hrpsⅲa选择性激光烧结机预热系统的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要选择性激光烧结技术(SLS--SelectiveLaserSintering)是一种以粉末材料为加工对象的快速成形(RP—rapidprototyping)技术，具有材料选择范围广、适合多种用途等突出优点。华中科技大学在该领域的研究工作始于1996年，现己开发出了商品化的HRPS．HIA选择性激光烧结机。本文就该设备的温度控制和温度场均匀性展』r了研究。为保证系统稳定性，在HRPS．IIIA中采用热电偶、可控硅、AD／DA接口板等硬件组成闭环控制系统，利用操作系统和PID／模糊控制算法实现温度的实时控制。由此丌发出来的VxD(虚拟驱动程序)，其数据结构使系

2、统各功能模块之间相互独立，实现了从人机界面到控制内核的多层次开放，适应了RP技术快速发展的需要。烧结成形的基本操作是用激光束扫描固化零件截面，烧结件的质量和成形效率与很多因素相关，温度的精确性和温度场的均匀性就是众多因素中的两个。本文以详尽的实验对粉末烧结的预热能量的大小和分布进行分析与研究。从中总结影响能量分布刁i均的因素，并且提出相应的解决措施。本文主要研究sL曼系统预热温度问题。从硬件的选型原则到控制的程序开发，从影响温度场均匀性的因素到提出相应的解决措施等都进行了大量的分析和实验。从中得出一些结论已应用于HRPS．IIIA中，取得了较好的效果。、o关键词：选择性激光烧结虚拟晌

3、程序模糊控制华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTTheselectivelasersintering(SLS)，developedintheearlyninetieslastcentury,isaHewprototypemanufacturingprocessamongrapidprototyping(RP)techniques．IntheSLSprocess，varietiesofpowdermaterialscarlbeusedtoproducemodelsandmouldsforawiderangeofapplications．HuazhongUniversityofSci

4、enceandTechnology(HUST)hasgoneintothisfieldsince1996，andamarketableselectivelasersinteringmachine，namedHRPS—IIIAsystem，hasbeendeveloped．Thisdissertationincludesthehardwareandsoftwaredesignoftemperaturecontrol，factorsinfluencingenergydistributing，andthestepsforimprovingit．HRPS—IIIA'stemperaturec

5、ontrolsystemisaclosedloopsystem．Itconsistsofthermocouple，siliconcontrolandAD／DAconvexelectrociteuit．OperatingsystemandPID／FUZZYcontrolarithmeticaresufficientlyusedinordertoRSSUI宅highstabilityandrealtimecontr01．VxD(virtualdevicedriver)isusedfordatastreamstructureinsoftwaredesigntomakethefunction

6、modulesindependenteachother,whichachievesmulti—levelopennessfromman—machineinterfacetocontrolkernel，andalsomeetstherequirementof也erapiddevelopmentintheRPdomain。SLSuseslaserbeamtoscanthepart’ssectionandtosolidifypowderlayerbylayer,andthenformsthe3Dsolidity．．Duringprocessing，temperatureisanimport

7、antfactor,whichaffectspart’Sprecisionandintensity．TheenergydeliveryprocessandenergydistributinginHRPS一1IIAisinvestigatedinthedissertation．Throughplentyofexperiments，mainfactorsinfluencingheatfluxanditsdistributionareobtainedandimp