对SLS覆膜砂制件抗压强度的研究

主要对覆膜砂的激光烧结快速成形进行了实验研究.系统分析了激光功率、扫描速度、扫描间距、铺粉厚度对成形制件抗压强度的影响.最后得出了最佳成形工艺参数.实验结果对于提高制件的抗压强度有指导意义.     

SLS快速成形技术中激光加工参数对制件性能的影响

以AFS--320MZ快速成形机为例，研究了基于选择性激光烧结(SLS)快速成形制造中激光功率密度、扫描速度、扫描间距、扫描方式和铺粉密度等加工参数对制件性能的影响。     

光固化快速成形精度影响因子的优化

为提高快速成形工艺的精度，利用Taguchi方法对影响扫描平面内成形精度的主要因子（扫描速度、线宽补偿、树脂收缩补偿系数及扫描间距），进行了优化实验研究。通过对实验结果的信号干扰比进行方差分析，发现扫描间隔、线性收缩补偿系数以及扫描速度与扫描间隔的交互作用对扫描平面内制作精度有显著影响，扫描速度与线宽补偿的交互作用及扫描速度与线性收缩补偿的交互作用对制作精度有一定的影响。针对高分辨率激光快速成形系统，得出了以扫描平面内制作精度为优化目标的制作参数的最佳组合。验证实验结果表明，最佳制作条件下制件的误差已减小到3μm，表明最佳因子组合方案是合理可行的，该参数的最佳组合可显著提高制作精度。     

金属薄板激光弯曲成形的工艺参数研究

以不锈钢薄板的激光弯曲成形为研究对象,研究其成形的工艺过程及影响因素;介绍实验设备和激光调焦方法。通过实验研究了激光能量因素、扫描速度因素、激光光斑大小和扫描次数等因素对弯曲成形角度的影响。     

不锈钢薄板的激光弯曲成形试验研究

以不锈钢薄板的激光弯曲成形为研究对象，通过实验研究其成形过程及影响因素。首先介绍了激光成形的工艺过程及影响因素；然后通过试验研究了激光能量、扫描速度、激光光斑大小和扫描次数等因素对弯曲成形角度的影响。     

基于激光原位预热的连续纤维增材制造层间强化机理研究

连续纤维复合材料增材制造具有成形自由度高、材料利用率高、模具依赖度低等优点,能够实现复合材料的快速低成本一体化制造,满足航空航天等领域复材构件短周期高性能的成形需求。但基于层层堆积成形原理的连续纤维复合材料制件层间性能较差,在长期使役过程中极易出现分层失效,严重限制其广泛应用。本研究提出了基于激光原位预热的连续纤维增材制造成形方法,通过建立基于“生死单元”技术的有限元仿真模型,揭示了激光预热对增材制造成形温度分布及其演变规律,并通过实验验证了其对改善成形制件层间性能的有效性,最终获得了激光预热的层间强化机理。结果表明,激光预热能够快速加热样件表面温度,促进层间树脂的熔合粘接,并进一步促进成形丝材的重熔浸渍,相较于未经预热样件,激光预热后层间剪切强度最大提升115%。     

挤出成形3D打印机扫描速度与挤出速度实时匹配的研究

自由挤出成形(Extrusion free-forming, EFF)是对封装在料筒内的浆料施加外部载荷,迫使其通过微小流道挤出,并在X、Y平面上进行逐层堆积的3D打印增材制造技术。利用挤出成形技术可实现陶瓷制件的直接打印制造,打印过程中,成形平台在路径拐点处的光滑过渡、材料挤出速度与成形平台扫描速度的实时匹配是提高制件成形精度的重要方法之一。本文通过对依据扫描路径信息进行实时速度匹配算法的研究,建立了以STM32为核心,可以实现扫描速度预规划、挤出速度与扫描速度实时匹配的控制系统,从而为提高陶瓷制件成形精度提供一定借鉴价值。     

