金屬粉末材料選區(qū)激光燒結(jié)快速成形機(jī)理與溫度場(chǎng)數(shù)值模擬研究.pdf

1、選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)屬于快速成形技術(shù)，是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)制造技術(shù)，主要是基于離散-堆積的原理，該技術(shù)具有加工與零件的復(fù)雜程度無(wú)關(guān)、成形速度快、加工成本與零件的生產(chǎn)批量無(wú)關(guān)等特點(diǎn)。金屬粉末選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)是目前研究的熱點(diǎn)，但是國(guó)內(nèi)外在金屬零件激光快速成形領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究工作主要集中在金屬粉末高功率激光熔覆直接成型技術(shù)方面，有關(guān)低功率金屬粉末選區(qū)激光燒結(jié)成型技術(shù)方面的基礎(chǔ)研究工作，如金屬粉末材料制備、金屬粉末激光燒結(jié)成型機(jī)理、成型

2、過(guò)程溫度場(chǎng)數(shù)值模擬技術(shù)方面的研究報(bào)道甚少。
　　 選區(qū)激光燒結(jié)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和快速成形制造中的三維實(shí)體模型的數(shù)據(jù)表示以及快速成形制造中的三維反求技術(shù)都是快速成形技術(shù)的關(guān)鍵問題，其中在選區(qū)激光燒結(jié)零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究過(guò)程中總結(jié)了十幾條結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化可以有效地提高制件的成形質(zhì)量。在三維數(shù)據(jù)表示中提出了直接切片算法格式要優(yōu)于傳統(tǒng)的STL文件格式，三維反求技術(shù)是一種快速獲取三維模型數(shù)據(jù)的好方法;選區(qū)激光燒結(jié)溫度場(chǎng)

3、的數(shù)值模擬研究，以ANSYS有限元分析軟件為平臺(tái)，綜合考慮了熱量傳遞、熱物性參數(shù)、工藝參數(shù)等，利用APDL語(yǔ)言編程建立了與實(shí)際加工所一致的有限元模型，并且實(shí)現(xiàn)了激光束的移動(dòng)。分別對(duì)316L與PA6的混合粉末與單獨(dú)的316L粉末進(jìn)行了模擬激光燒結(jié)，通過(guò)變化的工藝參數(shù)得到變化的溫度場(chǎng)分布情況，從參數(shù)對(duì)比中找到了最佳工藝參數(shù)。熱物性參數(shù)的計(jì)算是根據(jù)公式4.6、4.7和4.8進(jìn)行計(jì)算的，計(jì)算的過(guò)程簡(jiǎn)潔并且準(zhǔn)確性較高;最后，使用快速成形機(jī)做激光燒