粉末激光燒結(jié)快速成型工藝及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、粉末激光燒結(jié)快速成型工藝(SLS)的研究與開發(fā)一直是國(guó)內(nèi)外快速成型(RP)技術(shù)領(lǐng)域的重要研究方向之一。從目前粉末激光燒結(jié)快速成型工藝的研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題來(lái)看，燒結(jié)材料開發(fā)及其燒結(jié)特性的研究仍將是近期研究的熱點(diǎn)及核心。但是，在大力開展此熱點(diǎn)研究的同時(shí)，卻忽視了現(xiàn)有材料的燒結(jié)工藝技術(shù)的進(jìn)一步研究。對(duì)于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣且應(yīng)用最成熟的PS粉末SLS工藝，仍存在較嚴(yán)重的成型零件形狀及尺寸精度問(wèn)題。系統(tǒng)研究SLS工藝參數(shù)，尤其是燒結(jié)過(guò)程中溫度的控

2、制以及合理的后處理工藝，提高SLS原型形狀與尺寸精度以及進(jìn)而提高SLS原型的性能，對(duì)于滿足SLS原型使用要求及擴(kuò)大SLS技術(shù)的應(yīng)用范圍都具有極其現(xiàn)實(shí)的意義。 本文圍繞粉末激光燒結(jié)快速成型工藝及其若干關(guān)鍵技術(shù)展開研究，內(nèi)容包括快速成型的工藝參數(shù)對(duì)成型質(zhì)量與效率等的影響研究、溫度控制技術(shù)研究、后處理技術(shù)及其在醫(yī)療方面的應(yīng)用。 首先，介紹了快速成型技術(shù)的基本原理，應(yīng)用和分類；詳細(xì)介紹了粉末激光燒結(jié)快速成型工藝的基本原理，工藝過(guò)

3、程。為本課題研究的開展奠定了理論基礎(chǔ)。 其次，本文分析了粉末激光燒結(jié)快速成型工藝參數(shù)設(shè)置對(duì)成型件質(zhì)量的影響，對(duì)激光功率、掃描速度、燒結(jié)間距、單層厚度、掃描方式幾個(gè)工藝參數(shù)對(duì)成型質(zhì)量與效率的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，給出了主要工藝參數(shù)對(duì)成型質(zhì)量與效率的影響規(guī)律，綜合工藝參數(shù)對(duì)成型制件質(zhì)量與效率的影響，給出了工藝參數(shù)的優(yōu)化配置。 結(jié)合熱能傳輸?shù)幕A(chǔ)理論分析了SLS工藝的能量傳輸過(guò)程，研究了激光能量的分布狀態(tài)及粉末的燒結(jié)過(guò)程，并在上

4、述兩方面分析的基礎(chǔ)之上通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究提出了一套針對(duì)PS粉末激光燒結(jié)成型的溫度控制策略。 然后，介紹了SLS工藝針對(duì)不同應(yīng)用目標(biāo)的滲樹脂和滲蠟兩種后處理工藝，分別針對(duì)于功能性原型制件和熔模鑄造消失模制件的處理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，給出了滲樹脂和滲蠟工藝在制件清理、滲透過(guò)程及滲后處理過(guò)程中所應(yīng)注意的問(wèn)題。對(duì)大型件的剖分接合加工方法進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究，針對(duì)圓截面制件建議采用插合剖分接合方案，對(duì)于非圓截面則建議采用平剖方案加工。最后，本文通過(guò)