微细金属粉末材料的激光快速微成型

快速成型技术 (RP)是一种基于离散 /堆积成型原理的新型数字化成型技术。采用激光熔化金属粉末材料直接制造金属零件是RP技术向RM (RapidManufacturing)发展的必然趋势 ,也是世界各国研究开发的热点。而利用微纳粉末金属材料进行微成型目前尚处于探索阶段。本文采用自行设计的激光精细烧结装置对粗、细粉末金属材料进行了对比烧结成形试验 ,分析了影响激光烧结微细金属粉末微成型的各种参数。结果表明 ,烧结金属细粉所需的功率远低于烧结粗粉所需的功率 ,成形精度好。通过对参数的优化 ,找到了最佳的成形工艺 ,成功制作出壁厚只有 10 0 μm左右的微小金属件     

微细金属粉末材料的激光快速微成型

快速成型技术(RP)是一种基于离散 /堆积成型原理的新型数字化成型技术.采用激光熔化金属粉末材料直接制造金属零件是RP技术向RM(Rapid Manufacturing)发展的必然趋势,也是世界各国研究开发的热点.而利用微纳粉末金属材料进行微成型目前尚处于探索阶段.本文采用自行设计的激光精细烧结装置对粗、细粉末金属材料进行了对比烧结成形试验,分析了影响激光烧结微细金属粉末微成型的各种参数.结果表明,烧结金属细粉所需的功率远低于烧结粗粉所需的功率,成形精度好.通过对参数的优化,找到了最佳的成形工艺,成功制作出壁厚只有100 μm左右的微小金属件.     

微细金属粉末材料的激光快速微成型

快速成型技术(RP)是一种基于离散／堆积成型原理的新型数字化成型技术。采用激光熔化金属粉末材料直接制造金属零件是RP技术向RM(Rapid Manufacturing)发展的必然趋势，也是世界各国研究开发的热点。而利用微纳粉末金属材料进行微成型目前尚处于探索阶段。本文采用自行设计的激光精细烧结装置对粗、细粉末金属材料进行了对比烧结成形试验，分析了影响激光烧结微细金属粉末微成型的各种参数。结果表明，烧结金属细粉所需的功率远低于烧结粗粉所需的功率，成形精度好。通过对参数的优化，找到了最佳的成形工艺，成功制作出壁厚只有100μm左右的微小金属件。     

热处理与表面处理工艺

0219725激光选区烧结金属粉末的研究[刊.译,英]/张剑峰//南京航空航天大学学报(英文版).—2002,19(1).—77～83(E)采用激光选区烧结的方法,对铜、镍-铜混合粉末进行了一系列激光烧结试验。分析了烧结过程中出现的现象,讨论了工艺参数对金属粉末烧结成形的影响,用带能谱的扫描电镜、X 光衍射等手段分析了多层烧结体不同区域的成分、组织形貌和相结构特征。初步探讨了金属粉末直接烧结成形的基本机理,为金属粉末的激光快速成形提供了依据。参90219726LPCVD 自组织生长 Si 纳米量子点的发光机制分析[刊]/彭英才//发光学报.—2002,23(3).—261～264(E)     

选区激光烧结PS/PMMA成形工艺优化与性能研究

为改善聚苯乙烯(PS)粉选区激光烧结出来的制件强度与精度低的问题，通过添加聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粉末制备PS/PMMA复合粉。以制件尺寸精度、抗拉强度为指标，选取分层层厚、扫描速度、激光功率、扫描间距进行正交试验，采用极差分析法进行成形工艺优化与性能研究。结果表明，选区激光烧结PS/PMMA复合粉末烧结件尺寸精度的最优工艺参数组合为预热温度101℃、扫描速度4 m/s、激光功率20 W、扫描间距0.25 mm、分层厚度0.24 mm。该工艺参数组合下PS/PMMA复合粉末烧结的X、Y、Z三向尺寸精度分别可达到0.004、0.033、0.020。经力学性能分析，选区激光烧结PS/PMMA较激光选区烧结PS的抗拉强度提高2.4%。     

激光选区烧结工艺中的金属粉末材料

通过介绍激光选区烧结工艺中的主要金属粉末材料,指出了该工艺对金属粉末材料的要求及选择和设计原则,明确了金属粉末材料应在成形精度、成形速度、成形件强度及成本等方面与工艺相匹配,并提出了适合金属件直接快速制造的金属粉末材料的发展和改进方向。     

激光直接烧结成形金属零件的试验研究

激光直接烧结成形技术是在激光熔覆技术和快速原型及制造技术的基础上发展起来的一项先进的制造技术,其发展趋势是直接制造金属零件.本文采用Ni基和Co基合金粉末进行了激光烧结实验,利用激光烧结直接成形工艺进行了单道烧结试验,研究了不同工艺参数对成形性和表面质量的影响规律,同时使用SEM分析了单道涂覆层的组织特征,并得出获得致密组织较为理想的激光烧结工艺参数.     

