选择性激光烧结蔗糖工艺实验研究

为了开发碳水化合物类的新快速成型材料,对蔗糖的物化材料性质和影响选择性激光烧结的成型因素进行了分析。利用SLS-300成型机进行实验,并制作出蔗糖模型。得到一些初步的工艺参量以及能量密度对成型质量(强度、颜色、表面粗糙度)的影响规律。结果表明,蔗糖是可以作为选择性激光烧结材料的,这为后续研制专用蔗糖3-D打印机提供了实验依据。     

糖基材料选择性激光烧结实验研究

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

纳米Al2O3激光烧结快速成型试验初探

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。     

利用半导体激光选择性烧结的快速成型技术

提出了一种新的基于半导体激光的选择性激光烧结快速成型方法。由若干个单独驱动的高功率半导体激光器形成线阵,经过光学准直器,在工作面上形成若干激光短线,并连成与线阵长度相等的激光线束。扫描方式采用导轨Ｘ－Ｙ联动,不存在振镜扫描的“圆弧效应”,因而提高了质量。     

选区激光烧结成型中致密度的数值模拟与实验

分析了红外激光与聚合物材料的相互作用过程,给出一个SLS烧结过程的模拟计算模型,采用数值方法对烧结致密化程度进行研究,结果与实验测量值吻合得很好,表明采用该方法可有效地预测烧结件的致密程度。     

选择性激光烧结制件冷等静压工艺及模拟

为了提高选择性激光烧结制件的相对密度,使用冷等静压进行致密化。在Drucker-Prager-cap模型的基础上对选择性激光烧结制件的冷等静压过程进行数值模拟,并对模拟结果进行了理论分析和实验验证。结果表明,通过冷等静压工艺可使选择性激光烧结制件的相对密度明显提高,制件收缩比较均匀,典型尺寸的实验结果与目标尺寸的误差在0.41mm以内,模拟结果与实验比较符合。对选择性激光烧结制件进行冷等静压处理,拓展了粉末激光快速成形技术的应用领域,为其应用于工程实际奠定了技术和实验基础。     

选择性激光烧结制件冷等静压工艺及模拟

为了提高选择性激光烧结制件的相对密度,使用冷等静压进行致密化。在Drucker-Prager-cap模型的基础上对选择性激光烧结制件的冷等静压过程进行数值模拟,并对模拟结果进行了理论分析和实验验证。结果表明,通过冷等静压工艺可使选择性激光烧结制件的相对密度明显提高,制件收缩比较均匀,典型尺寸的实验结果与目标尺寸的误差在0.41mm以内,模拟结果与实验比较符合。对选择性激光烧结制件进行冷等静压处理,拓展了粉末激光快速成形技术的应用领域,为其应用于工程实际奠定了技术和实验基础。     

ABS粉末的选择性激光烧结成形及浸渗树脂后处理

研究ABS粉末的选择性激光烧结(SLS)成形工艺,并将其SLS成形件进行了浸渗环氧树脂后处理.结果表明:ABS粉末的SLS成形工艺参数为,激光功率12W,预热温度90~94℃,扫描速率2000mm/s,层厚0.15mm,扫描间距0.1mm.ABS成形件的力学性能较低,不能直接用作功能件.SLS成形件在浸渗树脂后力学性能有较大提高,拉伸强度、弯曲强度、弹性模量及冲击强度分别提高了519.2%、347.5%、368.4%及259.0%.     

灰色关联分析选区激光烧结成型研究

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。     

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

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%。     

基于Arduino的选择性激光烧结系统设计

目前选择性激光烧结设备均为工业级产品,不仅操作过程复杂,且设备成本高昂,因此设计一种基于Arduino的选择性激光烧结系统。该系统以开源硬件Arduino DUE为控制单元,通过Arduino IDE进行程序编写,下位机可实现读取G代码从而对激光、运动、温度等进行控制实现。结果表明,采用近似于桌面级FDM设备的设计思路,在保证设备功能的前提下大幅度降低了烧结机的设备成本,而且其中的模块化粉箱在缩小设备尺寸的同时也使装卸粉箱工作更加便捷。     

激光烧结DZ-Ni60AA粉末成形的工艺研究

主要介绍利用激光直接快速成形技术进行单道烧结DZ-Ni60AA粉末成形的工艺,包括实验系统组成及其改进.通过对单道烧结表面形貌的分析可知,激光烧结层的质量与功率密度、能量密度等工艺参数密切相关,不同的工艺参数将产生不同的表面形貌.利用正交实验设计法确定了工艺参数对成形件表面形貌的影响程度.