选择性激光烧结成形温度场的研究进展

选择性激光烧结技术与传统铸造工艺相结合,为快速制造某些难以用传统方法获得的铸件提供了有利途径.对于各种粉末材料在选择性激光烧结成形过程中温度场的模拟与预测,是合理选择其烧结工艺参数的基础.本文中综述了聚合物粉末、聚合物覆膜金属/陶瓷粉末和金属粉末在选择性激光烧结过程中的热物性参数变化规律及其相应的成形温度场分布,以利于激光选择性烧结各类粉末材料而精确成形零部件.     

扫描路径对激光烧结温度场的影响

在综合考虑材料热物性参数随温度变化以及相变潜热的情况下,建立选择性激光烧结的三维有限元模型,利用APDL语言实现激光热源的移动,分析分形路径和S形路径两种情况下温度场和熔池的分布情况。模拟结果表明:分形扫描的激光烧结温度场比S形扫描的温度场分布均匀,温度梯度小,结合牢固,烧结质量高。此结论与先前的实验结果相吻合。     

激光选择性烧结金属粉末快速成形的研究

描述了激光选择性烧结金属粉末快速成形设备的粉末供给和铺平压实系统及动作，探讨了烧结过程参数对烧结质量的影响，粘结剂含量、孔隙率和缺陷尺寸与烧结件压缩强度之间的关系，并指出影响激光选择性烧结的重要因素是烧结粉末的特性、激光参数的设置等。     

工艺参数对316不锈钢粉末激光烧结温度场的影响

以有限元分析软件ANSYS为平台,对316不锈钢粉末激光烧结温度场分布进行了数值模拟.在考虑了材料的热物性参数随温度变化以及相变潜热等非线性情况下,建立了选择性激光烧结(SLS)三维有限元模型,利用ANSYS参数化设计语言APDL控制激光热源的热流密度、移动速度以及扫描路径,研究了工艺参数(激光功率、扫描速度、预热温度)对316不锈钢金属粉末成型过程中熔池及温度场分布产生的影响.模拟结果与前人文献实验结果相吻合,表明可以利用本模型对工艺参数进行优化,为实验工艺参数选取提供了理论依据.     

选择性激光烧结金属粉末技术的进展研究

介绍了在快速原型制造基础上的金属零件SLS技术方面的一些新的研究和应用成果,并指出了激光烧结金属件的最新发展趋势。     

激光选择性烧结金属粉末快速成形的研究

描述了激光选择性烧结金属粉末快速成形设备的粉末供给和铺平压实系统及动作,探讨了烧结过程参数对烧结质量的影响,粘结剂含量、孔隙率和缺陷尺寸与烧结件压缩强度之间的关系,并指出影响激光选择性烧结的重要因素是烧结粉末的特性、激光参数的设置等。     

固态粉末的选择性激光烧结

本文阐述了固态粉末的选择性激光烧结的各种方法。讨论了激光器及其加工参数对固体粉末烧结的影响。     

间接选择性激光烧结与选择性激光熔化对比研究

采用选择性激光烧结（Selective laser sintering，SLS）和选择性激光熔化（Selective laser melting，SLM）工艺，分别进行了铁基合金粉末的快速成形试验，对比分析了SLS与SLM成形机理、相应的工艺参数以及它们对测试件成形过程、金相组织与力学性能的影响。结果表明：由于成形机理不同，相对于SLS技术，采用SLM能够制造高致密度、组织均匀、力学性能良好的金属零件，但容易出现翘曲变形、裂纹与球化现象。通过制定合适的材料与工艺参数能够避免上述缺陷。     

选择性激光烧结技术在医学上的应用

简述了选择性激光烧结技术(SLS)和熔化技术(SLM)的成型原理及其在生物医学领域的应用,重点介绍了SLS在医学模型、植入体和赝复体、组织工程支架及药物传送装置等方面的应用,并对SLS和SLM技术的研究与发展方向进行展望。     

选择性激光烧结成型工艺参数研究

研究了烧结温度、激光功率和扫描速度对选择性激光烧结成型件精度及力学性能的影响。结果表明:适当调整选择性激光烧结成型机的激光功率和扫描速度及烧结温度,能有效提高成型件的精度及抗拉强度,在激光功率为24 W、扫描速度为2 500 mm/s、烧结温度为80℃时,成型件的尺寸精度为100±0.1 mm,抗拉强度为1.96 MPa。     

基于BP-PID的选择性激光烧结温度控制系统设计

为消除纯滞后系统的超调、改善温度因素对制件质量和强度的影响,设计一种基于BP-PID算法的选择性激光烧结温度控制系统.该系统采用层次化架构和模块化的设计方案,以STM32控制器作为主控模块,并利用BP神经网络改进传统比例-积分-微分(PID)算法,提高了控制系统的稳定性且效果显著.通过MATLAB进行仿真模拟,与传统PID控制进行对比并进行实验.结果表明:BP-PID算法能迅速整定最优参数,且超调量小,达到稳态所用时间更短;在设定预热温度为90℃且采用BP-PID算法控制时,系统稳态误差在±1℃之内,超调量小于3％.     

