【摘要】：選擇性激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering)是一種方便快捷的快速成型技術(shù),這種成型技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用。成型缸和鋪粉傳動裝置作為成型設(shè)備中的重要組成部分,研究如何提高其機(jī)械性能有著重要的意義。我國在這方面的研究起步較晚,設(shè)備結(jié)構(gòu)上傳動裝置簡單,精確度和穩(wěn)定性相對于國外有著很大的差距。所以,本文主要先是對成型質(zhì)量的影響因素進(jìn)行研究,在此基礎(chǔ)上改進(jìn)了成型缸和鋪粉系統(tǒng)的傳動裝置,最后結(jié)合有限元溫度場分析,討論了不同激光功率對熔道的影響。本文先是研究了工藝參數(shù)對燒結(jié)成型零件質(zhì)量的影響,通過研究層厚、激光功率、掃描間距、掃描速度、加工的環(huán)境溫度和層與層之間的時間間隔這些工藝參數(shù)對成型零件收縮變形量、翹曲率、密度以及抗拉強(qiáng)度的影響,找出對燒結(jié)零件性能的影響趨勢,找出在最優(yōu)的加工條件下,最大可能地提高燒結(jié)零件的性能。接著優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的傳動裝置,在成型缸傳動系統(tǒng)中,采用一級減速機(jī)構(gòu)和外置套筒的方式,降低了對步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠的要求;在基板和活塞之間加上一層隔熱板,阻止了燒結(jié)過程中產(chǎn)生的熱量向機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳遞。鋪粉裝置中,用同步帶連接兩側(cè)的滾珠絲杠,保證了運行的同步性;在鋪粉輥子前方加上一面鋪粉板,既能保證鋪粉的均勻性,又能更好地壓實粉末。最后模擬燒結(jié)過程中加工平面的溫度場分布,對激光在粉末上連續(xù)移動時的溫度場進(jìn)行數(shù)值模擬,調(diào)整激光功率,得到了不同激光功率時加工表面的溫度場分布,導(dǎo)出截面溫度曲線,分析了不用功率下的熔道寬度,為實際的試驗提供理論指導(dǎo)和依據(jù)。所以,本文在研究工藝參數(shù)對成型零件質(zhì)量的影響上,改進(jìn)成型缸和鋪粉裝置的傳動結(jié)構(gòu),通過模擬激光在燒結(jié)平面上連續(xù)移動時的溫度場分布,為進(jìn)一步地研究提供了理論和技術(shù)依據(jù)。
【圖文】：

圖 1.2 板式預(yù)熱裝置圖Fig.1.2 Piate heating device diagram1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)是從九十年代初開始研究的，華中科技大學(xué)，清華大學(xué)等相關(guān)高校在國家相關(guān)部門的支持下聯(lián)合高新技術(shù)公司建立研究基地[21]，我國的第一臺快速成型設(shè)備是在 1995 年由北京龍源有限公司生產(chǎn)出來的[22]，隨后，華中科技大學(xué)也經(jīng)過不斷努力，開發(fā)出了 HRPS-I,HRPS-III,HRPS-IIIA 等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的選擇性激光燒結(jié)設(shè)備[23]，隨后經(jīng)過逐步研究，國內(nèi)生產(chǎn)的選擇性激光燒結(jié)設(shè)備，也具備了高精度、高性能以及低成本的特點，，逐步替代了國外的設(shè)備。這幾年，南京航空航天特種加工實驗室也對激光功率、掃描速度和原材料的配比做出了相關(guān)研究，并取得了相關(guān)性的研究成果[24]。中山大學(xué)也在以尼龍、覆膜金屬粉為原材料的燒結(jié)設(shè)備做出了相關(guān)研究并且取得了很大的進(jìn)步。

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文切面的位置，從而闡述了在鋪粉裝置運動過程中，會由于鋪粉輥子的逆向轉(zhuǎn)動，會有利于提高固體粉末層的密度。白俊生指出了鋪粉輥子的半徑、轉(zhuǎn)動的角速度以及鋪粉裝置的直線運動速度都對最終鋪粉的均勻性和密度有著很大的影響。后來，國內(nèi)的很多高校和研究機(jī)構(gòu)人員都對鋪粉的工藝參數(shù)進(jìn)行了研究，但是這些研究都只是單對單地研究了鋪粉輥子的轉(zhuǎn)動角速度或者鋪粉裝置的直線運動速度對整體鋪粉效果的影響，這些研究的結(jié)果都只是單一地從實驗結(jié)果中得出來的結(jié)論，缺少理論支持[26]。在我國，華中科技大學(xué)在預(yù)熱裝置方面的研究是最多的，并取得了很大的成果,華中科技大學(xué)的研究一般都是采用的管式輻射預(yù)熱裝置，如圖 1.3 所示，但是，這種的預(yù)熱裝置加熱元件形狀簡單，所以工作空間內(nèi)部空間溫度的均勻性有很大的限制性，所以必須在管式輻射預(yù)熱裝置上面加上一些輔助裝置。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN249

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2686302