STL数据处理对激光烧结制件表面条纹影响的研究#br#

对光固化立体造型（STL）模型数据的尼龙选择性激光烧结（SLS）制件表面条纹进行研究,利用SLS成形技术原理、STL模型数据存储规则、激光扫描路径形成原理,设计STL模型数据的尼龙SLS实验,分析STL模型数据烧结制件表面条纹形成机理,并提出避免条纹形成的方法。实验分析结果表明：制件表面条纹的产生是由于系统软件读取数据时,数据平面有三角形缺失或冗余;制件表面条纹与STL模型数据在成形坐标系中的Z坐标值有关,且与实际烧结层厚的关系存在一定规律性;通过对STL模型数据三角形均匀化处理或使其Z坐标不在特定坐标,能够避免制件形成表面条纹。     

STL数据处理对激光烧结制件表面条纹影响的研究

对光固化立体造型(STL)模型数据的尼龙选择性激光烧结(SLS)制件表面条纹进行研究,利用SLS成形技术原理、STL模型数据存储规则、激光扫描路径形成原理,设计STL模型数据的尼龙SLS实验,分析STL模型数据烧结制件表面条纹形成机理,并提出避免条纹形成的方法。实验分析结果表明:制件表面条纹的产生是由于系统软件读取数据时,数据平面有三角形缺失或冗余;制件表面条纹与STL模型数据在成形坐标系中的Z坐标值有关,且与实际烧结层厚的关系存在一定规律性;通过对STL模型数据三角形均匀化处理或使其Z坐标不在特定坐标,能够避免制件形成表面条纹。     

约束对板材激光直线扫描成形的影响

板材激光弯曲成形是利用激光成形工件的柔性成形技术。以板材激光单次扫描成形过程为研究对象,对板材激光直线扫描成形过程进行了有限元模拟,分析了有约束和无约束情况下板材的变形行为。     

厚钢板激光多次扫描弯曲成形的研究

采用数值模拟和实验研究分析了厚钢板激光多次扫描弯曲成形过程中弯曲角度与激光扫描次数之间的关系。建立三维热力耦合有限元模型计算了成形过程的温度场、应力场和弯曲角度的变化,对不同厚度钢板的激光多次扫描弯曲成形过程进行了实验研究,模拟结果与实验结果符合较好。在相同的工艺参数条件下,钢板越厚,弯曲角度越小。钢板弯曲角度随激光扫描次数的增加而增大,但对不同厚度钢板,它们的变化规律不同。钢板下表面的应变强化是多次扫描过程中随扫描次数增加而弯曲角度增量减小的主要原因。     

选择性激光熔化成形TC4钛合金开裂行为及其机理研究

裂纹是选择性激光熔化(Selective laser melting, SLM)成形Ti6-Al-4V(TC4)钛合金过程中最常见、破坏性最大的一种缺陷。采用逐行交替的扫描策略制备TC4钛合金试样,利用扫描电子显微镜及X射线能谱分析等检测方法,研究SLM成形TC4钛合金过程中裂纹的开裂行为及其形成机理。结果表明,SLM成形TC4钛合金所产生的裂纹为冷裂纹,具有典型的穿晶开裂特征。采用逐行交替扫描策略成形的TC4钛合金,其组织为网篮状马氏体组织。SLM成形过程中高温度梯度导致制件内部存在较高的残余应力,抗裂强度较差的马氏体组织在残余应力的作用下而产生裂纹,粗大的裂纹最终分解为较小的裂纹而终止扩展。进一步分析认为,通过调整成形工艺参数,可以改变制件组织,同时削弱残余应力,从而达到减弱或消除裂纹的目的。     

光固化快速成形技术中的精度研究

结合激光快速成形ＬＰＳ－６００Ａ系统论述光固化法快速成形技术中的精度概念，分析影响度的各种因素及改善制件精度的途径，讨论原型制件精度的评价标准问题。     

钛合金激光快速成形工艺研究

通过大量实验总结工艺参数,特别是激光功率、扫描速度和送粉速率对激光快速成形钛合金件表面质量影响的规律.综合比能量和粉流密度之间关系,得出激光快速成形工艺参数带;通过查询此参数图表,可快速确定激光快速成形工艺参数.     