New Ferro Powder for Selective Laser Sintering of Dense Parts

The paper describes a new powder composition specially developed for selective laser sintering (SLS). The aim is to obtain a ferro powder that can be sintered without need for a (sacrificial) polymer binder and that results in quasi dense parts that do not need any post-processing like furnace sintering, infiltration or HIP. The powder is a mixture of different types of particles (Fe, Cu, Ni and Fe₃P). The composition and mixture ratio are justified by using phase diagrams. The powder has been tested using an own developed Nd: YAG SLS machine. The influence of process parameters (laser power, scan velocity, scan spacing and scan strategy) and the microstructural characteristics have been investigated. Attention is devoted to the binding mechanism (liquid phase sintering, through melting) and to the quality of resulting parts (density, balling effect,…).     

选区激光熔化IN738LC合金成形温度场的数值模拟及实验研究

通过数值模拟根据熔池热行为变化规律对选区激光熔化工艺参数进行优化,是提高成形件质量的有效手段。为此,本论文采用ANSYS的APDL语言建立了全参数化的IN738LC合金选区激光熔化过程温度场有限元分析模型,并通过单熔道成形实验对热源模型进行校核。结果表明：随着激光功率的增加或者扫描速度的减小,粉末吸收的线性能量密度不断增加,熔池中心最高温度升高,熔融金属量增加,熔道形态由不规则断续状向规则连续长条状演化;随着扫描速度的增加或者激光功率的减小,粉末吸收的线性能量密度不断下降,熔体流动能力减弱,熔池宽度与熔化穿透深度也随之减小;有限元模拟与实验结果吻合较好,当激光功率为270 W,扫描速度为1150 mm/s时,单熔道具有连续少缺陷、规则良好的成形形貌。     

Study on Thermal Stress of Nylon 6/Copper Composite Powder in Selective Laser Sintering

3D finite element model of nylon 6/Cu composite powder is established for the selective laser sintering (SLS) process, and the factors of radiation, convection and thermal physical parameters highly nonlinear with temperature are taken into account. The load of moving heat source at different time and locations are carried out by the technique of element birth/death with ANSYS Parametric Design Language (APDL), and the dynamic distribution of thermal stress field in SLS is simulated with the method of indir...     

多组分铜基金属粉末选择性激光烧结成形的工艺研究

对多组分铜基金属粉末(组分包括纯Cu,预合金CuSn和CuP)进行了选择性激光烧结试验,其成形机制为粉末部分熔化状态下的液相烧结机制.研究了激光功率、光斑直径、扫描速率、扫描间距、铺粉厚度等工艺参数对粉末激光烧结致密化的影响.为便于整体调控激光烧结过程,本文将各工艺参数综合为"能量体密度"这一个参数,结果表明,增加激光功率或减小扫描速率能增加液相生成量,且利于液相的铺展和流动,进而提高润湿性和烧结性;扫描速率越高,则越易引起"球化"现象.减小铺粉厚度有利于获得较好的层间结合,并提高烧结致密度;若铺粉厚度过小,会降低铺粉均匀性,进而有损层间结合性.减小扫描间距使烧结线从断续分布转变为较为平整的结合状态,进而提高烧结致密度.当能量体密度增至一临界值(约0.15 kJ/mm3)时,烧结致密度有显著提高;但若增至过高(大于0.30 kJ/mm3),烧结致密度则呈下降趋势.     

高效选择性激光烧结系统的研究

选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)是快速成形技术的一种,其成形效率是需要考虑的重要指标之一。为了提高成形效率,我们从机械和工艺两方面着手研究和改进,并在华中科技大学研制的HRPS-III型SLS快速成形系统中应用,取得了良好的效果。     

选择性激光烧结铸造覆膜砂的实验研究

通过对铸造用覆膜砂烧结实验,激光功率、扫描速度、预热温度、光斑直径工艺参数对烧结试样成型精度和烧结质量的影响,总结出了制件尺寸随各工艺参数变化的趋势。并提出烧结制件后处理的合理温度范围。