本文關(guān)鍵詞：激光金屬粉末成型機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 快速成型 金屬粉末 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工藝支撐

【摘要】：近年來,快速成型作為一種創(chuàng)新型制造技術(shù)得到了迅速發(fā)展和推廣。隨著媒體的宣傳,人們也越來越多地了解并運(yùn)用快速成型�；谄涑尚退俣瓤臁⒘慵䦶�(fù)雜度要求低、材料重復(fù)利用率高等特點(diǎn),快速成型技術(shù)在軍事、生命科學(xué)、航空航天、汽車等領(lǐng)域得到了廣泛運(yùn)用。 在航空航天和武器裝備等領(lǐng)域中,一些具有特殊性能和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的金屬零件如航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤的使用很廣泛,但這些零件的制造存在能耗高、污染嚴(yán)重、周期長、成本高等難題。由于通常采用鈦或者鎳基高溫合金等特殊的昂貴材料,采用機(jī)加工不僅制造困難而且浪費(fèi)掉很多材料；采用鑄造技術(shù)可成形出復(fù)雜結(jié)構(gòu),但工藝復(fù)雜,難以控制,零件缺陷較多；采用模鍛技術(shù)可以克服鑄件性能差的缺陷,但需要昂貴的精密模具和專用設(shè)備,成本很高�；谏鲜鲈�,采用激光快速成型可以在無需夾具的條件下,利用激光束逐層選擇性地熔化金屬粉末,經(jīng)快速冷卻凝固得到均勻細(xì)小的金相組織,累積生長成型金屬零件。其致密度接近100%、材料利用率達(dá)到100%,尺寸精度可達(dá)到工業(yè)要求。 選擇性激光熔化成型對選擇區(qū)域內(nèi)的金屬粉末充分熔化,使得區(qū)域內(nèi)幾乎沒有固相組織,因此,在液體張力的作用下,容易出現(xiàn)“聚球”現(xiàn)象,需要對工藝參數(shù)和掃描路徑進(jìn)行嚴(yán)格控制以抑制這種現(xiàn)象。尋求這種工藝下,為取得良好的成型效果,各工藝參數(shù)之間應(yīng)滿足什么關(guān)系,并以此作為本課題研究目標(biāo)。 3D打印技術(shù)原理對于研究本課題具有很好的參考價(jià)值,由于研制激光金屬成型設(shè)備成本較大,因此本課題在研制金屬成型設(shè)備前對3D打印進(jìn)行了一系列研究。本文在學(xué)習(xí)和了解3D打印技術(shù)原理的前提下,給出一套3D打印機(jī)的傳動(dòng)方案,并結(jié)合具體參數(shù)給出了絲杠及同步帶的選型方案,針對實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn),得到很好的實(shí)際效果。同時(shí),設(shè)計(jì)開發(fā)了一套激光金屬粉末成型設(shè)備,在之后的改進(jìn)過程中,為解決金屬粉末成型機(jī)實(shí)際操作中刮刀難以裝卸的問題,設(shè)計(jì)了一套可行的四桿機(jī)構(gòu)。本文論述了在選擇性激光熔化成型中,添加工藝支撐的必要性和合理性,定義了一套工藝支撐的結(jié)構(gòu)參數(shù),解釋了它們的具體含義以及改變它們的數(shù)值會(huì)造成的影響。最后,根據(jù)課題研究目標(biāo),設(shè)計(jì)了一組有顯著差異的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?根據(jù)實(shí)際成型效果確定了最優(yōu)工藝參數(shù)完成實(shí)驗(yàn),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得出成型規(guī)律,并提出了經(jīng)驗(yàn)公式,對支撐結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：快速成型 金屬粉末 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工藝支撐
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)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3-4
• ABSTRACT4-6
• 目錄6-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 快速成型技術(shù)8-16
• 1.1.1 快速成型的特點(diǎn)及應(yīng)用8-10
• 1.1.2 選擇性激光熔化快速成型10-11
• 1.1.3 國內(nèi)外激光快速成型的發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.1.4 課題研究的背景和意義14-16
• 2 3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-25
• 2.1 3D打印技術(shù)原理16-17
• 2.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)原理及實(shí)現(xiàn)17
• 2.3 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-24
• 2.3.1 傳動(dòng)方案的確定17-18
• 2.3.2 傳動(dòng)構(gòu)件的型號確定18-20
• 2.3.3 進(jìn)料送絲結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)20-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 激光金屬成型機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-37
• 3.1 激光原理及發(fā)生器的選擇25-30
• 3.1.1 激光產(chǎn)生的基本原理25-27
• 3.1.2 激光在各領(lǐng)域的應(yīng)用27-28
• 3.1.3 激光發(fā)生器的選擇28-30
• 3.2 成型機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30-35
• 3.2.1 成型機(jī)結(jié)構(gòu)原理30-32
• 3.2.2 刮刀鋪粉裝置實(shí)現(xiàn)32-35
• 3.2.3 成型件后處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35
• 3.3 本章小結(jié)35-37
• 4 工藝支撐研究37-42
• 4.1 工藝支撐添加的必要性37-38
• 4.2 工藝支撐結(jié)構(gòu)38-40
• 4.2.1 工藝支撐結(jié)構(gòu)參數(shù)38-40
• 4.2.2 工藝支撐的實(shí)現(xiàn)方式40
• 4.3 工藝支撐存在的問題40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 5 支撐結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究42-47
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方法42
• 5.2 零件表面傾斜角α的確定42-43
• 5.3 設(shè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)參數(shù)43-44
• 5.4 確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷墓に噮?shù)44
• 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果其分析44-45
• 5.6 本章小結(jié)45-47
• 6 結(jié)論47-48
• 參考文獻(xiàn)48-50
• 申請學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文50-51
• 致謝51

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：765787