镍合金激光直接烧结成形制件显微结构及微观缺陷

利用自行研制的激光直接烧结快速成形系统进行了镍合金激光直接烧结成形试验，获得了具有复杂三维形状的镍合金样件；讨论了激光直接照射下镍合金材料的熔凝过程及微观结构特征。研究表明，烧结过程为不完全液相烧结。金属材料系统中添加铜可有效地抑制球化效应，改善制件内部存在的微观缺陷；制件内部单一层面微观组织呈枝晶和等轴晶两种组织不均匀分布，此两种组织形态沿制件堆积方向交替重复出现。     

高分辨率激光快速成形系统研究与开发

开发了一种新型激光快速成形系统。利用该系统可制作尺寸范围为65 mm×65 mm×150mm的制件原型。 该系统由He-Cd单模激光器、小光斑扫描系统、新型树脂涂层系统及控制系统组成。由扩束镜、高精度扫描振镜 及f-θ透镜构成扫描系统,扫描面上的激光光斑直径达到0.012 mm。由蠕动泵、高精度工作台、树脂槽及刮刀组 成新型精密树脂涂层系统,树脂涂层厚度达到0.02 mm。利用该系统制作了具有微流道的滴灌器件及其他微型零 件的原型。     

不同工艺参数与超声振动作用下成形制件的盐雾老化性能

为了对注塑成形制件老化因素进行深入分析,设计制造了带有超声辅助振动系统的注塑模具来成形底部带有标准拉伸试样的矩形壳体制件。选用等规聚丙烯材料进行了不同工艺参数和超声振动作用下的成形试验,并对试验获得的制件进行了中性盐雾老化试验。同时借助X射线衍射、傅里叶变换红外光谱分析、扫描电子显微镜观测及拉伸试验等方法,研究了熔体温度、模具温度、保压压力及超声功率变化对制件内部凝聚态结构的形成与其抗老化性能的影响。研究结果表明,升高熔体温度会使制件的抗盐雾老化性能下降,而提高模具温度和保压压力则可使制件的抗盐雾老化性能提升;增大超声功率虽可使制件内部的结晶度增加,但超声功率超过200 W时,制件的拉伸强度却大幅下降,可见过高的超声功率并不利于制件内部形成具有最佳抗老化性能的凝聚态结构。     

粉末床激光熔化成形H13钢工艺优化及力学性能研究

通过实验方法优化得到了粉末床激光熔化成形H13钢的工艺参数,并研究了成形样件的微观组织和拉伸性能。通过实验得到了H13钢单道成形的优化工艺区间:激光功率225 ~ 325 W,扫描速度600 ~1200 mm/s,通过块体实验得到优化的工艺参数为:激光功率275 W,扫描速度900 mm/s,扫描间距0.08 mm。微观组织显示为柱状晶粒,晶粒的宽度约为3 ~ 5 μm,长度约为10 ~ 40 μm。在优化工艺参数下成形试样的室温抗拉强度高达1 761 MPa,延伸率为2.72%。     

基于激光熔化沉积的单道成形质量影响分析

激光熔化沉积可以快速成形零件,但是成形过程中会出现成形质量不良的现象。针对激光熔化沉积单道单层工艺过程,开展实验研究分析不同工艺参数下对沉积尺寸的影响程度和表面沉积质量。结果表明:光斑直径和激光功率对沉积宽度影响较大,送粉量和扫描速度对沉积高度影响较大;通过调节优化激光功率和扫描速度两个因素,可以有效提高零件的表面成形质量。该研究可为后续激光熔化沉积的质量监控和优化工艺参数提供指导。     

选择性激光烧结制件翘曲变形问题研究

选择性激光烧结(SLS)快速成形制件翘曲变形研究现状表明:实验现象是翘曲变形发生于制件四周的边缘处,其原因是制件形成过程中烧结层中的热应力所致,其力学机理是借助悬臂梁理论来解释的。鉴于梁理论无法解释为什么翘曲变形发生于边缘处的理论自身缺陷,本研究从热应力产生变形作为切入点,利用多层薄膜自由端弯矩理论,提出了导致翘曲变形的边缘弯矩计算解析模型,用弯矩揭示翘曲变形的力学机理更符合选择性激光烧结制件形成过程中发生翘曲变形力学本质特征。本研究的目的是弥补目前关于选择性激光烧结制件翘曲变形机理理论研究的不足,以期为提高制件质量提供理论指导,也为下一步研究工作奠定前期理论基础。