選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（Selective Laser Sintering,SLS）是眾多3D打印技術(shù)中較為成熟的一種,與傳統(tǒng)加工方式相比,該技術(shù)不僅可以根據(jù)人為的需求,快速加工出幾何形狀復雜、性能良好的產(chǎn)品,加工后剩余的粉末經(jīng)過篩選處理還可以實現(xiàn)二次利用。但在加工的過程中,某些材料會產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì),甚至不能循環(huán)利用,且價格還較為昂貴。所以本文以環(huán)保無污染和價格低廉的角度為出發(fā)點,選用空心玻璃微珠（Hollow Glass Bead,HGB）/聚醚砜樹脂（Polyethersulfone resin,PES）復合粉末進行選擇性激光燒結(jié)研究。本文對HGB/PES復合粉末燒結(jié)成型機理進行了討論。簡述了激光與HGB/PES復合粉末的作用機理,確定了液相燒結(jié)機理適用于選擇性激光燒結(jié)工藝下的HGB/PES復合粉末,并且討論了液相燒結(jié)的過程。還從CAD模型誤差、材料本身的特性以及燒結(jié)工藝參數(shù)等方面討論了影響HGB/PES復合粉末成型的因素,為后續(xù)HGB/PES復合粉末有限元模型的建立以及燒結(jié)實驗提供了理論依據(jù)。本文采用ANSYS17.0有限元分析軟件,首先對模擬所需要的初始條件進行討論,通過編寫A... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－丨ＳＬＳ技術(shù)的應用??（ｌ）ＳＬＳ技術(shù)的工作原理??選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（ＳＬＳ）足一種蕋于激光掃描的增材制造技術(shù)，如圖〗．２為ＳＬＳ基??本工作原理示意圖

?東北林業(yè)大學碩士學位論文???激光溆＼??鋪粉輥?？?＼光路系統(tǒng)??＼?雜?ｒｒ１：—１??ｉ＆ｖｖｎ?＾??￣＾￣＼?、粉未??升降Ｉ作缸??圖１．２?ＳＬＳ基本工作原理示意圖??（２）?ＳＬＳ技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀??ＳＬＳ技術(shù)由Ｔｅｘａｓ?ａｔ?Ａｕｓｔｉｎ的Ｄｅｃｋａｒｄ于２０世紀８０年代提出，并于１９８９年成功研??發(fā)。然后ＤＴＭ將其商用，并成功設(shè)計出了原型機［｜３乜??德國ＥＯＳ公司憑借技術(shù)及工業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢迅速設(shè)計出了具有一定的競爭力的激光燒結(jié)??成型設(shè)備。該公司開發(fā)了一款利用ＡＰＰ軟件控制和分析燒結(jié)過程中熔池的變化狀態(tài)型號??為ＥＯＳＭ１００的激光燒結(jié)設(shè)備，該設(shè)備相對于之前的設(shè)備，能夠更迅速的加工出形狀復??雜性能良好的金屬零件［１４］。??為了在沒有任何實物平臺下實現(xiàn)３６０度死角操作，美國波音公司公司開發(fā)了一種懸??浮式的增材制造技術(shù)，可以在整個生產(chǎn)工藝過程中將零件懸空。由于該技術(shù)使用多個設(shè)??備同時進行產(chǎn)品的加工制造，因此生產(chǎn)效率大大提高［１５１。??北京隆源自動化成型系統(tǒng)有限公司在１９９６年就最早開發(fā)出國內(nèi)第一臺型號為??ＡＦＳ３００燒結(jié)成型設(shè)備。在加工零件時，機器的鋪粉棍在計算機的控制下，會自動進行??鋪粉，無需人工手動鋪粉，相比于傳統(tǒng)加工技術(shù)，加工效率有著顯著的提升。同時，無??需提前制造模具，也可以加工出一些形狀復雜零件。該公司還為航空航天、汽車制造和??工業(yè)生產(chǎn)等行業(yè)制造了大批量的形狀復雜的零件，推動了增材制造技術(shù)的發(fā)展１１６］。??湖南華曙高科技有限責任公司于２０１１年幵發(fā)了中國第一臺選擇性激光燒結(jié)尼龍設(shè)??備。并且在２０１６年設(shè)計出了具有完全開放系統(tǒng)、雙波束掃描系統(tǒng)和

?２?ＨＧＢ／ＰＥＳ復合粉末選擇性激光燒結(jié)成型機理研究???粒被生成的聚醚砜樹脂液相所包圍。由于聚醚砜樹脂由固相轉(zhuǎn)化為液相，使其體積變小，??從而導致ＨＧＢ／ＰＥＳ復合粉末整體發(fā)生收縮，導致密度減校圖２－２（ｂ）（ｃ）為燒結(jié)階段。??（ｃ）液相轉(zhuǎn)化為固相?冷卻凝固階段??燒結(jié)結(jié)束后，由于缺少了激光束輻射所產(chǎn)生的熱量，成型缸中的溫度逐漸降低至聚??醚砜樹脂的固化溫度，這時，聚醚砜樹脂所產(chǎn)生的液相轉(zhuǎn)化為固相，所掃描過的部分逐??漸凝固成型。圖２－２（ｄ）為冷卻凝固階段＾。??．ＰＥＳ??ＨＧＢ??（ａ）?（ｂ）??（ｃ）?（ｄ）??圖２－２?ＨＧＢ／ＰＥＳ復合粉末液相燒結(jié)過程示意圖??２．３影響ＨＣＢ／ＰＥＳ復合粉末成型的因素??影響燒結(jié)件成型的因素有很多，例如零部件的三維建模誤差、所用原材料本身的特??性以及燒結(jié)工藝參數(shù)的不恰當選擇等。這些因素不僅決定著燒結(jié)是否能夠順利進行、而??且還影響著燒結(jié)件的力學性能，因此合理確定這些參數(shù)是至關(guān)重要的。??２．３．１三維模型誤差??選杼性激光燒結(jié)技術(shù)采用疊加成型的工藝原理，在燒結(jié)成型開始前，須對三維模型??轉(zhuǎn)化為ＳＴＬ格式并且進行切片處理，從而得到加工所需的二維輪廓信息。在ＣＡＤ格式??轉(zhuǎn)化為ＳＴＬ格式時，由于軟件本身的缺陷會產(chǎn)生少許擬合誤差，而在進行切片處理時，??切片厚度太小會導致出現(xiàn)“臺階效應”，從而出現(xiàn)一些原理性的誤差，所以一般切片厚??度設(shè)置為０．０５？０．３ｍｍ范圍內(nèi)（常�。希欤睿椋硪陨希罚福�。??２．３．２材料參數(shù)的影響??材料自身的參數(shù)是影響燒結(jié)成型最？要因素之一。其主要有：粉末的粒徑、收縮率、??熔點、比熱容、密度和導熱系數(shù)等Ｉ７９１。


本文編號：3041984