尼龙粉末激光烧结的压实度影响实验研究

粉末材料的压实度对激光烧结成型有着直接影响.通过对尼龙粉末材料不同的压实度、激光功率和扫描速度下的烧结实验,得到了尼龙粉末烧结成型的最小能量和过烧能量,结合烧结样品线形质量分析,得到优化的压实度区间和烧结能量区间,为尼龙粉末激光烧结的工艺优化提供了基础.     

激光烧结成型用复合尼龙粉末的制备及性能测试

介绍了尼龙粉末材料的激光烧结成型技术研究现状,研制开发了一种适用于激光烧结快速成型的复合尼龙粉末材料(CPP1),并对其主要性能进行了测试;在优化的工艺实验条件下,制作了激光烧结成型尼龙件,进行了力学性能测试,其强度接近国外同类产品水平,韧性高于国外水平,可以满足新产品开发的要求.     

复合尼龙粉末改性及激光烧结成形工艺试验研究

针对目前还不能用传统尼龙粉末材料直接烧结功能件的现状,采用溶剂沉析法合成低熔点聚酰胺粉末作为复合尼龙粉末基材,对基料添加各种无机填料进行物理共混改性。采用正交设计方法和SEM分析方法,以烧结密度和成形件综合力学性能为指标对复合尼龙粉进行烧结工艺优化试验。结果表明,通过物理共混改性能够制备出适合于选择性激光烧结用的高性能复合尼龙粉末,同时,能够大大减小复合尼龙的收缩和翘曲变形。     

尼龙6选区激光烧结温度场的数值模拟

采用ANSYS软件对尼龙6粉末材料激光烧结过程温度场进行了三维数值模拟,计算模型中,考虑了材料热物性随温度变化的非线性特征,采用更接近实际的高斯热源模型,并利用APDL参数化设计语言实现热源的移动控制,用焓处理相变潜热的影响。模拟结果显示,烧结点的温度随着扫描线的增加,先逐渐升高后趋于稳定,烧结点最高温度滞后于光斑中心到达该位置时刻,烧结区域边界最高温度小于内部的最高温度。最后进行了试验验证,与试验结果较吻合。     

激光烧结快速成型用改性复合尼龙粉末的制备

针对目前尼龙12通过化学改性后的共聚酰胺产品作为选择性激光烧结用材料还是存在收缩和翘曲变形问题,研制出一种适合于选择性激光烧结用高性能复合尼龙粉。通过正交试验的方法对复合尼龙粉末的烧结工艺进行研究,得到优化的烧结工艺参数,分析了烧结件的性能。结果表明,经改性后复合尼龙粉末的收缩和翘曲变形得到了改善,同时,其烧结件的精度及力学性能也得到了改善。最终测得其拉伸强度为45.2 MPa,弯曲强度为56.5 MPa,延伸率为7%。     

激光直接烧结成形多层金属薄壁件的温度场有限元模拟

为掌握多层粉末烧结过程中激光熔池的加热冷却规律以及各烧结层之间的相互影响,综合考虑热传导、热辐射和热对流以及材料的高度非线性,基于ANSYS平台建立了多层金属薄壁件的三维温度场有限元模型,利用APDL语言编程实现模拟中激光热源的移动,采用"单元生死"技术描述粉末材料动态增长过程。模拟结果表明:在现有工艺参数下,烧结获得的熔深在0.15mm以上,熔宽在0.61mm左右,烧结成形件与基体以及层层之间搭接牢固;成形件中,与x方向的热梯度相比,z方向热梯度占绝对优势,这说明成形件在冷却过程中热量的散失以堆积方向为主。将模拟结果与实验结果进行了对比,实验结果较好地验证了模拟结果。     

