316l间接选区激光烧结的数值模拟与参数优化

《316l间接选区激光烧结的数值模拟与参数优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、316L间接选区激光烧结的数值模拟与参数优化NumericalSimulationandParametersOptimizingof16LIndirectSelectiveLaserSintering姓江苏大学2013年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：

2、学位论文版权使用授权书⋯IlllPIIrllIIflitIIIfY2294702江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。f本学位论文属于不保密q。j学位论文作者签名：

3、覆青矽哆年么月／o日指导撕虢伽乃>矽，弓年么月／0日江苏大学硕士学位论文摘要间接选区激光烧结是选区激光烧结技术(SelectiveLaserSintering，简称SLS)的重要发展方向，因其工艺比较简便，具有成形精度高、表面质量好的优点，在机械、汽车、航天航空及军工制造业中应用前景广阔，日益成为快速成形技术领域的研究热点。目前国内外对间接SLS技术的研究多集中在双组元金属粉末及陶瓷覆膜材料上，对金属与聚合物混合粉末间接SLS工艺的研究还非常少。本文对316L间接SLS工艺进行了研究，目的在于对其工艺参数进行优化，以提高烧结质量。不同于以往主要通过实物实验来确定及优化SLS工艺参数，本

4、课题采用数值模拟技术和正交试验方法相结合的方案，实现了对间接SLS工艺参数的合理优化。本文的主要研究工作如下：首先，在大量归纳、总结传统烧结机理的基础上，对照间接SLS技术的原理与特点，得出间接SLS属于液相烧结机制的结论；并对比烧结成形件的SEM图像，分析了间接SLS液相烧结机理的过程与特征。其次，基于ANSYS平台综合考虑了热对流、热辐射、非线性的热物性参数与相变潜热等诸多因素的影响，建立了间接SLS有限元模型。利用APDL语言编程技术实现了激光高斯热源的移动加载；采用ANSYS“生死单元”技术实现了多层烧结。对多道和多层烧结的温度场进行了详实的分析，当温度场达到稳定状态时，粉床温

5、度基本维持在373K，高于聚合物材料环氧树脂E．12的软化点范围，液相烧结会顺利进行。再次，在温度场模拟的基础上，利用间接单向耦合法对多道烧结的耦合热应力场进行了分析，研究了间接SLS的翘曲变形规律。将热应力场模拟得出的烧结件翘曲变形云图与实物烧结实验的变形图片对比，发现两者的变形趋势基本一致，从而验证了上述数值模拟方案的正确性。最后，利用上述研究成果的结论，设计了基于正交试验方法的间接SLS数值模拟及工艺参数优化方案。以烧结件的翘曲变形量为考核指标，优化后的316L间接SLS工艺参数为：激光功率12W，扫描间距O．1ITIIII，扫描速度2100mrrds，铺粉层厚O．1mm，预热温

6、度358K。此方案可以用来对实物烧结实验的工艺参数进行预测，以便及时调整工艺参数，继而实现对成形质量的有效控制。上述研究工作对数值模拟技术在间接SLS工艺参数优化和成形质量控制等方面的实际应用有一定的学术价值和指导意义。关键词：间接选区激光烧结，快速成形，数值模拟，热应力场，正交试验316L间接选区激光烧结的数值模拟与参数优化ⅡABSTRACTIndirectselectivelasersinteringisanimportantdevelopmenttrendoftheselectivelasersinteringtechnology．Becauseofitsrelativelysi

7、mpleprocessandtheadvantagesofhighformingprecisionandgoodsurfacequality，indirectSLShasabroadapplicationforegroundinthemanufacturingindustryofmachinery,automotive，aerospaceandmilitary,andincreasinglybecomestheresearchfocusofra