增材制造（Additive Manufacturing,AM,亦稱3D打�。┦且环N可以加工出復雜形狀和結(jié)構(gòu)零件的技術(shù),其通過一層一層鋪設(shè)粉體材料,逐層進行激光掃描燒結(jié)得到預制的零件,目前比較廣泛地運用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在整個3D打印的過程中,加工的粉末材料是至關(guān)重要的。其在鋪粉過程中的流動性差異會嚴重影響粉層的均勻性,導致激光燒結(jié)以后會出現(xiàn)孔洞、表面凸起或出現(xiàn)凹坑、零件的致密性達不到要求等情況。因此,要從粉末流動性能的影響因素展開研究,從而提高零件的精度。此外,鋪粉過程的工藝參數(shù)設(shè)置也會嚴重影響粉層均勻性,如刮板速度、鋪粉厚度等。如何鋪出平整、均勻、高致密度的粉層一直是學者們研究的重要課題。本文基于SLS背景下選擇鎳基高溫合金粉末作為研究對象,從粉體流動性和鋪粉質(zhì)量進行相關(guān)研究。主要研究內(nèi)容如下所示:（1）首先對鎳基高溫合金粉末進行微觀形貌測量和流動特性測試實驗。采用掃描電子顯微鏡觀察其表面的形貌,為后續(xù)仿真模擬的數(shù)值模型提供依據(jù);采用激光粒度分析儀測出其粒度分布范圍,了解顆粒粒徑大小的累積體積分布;采用粉體綜合測試儀對粉末的各項流動性能指數(shù)進行測量;采用四聯(lián)直剪儀測量粉末內(nèi)摩擦系數(shù)和內(nèi)... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

選擇性激光燒結(jié)設(shè)備介紹

湘潭大學碩士學位論文3是實驗員的操作方法會影響結(jié)果。圖1.2真空感應熔煉氬氣霧化法[5]圖1.3等離子旋轉(zhuǎn)電極法[5]圖1.4休止角示意圖（2）Hausner指數(shù)法Hausner比值指的是粉體的振實密度與松裝密度之比，即HR，是一種常用的技術(shù)，也是廣泛使用的技術(shù)[13]。這個方法從粉體的可壓縮性的角度出發(fā)，分析松散和振實狀態(tài)下粉體之間的比值來表征粉體流動性，流程如圖1.5所示。其中，HR<1.25的粉末流動性很好，1.20<HR<1.40流動性好，1.40<HR<2.0流動性差，HR>2.0不流動。Yu等[14]人得出的結(jié)論是，HR可以用來描述粉末在出料時的堆積行為。在增材制造領(lǐng)域，Zocca[15]用HR作為陶瓷粉體的流動性指標。但是，HR有一些缺點，特別是與AM是在不施加壓縮或敲擊的情況產(chǎn)生鋪粉粉層且相比。此外，雖然體積和堆積密度的測量相對容易，特別是對于堆積密度，在一個堆積周期內(nèi)粉末往往不能達到穩(wěn)定的密度值[16]。Abdullah[7]的結(jié)果表明，對于大的非內(nèi)聚非球形粉末，HR隨球度的增大而減校被敲擊的密度高度依賴于敲擊的數(shù)量這一事實也得到了驗證。因此，有必要采用一種流動性表征方法，允許盡可能多的不同粉末進行比較。

湘潭大學碩士學位論文3是實驗員的操作方法會影響結(jié)果。圖1.2真空感應熔煉氬氣霧化法[5]圖1.3等離子旋轉(zhuǎn)電極法[5]圖1.4休止角示意圖（2）Hausner指數(shù)法Hausner比值指的是粉體的振實密度與松裝密度之比，即HR，是一種常用的技術(shù)，也是廣泛使用的技術(shù)[13]。這個方法從粉體的可壓縮性的角度出發(fā)，分析松散和振實狀態(tài)下粉體之間的比值來表征粉體流動性，流程如圖1.5所示。其中，HR<1.25的粉末流動性很好，1.20<HR<1.40流動性好，1.40<HR<2.0流動性差，HR>2.0不流動。Yu等[14]人得出的結(jié)論是，HR可以用來描述粉末在出料時的堆積行為。在增材制造領(lǐng)域，Zocca[15]用HR作為陶瓷粉體的流動性指標。但是，HR有一些缺點，特別是與AM是在不施加壓縮或敲擊的情況產(chǎn)生鋪粉粉層且相比。此外，雖然體積和堆積密度的測量相對容易，特別是對于堆積密度，在一個堆積周期內(nèi)粉末往往不能達到穩(wěn)定的密度值[16]。Abdullah[7]的結(jié)果表明，對于大的非內(nèi)聚非球形粉末，HR隨球度的增大而減校被敲擊的密度高度依賴于敲擊的數(shù)量這一事實也得到了驗證。因此，有必要采用一種流動性表征方法，允許盡可能多的不同粉末進行比較。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]激光增材制造鎳基高溫合金研究進展[J]. 吳楷,張敬霖,吳濱,譚敏,馮海波,張建福.  鋼鐵研究學報. 2017(12)
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[6]粉體顆粒的流動模型研究現(xiàn)狀[J]. 李文苑,幸福堂.  安全與環(huán)境工程. 2013(01)
[7]直接金屬燒結(jié)快速成型機鋪粉裝置的改進及其運動分析[J]. 劉野,黨新安,楊立軍.  熱加工工藝. 2012(19)
[8]基于SLS技術(shù)的燒結(jié)件變形控制研究[J]. 潘建新,陳儒軍.  機械研究與應用. 2011(03)
[9]激光選區(qū)燒結(jié)中鋪粉過程分析[J]. 李湘生,黃樹槐,黎建軍,梁天長.  現(xiàn)代制造工程. 2008(02)
[10]選區(qū)激光熔化快速成形系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 吳偉輝,楊永強.  機械工程學報. 2007(08)

碩士論文
[1]316L粉末選擇性激光熔化成形工藝及力學性能研究[D]. 劉艷.蘭州理工大學 2017



本文編號：3430376