切向气流作用下激光辐照对尼龙材料的热烧蚀规律

为了研究切向气流对激光毁伤低慢小目标的影响,采用仿真分析和实验相结合的方法研究了在激光辐照典型低慢小目标材料尼龙66过程中切向气流对激光烧蚀作用的影响。建立了激光烧蚀尼龙的简化物理模型,利用红外热像仪分别研究了1.5s和4s两个时刻激光辐照下尼龙材料的温度场分布和烧蚀形貌,并与无气流条件下的结果进行对比。实验表明,切向气流对激光烧蚀尼龙材料过程的影响主要分两个阶段,在辐照前段时间切向气流减缓了激光辐照下尼龙66材料的温升,抑制了激光对尼龙材料的烧蚀作用;但随着温度的升高,热分解产物增多使激光屏蔽作用增强,切向气流减轻了目标材料表面热分解产物对激光的衰减,并为尼龙材料的氧化烧蚀提供更多氧气,促进了烧蚀作用。最后对切向气流下激光烧蚀尼龙的过程进行了ANSYS仿真,实验结果和仿真结果基本一致,从而验证了理论的可靠性。     

光器件金属材料的激光焊接试验研究

以普通光器件为研究对象,根据焊接材料形状的特殊性和内部性能及加工工艺要求,分析焊接材料的作用过程.利用激光深熔焊、热传导焊等相关理论,以材料在激光作用下的传热理论为基础,选择激光热传导型焊接.试验中设计出一套专用夹具,对光器件进行脉冲热传导焊,对焊件进行品质检验,并分析产生缺陷的原因.     

激光烧结复合尼龙材料的工艺参数优化研究

研究在选择性激光烧结（SLS）过程中,复合尼龙粉末激光烧结工艺参数的优化.讨论激光功率、预热温度、扫描速度、铺粉厚度等工艺参数对制件强度的影响.采用正交试验的方法,在不同工艺参数下将复合尼龙粉末烧结成9组哑铃状试样,以强度为指标,计算出强度最好的工艺参数组合,并结合比较试件的尺寸精度得到激光烧结复合尼龙材料的最优工艺参数为：激光功率14 W,预热温度95℃,扫描速度1 400 mm/s,铺粉厚度0.1 mm.     

直接金属粉末激光烧结成形过程温度场模拟

在综合考虑热传导、热辐射及对流等热现象的基础上。初步建立了用于模拟激光烧结过程中传热行为的数学模型。根据Gusarov模型求得粉床的有效导热系数，表明导热系数与铺粉过程中粉末的堆垛方式以及烧结过程中的粘结率有关。在绝热边界条件和部分热物性参数恒定的合理简化下，利用解析法求解了热传导方程。利用FORTRAN语言编写了求解结果的运算程序，并对基模高斯激光近似作用下水雾化铁粉的烧结成形温度场进行了数值模拟，模拟结果较好地验证了实验结果。     

A finite element model of thermal evolution in laser micro sintering

Laser micro sintering (LMS) is a promising technique for micro-additive manufacturing. During LMS of metallic powder, the material property variation and the heat input energy profile are important to understand physical phenomena involved. This paper presents a finite element temperature distribution profile in LMS of nickel powder on 304 stainless steel substrate. The simulation considered the transition of powder-to-dense sub-model which involves effective thermal conductivity, volumetric enthalpy, and absorptance change; and a moving volumetric Gaussian distribution heat source sub-model. It is found that, for a specified cross section, the mechanism of preheating the nickel powder changes for the heat source from previous laser-irradiated substrate region to molten nickel as the laser beam approaches, while the center of molten pool slice is slightly shifted toward the reverse direction of laser scanning when the laser moves away due to the thermal accumulation effect. Simulated sintered widths showed very good agreement with experimental measurement, and relative prediction errors are below 16 % within the process window.     

Analysis and modelling of edm parameters

Metal removal in electro-discharge machining (edm) is basically a thermal erosion process where the heat transfer is predominantly through conduction. In this paper, a two-dimensional heat transfer model, assuming the plasma channel to be a disc heat source, has been employed to study the effects of edm input parameters, such as pulse duration, pulse energy and material properties, on metal removal and crater shape. Reasons for somewhat poor correlation between theoretical and experimental data are discussed.     

