PA6粉末多層選區(qū)激光燒結應力與變形研究.pdf

1、選區(qū)激光燒結(Selective Laser Sintering，SLS)是一種基于逐層制造的激光快速成形技術(Rapid Prototyping，RP)，相比其他RP技術具有成形材料來源廣泛，可成形任意復雜零件，具有空腔、懸臂結構的零件的成形時無需支撐的優(yōu)點，經過二十多年在的發(fā)展研究，逐漸應用于汽車工業(yè)、模具制造和生物醫(yī)療等領域，在國內外受到了廣泛的重視和發(fā)展。
　　選區(qū)激光燒結的成形原理是計算機控制激光按一定路徑，在粉末層表面

2、掃描，粉末逐點熔化，再凝固后熔結成線，相鄰燒結線搭接成面，逐層面形堆積成實體的過程，成形過程中不穩(wěn)定的溫度場，以及PA6高分子材料的收縮性，導致成形過程中存在較大的應力與變形。成形過程中的變形影響變形會影響成形精度，應力過大時，更會導致燒結件開裂，嚴重影響零件使用性能。
　　因此，有必要對PA6粉末材料燒結中應力及變形問題深入了解，提升燒結件的實用性。本文通過激光對粉末燒結的熱作用提出體熱元模型，用有限元軟件的模擬計算得到PA6粉

3、末多層選區(qū)激光燒結過程的溫度場和應力場;分析預熱溫度對三維實體零件的成形以及燒結件的應力、變形的影響;進行多層燒結實驗，測量燒結件在逐層成形過程中的應力，結合模擬計算與實驗測量對應力變形問題進行研究和優(yōu)化。
　　第一，分析PA6粉末多層燒結的溫度場。利用ANSYS中的生死單元功能，模擬逐層增材制造的過程，得到整個燒結過程的溫度場變化，分析預熱溫度對三維實體零件的成形條件的影響。
　　第二，在溫度場分析的基礎上，計算PA6粉末

4、多層燒結的應力場。通過熱彈性力學的基本原理，將燒結過程中溫度的影響轉化為應變以及應力的結果，得到整個燒結過程的應力場變化，結合工藝參數(shù)優(yōu)化燒結過程。
　　第三，進行PA6粉末多層燒結實驗，測量燒結件的應力。根據彈性變形法，通過零件在應力釋放作用下發(fā)生的彈性變形得到燒結件的應力，結合模擬計算的結果，得到應力、變形較小的三維燒結件。
　　通過本文的一系列工作，得到燒結過程中應力變形的演化過程，進而優(yōu)化燒結工藝參數(shù)，得到良好的三維