属零件。 相似文献