本文關鍵詞：直接金屬SLS快速成型機的研究及其參數(shù)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：快速成型技術相對于傳統(tǒng)的加工方法有著生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)靈活性高、不受產(chǎn)品機構設計形狀以及精度高等優(yōu)點，而備受各制造業(yè)的青睞，是一項新型的、具有很大發(fā)展?jié)摿Φ某尚图夹g。直接金屬SLS快速成型技術的工藝原理以一般的選擇性快速成型技術為基礎，都是一種基于離散/堆積成型原理的新型數(shù)字化成型技術，由計算機的輔助設計系統(tǒng)中的CAD技術模擬制件的三維模型，再由成型設備根據(jù)模型，利用切片技術進行層層燒結，最后成型制件。所以，相對于傳統(tǒng)的車削等加工方法具有一定的先進性。國內外對這一項成型技術都做出了大量的研究，但是國內的設備主要是靠進口，且價格昂貴，國內生產(chǎn)的設備燒結出的制件的精度較差，性能質量不達標，且對于成型設備的相關研究還不夠透徹。因此，本次課題研究的內容主要針對成型設備的相關裝置進行了研究和設計。 以先輩們所作出的研究為基礎，以直接金屬SLS快速成型技術的工藝原理、設備結構以及相關的缺陷為理論依據(jù)，以改進成型技術、保證制件的精度與機械性能、提高生產(chǎn)效率為理念，展開本次課題的研究內容。首先由成型設備的整機結構以及各部分裝置的功能結構入手，來研究設計相關的裝置。直接金屬SLS快速成型機的結構部分主要由成型缸裝置部分、供粉缸裝置部分、鋪粉裝置、預熱裝置、成型腔部分以及成型機機架組成，對成型機以及各部分裝置的功能、結構要素以及工作原理進行研究，為后續(xù)的研究工作打下了基礎。對直接影響制件精度和質量的鋪粉裝置部分傳動機構做出了相應的設計和計算，校核傳動精度，并針對燒結過程中遇到的球化飛濺現(xiàn)象，對鋪粉裝置進行了改進。熱場的分布是影響制件成型精度和強度的重要影響因素，利用ANSYS有限元分析軟件，對在燒結過程中單一金屬（鈦）的熱場進行了模擬和分析，，同時分析了燒結參數(shù)對金屬粉末在燒結過程中受熱均勻性的影響，以便能夠選擇出最優(yōu)化的參數(shù)組來進行燒結。參數(shù)化設計是產(chǎn)品設計的一個重要的發(fā)展方向，利用Pro/E系統(tǒng)中的Pro/Program程序功能模塊，對快速成型設備進行了參數(shù)化設計，并分別對零件、各部分裝置以及整機進行了參數(shù)化設計，提高了其設計的靈活性，以便后續(xù)對其設計研究。本次課題主要是圍繞以上的相關內容做出了研究，對直接金屬SLS快速成型設備的進一步探究發(fā)展起到了一定的作用。
【關鍵詞】：直接金屬 SLS快速成型 鋪粉裝置 熱場 Pro/Program 參數(shù)化設計
【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH166
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-18
• 1.1 直接金屬 SLS 快速成型技術的概述12-13
• 1.1.1 直接金屬 SLS 快速成型技術的工藝原理12-13
• 1.1.2 直接金屬 SLS 快速成型技術的工藝特點13
• 1.2 直接金屬 SLS 快速成型技術的應用13
• 1.3 直接金屬 SLS 快速成型技術在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國外的研究發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 國內的研究發(fā)展現(xiàn)狀15
• 1.4 直接金屬 SLS 快速成型技術的發(fā)展趨勢15-16
• 1.5 課題研究的內容及意義16-17
• 1.5.1 課題研究的內容16
• 1.5.2 課題研究的來源及意義16-17
• 1.6 小結17-18
• 2 直接金屬 SLS 快速成型機的功能結構設計18-23
• 2.1 直接金屬 SLS 快速成型機的整體結構18-19
• 2.2 成型缸裝置的功能結構19-20
• 2.3 供粉缸裝置的功能結構20-21
• 2.4 鋪粉裝置的功能結構21-22
• 2.5 成型室的功能結構22
• 2.6 小結22-23
• 3 鋪粉裝置傳動系統(tǒng)的設計及其優(yōu)化設計23-41
• 3.1 鋪粉裝置傳動系統(tǒng)方案的確定與設計23-24
• 3.2 鋪粉裝置傳動系統(tǒng)動力參數(shù)的計算24-35
• 3.2.1 實現(xiàn)鋪粉滾轉動步進電機 1 的確定24-27
• 3.2.2 實現(xiàn)鋪粉滾轉動同步帶 1 的選擇27-30
• 3.2.3 實現(xiàn)鋪粉滾直線運動步進電機 2 的選擇30-34
• 3.2.4 鋪粉裝置平移同步帶 2 的選擇34-35
• 3.3 直接金屬 SLS 燒結快速成型機鋪粉裝置的優(yōu)化設計35-40
• 3.3.1 現(xiàn)有鋪粉裝置的缺陷及產(chǎn)生原因35-36
• 3.3.2 改進的鋪粉裝置36-38
• 3.3.3 改進后的鋪粉裝置的運動分析38-40
• 3.4 小結40-41
• 4 基于 ansys 的直接金屬燒結過程中的溫度場分布的有限元分析41-58
• 4.1 溫度場的相關概述及研究41-42
• 4.2 數(shù)學模型42-45
• 4.2.1 假設條件42
• 4.2.2 相關公式42-43
• 4.2.3 初始邊界條件43
• 4.2.4 輻射熱的計算43-44
• 4.2.5 密度（ 床）的計算44
• 4.2.6 粉末層的有效熱傳遞系數(shù)的計算44
• 4.2.7 隨溫度變化的材料屬性44
• 4.2.8 考慮相變因素44-45
• 4.3 有限元公式45
• 4.4 結果分析45-56
• 4.4.1 對比45-50
• 4.4.2 影響粉末層金屬溫度場的因素50-56
• 4.5 小結56-58
• 5 直接金屬 SLS 快速成型機的參數(shù)化設計58-77
• 5.1 參數(shù)化設計功能簡介58-60
• 5.1.1 基于 PRO/E 的參數(shù)化設計功能58
• 5.1.2 基于 PRO/E 的參數(shù)化設計的類型58
• 5.1.3 基于 PRO/E 的參數(shù)化設計的相關概念58-59
• 5.1.4 Pro/Program 產(chǎn)品設計功能59-60
• 5.2 基于 Pro/E 的參數(shù)化設計方法在直接金屬 SLS 快速成型機上的應用意義60
• 5.3 基于 Pro/E 的直接金屬 SLS 快速成型設備的參數(shù)化設計60-67
• 5.3.1 供粉裝置的主要零部件的參數(shù)化設計61-67
• 5.4 供粉缸裝置組件的參數(shù)化設計67-72
• 5.4.1 供粉缸裝置組件的參數(shù)化設計特點67-69
• 5.4.2 參數(shù)化設計程序內容69-72
• 5.4.3 供粉缸裝置組件的參數(shù)化設計校驗72
• 5.5 整機的參數(shù)化設計72-76
• 5.5.1 整機的參數(shù)化設計特點72-74
• 5.5.2 參數(shù)化設計程序內容74-76
• 5.6 總結76-77
• 6 總結與展望77-79
• 6.1 總結77
• 6.2 展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-83
• 附錄：參數(shù)模型以及對應程序83-120
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄120-121

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  本文關鍵詞：直接金屬SLS快速成型機的研究及其參數(shù)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：361470