激光选区烧结Ni基金属粉末的熔凝特征

研究了激光选区烧结Ni基金属粉末的熔凝特征。研究发现熔池形状对烧结成形件的凝固特征有重要的影响 ,实验结果表明 ,烧结成形材料呈多层结构 ,且在每一层中显微结构的形貌和成分分布又是不均匀的。并探讨了激光动态烧结成形这种组织结构的基本机制     

激光选区熔化纯铜成形件尺寸精度的研究

为了研究工艺参量对激光选区熔化纯铜粉末成形件尺寸精度的影响,采用正交实验对纯铜粉末进行了激光选区熔化成形研究。分析了铺粉厚度为0.05mm时,工艺参量对成形件尺寸绝对误差的影响规律及各因素对尺寸精度的影响机理,确定了各工艺参量对尺寸绝对误差影响的主次顺序为扫描间距>扫描速率>激光功率>扫描路径,得到最优的工艺参量组合为激光功率360W,扫描速率1050mm/s,扫描间距0.08mm,扫描方式是spiral。结果表明,成形件尺寸绝对误差随激光功率的增大而增大,随扫描速率、扫描间距的增大而减小;不同扫描路径对尺寸绝对误差的影响差别较小;在因素水平范围内,尺寸绝对误差随体能量密度的增加而增大。该研究为激光烧结纯铜粉末时的参量选择提供了一定依据。     

Fe-C混合粉末激光烧结成形致密度分析

分析了金属粉末激光选区烧结成形过程致密化机制。选择不同的参数对Fe-C混合粉末进行了激光烧结成形实验,根据烧结件微观结构分析了金属粉末的致密化机制,根据致密度数据分析成形参数与致密度的关系建立了数学模型。结果表明,Fe-C混合粉末在低功率激光作用下部分粉末熔化形成液相,在液相的参与下粉末通过重排、溶解沉淀导致致密化。成形参数对致密度的影响归结于烧结过程中产生的液相量,激光功率的增加、扫描间隔的减小、扫描速度的降低和切片层厚的减少都会提高烧结件的致密度。     

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.     

金属粉末激光气化去除与烧结成形初探

激光选区烧结成形(SLS)技术是自下而上通过添加材料来成形的加成技术,它是不同于传统的自上而下的材料去除方式的机械加工方法.然而目前还没有一种将材料去除与加成相结合的激光加工成形技术.在研究激光与粉末材料相互作用时观察到粉末材料被气化的同时,激光光束周围的粉末被烧结的现象,利用这一现象探讨了激光气化烧结成形(LVS)的新方法,它既利用激光将粉末材料气化去除,同时又利用激光将粉末烧结加成在一起,形成所需的形状.该技术在制备、成形微型薄壁件时有独特的优势,薄壁的厚度由数个粉末颗粒组成,有望在激光烧结粉末微成形领域得到广泛应用.     

选择性激光烧结/冷等静压复合制造高密度Al2O3异形陶瓷件的研究

为了获得高密度复杂形状氧化铝陶瓷件,提出采用覆膜和混合相结合的方式制备出含有机粘接剂w(PVA)=1.5%和w(ER06)=8.0%的Al2O3复合粉体,对复合粉体进行选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)/冷等静压(cold isostatic pressing,CIP)成形、再经脱脂、高温烧结获得最终陶瓷零部件的制造方法。研究了激光烧结的4个工艺参数,得出在激光功率为21 W、扫描速度为1 600 mm/s、扫描间距为100μm、单层层厚为150μm时,获得的SLS陶瓷坯体密度和强度较好,较高强度的SLS坯体有利于后续其它工艺的进行。研究了具有随形包套的SLS陶瓷件的CIP工艺,得出随着压力的增大,陶瓷坯体的孔隙得到更大程度的消除,粉体颗粒重排压实,密度和强度显著提高,而当CIP压力大于200 MPa时,致密化速率减小。基于环氧树脂粘接剂的热重(TG)曲线分析,对SLS/CIP试样进行合理的脱脂、高温烧结处理,所得Al2O3陶瓷件相对密度大于92.26%。为制造高性能复杂形状的陶瓷件提供了一种新的方法,并拓展了SLS技术的应用范围。     

盐/PS混合粉末激光烧结成型实验研究

本文针对盐雕工艺品个性化需求及现有模铸方法成本高、周期长等弊端,提出激光烧结快速成型盐雕的工艺方法,对盐/PS混合粉末进行了选择性激光烧结工艺实验研究,给出了盐/PS粉末组分及工艺参数对烧结成型收缩率的影响规律,微观形态观察表明,激光烧结使得PS粉末熔化实现对盐粉颗粒的包裹并粘结成型,并给出了能够实现良好烧结成型的材料配比,为盐雕工艺品个性化制造提供了一条可行的工艺途径。     

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。     

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。     

线扫描SLS RP系统的原理和工艺优势

一种新的线扫描选择性激光烧结快速成型(SLS RP)方法可以提高成型效率和对大工件的加工质量。它与一般振镜点扫描完全不同。它使用柱面透镜组将CO_2激光器输出的圆光束改变为细长线束,从点(直径为0.13mm)到最大设计线长(40mm)实现无级变长以适应烧结层面的几何形状。通过对激光功率、扫描速度与线束长度的优化匹配,实现对各种有机粉末材料的有效烧结。应用实践证明这种线扫描工艺的成型效率和加工质量尤其是对大工件的加工质量优于振镜点扫描的工艺方法,可以很大地扩展SLS RP工艺的应用范围。