粉末薄层选区激光烧结温度场数值模拟与实验研究

单层粉末的激光烧结温度场对三维结构熔结成型有着直接影响。通过对工程塑料粉末选区激光烧结过程能量作用形式的分析,构建了粉体与金属基板界面接触热阻的导热模型和扫描烧结的移动热源模型;利用有限元法对功率为10～25W,光斑直径为0.24mm的激光逐行扫描烧结过程的温度场进行了数值模拟;通过温度场分布模拟和激光烧结实验得到了单层厚度为0.5mm的PA6粉末行扫描间距的优化区间为0.3～0.4mm,获得了熔结质量较好、厚度均匀的平板形烧结物,为进一步优化工艺参数提供了基础。     

双螺杆泵同步双圆弧齿轮传动热网络分析

综合传热学、摩擦学和齿轮啮合原理等,建立了双螺杆泵同步双圆弧齿轮箱热网络模型和热平衡方程组,确定了热源、热阻、对流换热系数等参数的计算模型,计算了该部件在润滑油润滑条件下的边界温度,为双圆弧齿轮传动热分析提供了理论基础.     

基于材料性质转换的金属粉末直接选区激光烧结温度场数值模拟

基于MSC.Marc非线性有限元分析软件,建立金属粉末直接选区激光烧结过程的温度场有限元分析模型。模型中考虑了粉体—实体转化过程中热导率等物理性质随温度的非线性变化规律。对于表面对流和辐射散热条件,采用修正系数的方法,考虑激光冲击加热作用引起的极大温度梯度的影响。同时还采用在不同载荷步之间转换单元材料物理性质,以考虑激光烧结过程中的局部热源输入作用。对采用在不同载荷步之间转换单元材料物理性质的方法和不采用此方法进行模拟对比研究,结果表明：前者在烧结开始时在光斑中心附近具有极大的温度梯度,这与试验结果一致;前者热传播的主要范围集中在已烧结区域,而后者热传播的范围则是整个粉床;前者进入稳态烧结后光斑中心温度变化趋于平缓,而后者的光斑中心温度一直持续上升。这主要是由于已烧结部分的材料热导率比未烧结部分的粉末高约100倍造成的。     

LRM热传导结构在加固计算机中的研究与应用

为了有效提高现场可更换模块（Line Replaceable Module, LRM）热传导结构的导热效率,文中结合某加固计算机内LRM 的热设计,研制了能够有效实现热源散热需求的LRM 热传导结构,给出了降低LRM 热传导结构中接触热阻的有效措施。利用Icepak 热仿真软件对LRM 热传导结构进行了热仿真分析,得出了不同导热材质和不同导热填充介质对LRM 散热性能的影响,分析出了LRM 热传导结构散热效率的最优解决方案,并对LRM 在加固计算机内的散热性能进行了实际测试。结果表明,LRM 热传导结构的散热效率优于其他散热结构的散热效率,完全满足热源的散热要求。热仿真和热测试结果对比表明,Icepak 热仿真软件的计算结果与实际测试结果较为接近,在LRM 热设计阶段具有可参考性。     

Analysis of thermal conductivity in HI-LEDs lighting materials

The present study devised a measurement system to estimate the thermal conductivity of electronic product materials, especially in HILEDs lighting materials, exhibiting distinct thermal characteristics by conducting thermal performance experiments and theoretical analyses. First, steady-state conduction analysis with thermal resistance method was investigated on three composite material substrates of unknown heat conduction coefficients through a substrate material named Bakelite of low thermal conductivity revealing stable quality. Second, one-dimension semi-infinite transient conduction analysis was utilized to investigate metal materials with high thermal conductivities. Results showed that the Bakelite experimental module was verified for 62.5 % of the original wattages, which closest to the thermal conductivity 0.233 W/m-K of the Bakelite. And these composite materials M1, M2 and M3 composed of polymer and epoxy were 1.311, 0.844 and 2.403 W/m-K, respectively. The thermal performance experiments were investigated and the results have proved the correctness of the theoretical model. According to the experimental results, calculating the temperature value of the metal materials comprising cotton insulation and the transient analysis, this study determined the temperature error to be less 20 %. Consequently, a transient measurement system and method for metal materials with high heat conduction coefficients was established. Finally, the results of this work are the useful thermal conductivity method to facilitate rapid analysis in the future.