本文關(guān)鍵詞：選擇性激光燒結(jié)快速成型機(jī)鋪粉系統(tǒng)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在選擇性激光燒結(jié)(SLS)成型加工過程中,鋪粉和預(yù)熱直接影響制件的加工精度和機(jī)械性能。本文就選擇性激光燒結(jié)快速成型機(jī)鋪粉系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)——鋪粉和預(yù)熱進(jìn)行了深入的研究,分析了它們對成型件的影響規(guī)律,并利用這些因素,提高成型件的最終精度和性能。此外,為了方便的進(jìn)行選擇性金屬激光燒結(jié)的試驗(yàn),本文設(shè)計(jì)并開發(fā)了激光燒結(jié)過程模擬仿真試驗(yàn)系統(tǒng)。分析了快速成型機(jī)鋪粉系統(tǒng)對成型件的精度和機(jī)械性能的影響規(guī)律,根據(jù)分析的結(jié)果重新設(shè)計(jì)出鋪粉裝置及成型缸,對比分析雙缸鋪粉特點(diǎn),采用了移動(dòng)料斗和鋪粉輥相結(jié)合的方式,該裝置主要包括滾珠絲杠,同步帶,步進(jìn)電機(jī)等零部件,采用絲杠下置的安裝方法,提高了空間利用率及鋪粉效率。設(shè)計(jì)了鋪粉系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置,采用直線電機(jī)提供水平方向速度,直流電機(jī)提供轉(zhuǎn)動(dòng)速度的運(yùn)動(dòng)方案,可以實(shí)現(xiàn)鋪粉輥平移速度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度參數(shù)的優(yōu)化,提高鋪粉效果。設(shè)計(jì)出鋪粉系統(tǒng)的預(yù)熱裝置,預(yù)熱裝置采用輻射傳熱方式,建立了預(yù)熱板與粉床之間輻射系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,通過對所建立的數(shù)學(xué)模型分析發(fā)現(xiàn),在單一環(huán)形加熱器的情況下,影響粉床溫度分布的主要因素為角系數(shù),而影響角系數(shù)的的主要因素則是加熱器安裝的高度。應(yīng)用ANSYS軟件對預(yù)熱裝置進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得了加熱器形狀及安裝高度對粉床熱流分布的影響規(guī)律,安裝高度不宜太高或太低,在本設(shè)備中最佳安裝高度為180mm。應(yīng)用分析結(jié)果確定了預(yù)熱系統(tǒng)采用雙層板式空間復(fù)合結(jié)構(gòu)預(yù)熱器。選擇性激光燒結(jié)是一個(gè)連續(xù)的過程,針對鋪粉層質(zhì)量在燒結(jié)過程中難以預(yù)測與控制的問題,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立了鋪粉參數(shù)與鋪粉層整體密度和鋪粉層密度均勻性之間的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)所收集的樣本值訓(xùn)練出較優(yōu)的數(shù)學(xué)模型,最后通過與樣本值相對的誤差的對比,證明了所建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的可靠性。開發(fā)了選擇性金屬激光燒結(jié)快速成型機(jī)鋪粉的虛擬試驗(yàn)系統(tǒng),該模擬仿真系統(tǒng)從幾何方面對鋪粉系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,實(shí)現(xiàn)了激光燒結(jié)過程的三維動(dòng)態(tài)模擬顯示。為SLS工藝過程的分析、控制、可視化提供一種數(shù)字化工具,可有效減小SLS過程的工藝缺陷,對機(jī)械零件的實(shí)際選擇性激光燒結(jié)生產(chǎn)制造提供相應(yīng)的參考,盡快使選擇性激光燒結(jié)快速成型制造技術(shù)(SLS)滿足直接制造復(fù)雜工業(yè)零部件的需求。
【關(guān)鍵詞】：激光燒結(jié) 鋪粉裝置 成型缸 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 建模 仿真
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG665
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 選擇性激光燒結(jié)概述12-13
• 1.1.1 選擇性激光燒結(jié)快速成型的工作原理12
• 1.1.2 選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 選擇性激光燒結(jié)鋪粉機(jī)械機(jī)構(gòu)的國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 選擇性激光燒結(jié)鋪粉參數(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 選擇性激光燒結(jié)預(yù)熱設(shè)備的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4 選擇性激光燒結(jié)快速成型虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16
• 1.3 快速成型技術(shù)的發(fā)展趨勢16-17
• 1.4 課題研究內(nèi)容及其意義17-20
• 1.4.1 課題研究的內(nèi)容17-18
• 1.4.2 課題來源及其意義18-20
• 2 鋪粉對成型件質(zhì)量的影響20-26
• 2.1 對制件密度的影響20-21
• 2.2 對制件翹曲變形的影響21-23
• 2.3 對成型件收縮量的影響23
• 2.4 對成型件誤差的影響23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 3 成型缸的設(shè)計(jì)26-42
• 3.1 成型缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-27
• 3.2 成型缸裝置傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-40
• 3.2.1 成型缸裝置傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算28-39
• 3.2.2 成型缸傳動(dòng)系統(tǒng)精度校核39-40
• 3.3 基板設(shè)計(jì)40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4 鋪粉裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42-50
• 4.1 鋪粉裝置整體方案選取42-43
• 4.2 鋪粉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)43-48
• 4.2.1 鋪粉裝置主要原件的設(shè)計(jì)，計(jì)算和選用43-48
• 4.3 上料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)48-49
• 4.3.1 上料方案選擇48
• 4.3.2 上料機(jī)電路設(shè)計(jì)48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 5 SLS鋪粉參數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立50-62
• 5.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述50-51
• 5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作原理及其步驟51-52
• 5.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計(jì)52-54
• 5.3.1 輸入層設(shè)計(jì)52
• 5.3.2 隱含層設(shè)計(jì)52
• 5.3.3 輸出層設(shè)計(jì)52-53
• 5.3.4 激活函數(shù)選取53
• 5.3.5 鋪粉參數(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)53-54
• 5.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)54-56
• 5.5 樣本收集56-58
• 5.5.1 試驗(yàn)方法57
• 5.5.2 樣本采集方法57-58
• 5.6 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練58-59
• 5.7 網(wǎng)絡(luò)測試59-60
• 5.8 本章小結(jié)60-62
• 6 預(yù)熱裝置的研究62-71
• 6.1 預(yù)熱板與粉床之間的輻射系統(tǒng)建模62-63
• 6.2 預(yù)熱溫度場的數(shù)值模擬63-67
• 6.2.1 單一形狀預(yù)熱裝置的溫度場數(shù)值模擬63-65
• 6.2.2 復(fù)合形狀預(yù)熱裝置的溫度場數(shù)值模擬65-67
• 6.3 預(yù)熱裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)67-69
• 6.4 本章小結(jié)69-71
• 7 激光燒結(jié)加工過程虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)71-81
• 7.1 仿真系統(tǒng)平臺的開發(fā)71-74
• 7.1.1 仿真系統(tǒng)平臺的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)71-72
• 7.1.2 開發(fā)工具72-73
• 7.1.3 構(gòu)建仿真平臺結(jié)構(gòu)模型73-74
• 7.2 燒結(jié)過程的模擬仿真動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)74-79
• 7.2.1 模擬仿真動(dòng)畫的顯示74-76
• 7.2.2 系統(tǒng)模擬仿真的結(jié)果76-79
• 7.3 本章小結(jié)79-81
• 8 結(jié)論與展望81-83
• 8.1 結(jié)論81
• 8.2 展望81-83
• 致謝83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文89-90

【相似文獻(xiàn)】

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