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1、摘要选择性激光熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)技术是20世纪90年代中期出现的一种新型的快速成型(RapidPrototyping,RP)技术。它具有成型工艺简单、材料利用率高、适用性广和成型效率高等优点，因而受到了广泛的关注。然而，目前SLM快速成型设备昂贵，制件精度差，以及运行成本高等缺点却严重地影响了SLM技术的推广应用。本课题旨在设计一种精度高、稳定性好且运行成本低廉的选择性激光熔化设备，并在此设备上进行相关的工艺实验研究。首先，针对选择性激光熔化(SLM)技术的工艺要求，本文提出了选择性激光熔化设备的总体设计方案。该设备由激光器系统、数控工作台、激光扫描
2、系统和工业控制机等部分组成。设备成本低，系统集成度高，是一种新颖、实用的激光加工系统。其次，通过对国内外开放式数控系统的研究和分析，本文确定了采用“PC+数控功能板”型的开放式数控系统来构建设备的数控工作台。利用运动控制卡结合工业控制机，再配以驱动执行部件，构成一个模块化的数控系统。同时，本文对设备控制系统的硬件结构和软件设计进行了研究和分析。最后，在自行设计的选择性激光熔化设备上，本文研究了激光功率、扫描速度、铺粉厚度等工艺参数对熔覆层形貌的影响，为今后进一步的研究工作提供了重要参考和依据。关键词：快速成型选择性激光熔化Nd:YAG激光器运动控制卡振镜扫描系统工艺参数IAbstractT
3、heSelectiveLaserMelting(SLM),developedinthemiddleof1990s,isanewtypeofRPmanufacturingtechnology.Comparingwiththetraditionalmethods,theSLMprocessissimple,highefficiencyandhighutilizationratioofthematerial.However,theexpensiveprice,highoperationcostandlowprecisionofSLMmachinetoolobstructitsmoreextens
4、iveapplicationinindustry.Toovercomeaboveproblems,anewtypeofSLMmachinetool,withhighprecisionandlowprice,hasbeendesignedinthisdissertation.Theinfluenceofprocessparametersonprecisionandsurfacequalityoflasercladdinglayerhasalsobeenstudied.Firstly,byanalyzingtheprocessofSLM,theconceptualdesignofSLMmach
5、inetoolispresentedinthisdissertaton,andthesystemisintegratedwithhighintegrationandlowprice,whichcontainslasersystem,CNCmachinetool,scannersystem,industrialprocesscomputer(IPC),etc.Itisanovelandpracticallasermanufacturingsystem.Secondly,comparingwiththeadvantagesanddisadvantagesofseveralopenarchite
6、ctureNCsystemsstructures,the“NCinsetPC”modeisadoptedtoestablishthemachinetoolcontrolsystem.AmodularNCsystemisconstructedwhichconsistsofmotioncontrolcard,ACservomotors,servodriversandencoders,etc.Meanwhile,thehardwarearchitectureandsoftwaredesignofsystemisalsodiscussedinthethesis.Finally,theinfluen
7、ceofprocessparameters,whichincludelaserpower,scanningspeed,thethicknessofsinglelayer,onsurfacequalityoflasercladdinglayerisalsostudiedinthisdissertation.Thesestudieswillbeavaluablereferenceforthefurtherresearch.K
