金属粉体激光快速成形软件系统的研究与实现

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1、金属粉体激光快速成形软件系统的研究与实现摘要快速成形制造技术是九十年代发展起来的高新技术，它把零件的三维数字模型先进行离散化，然后按照数字积分的思路进行逐层加工。利用这一技术可以在计算机控制下，迅速将CAD数字模型变为零件的物理模型。这一技术不需要传统的刀具、夹具、机床便可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件模型，利用该模型可进一步翻制成模具，使企业形成批量生产能力。利用快速成形制造零件模型，可使产品的设计与制造周期缩短三分之二以上，加工费用降低二分之一以上，大大提高供企业的市场竞争力和新产品的研发能力。目前在众多的快速成形技术中，选择性激光烧结(SLS)快速成形技术得到了广泛应用并已

2、商业化运作，而直接用金属粉末烧结成形三维零件是SLS技术发展的目标之一，也是快速成形制造最终的目标之一。高能量的激光直接烧结金属粉末可成形出高致密度(>90％理论密度)的零部件，而很少需要或不需要后续处理。与先前的SLS技术相比，其最主要优点是取消了昂贵且费时的预处理和后处理工艺步骤。目前学校快速成形实验室的硬件建设已能完全满足实验的需求，而现有的软件系统则主要是针对二维激光打标的，虽也可以进行金属粉体的三维实体烧结，但是烧结的模型受到很大的限制，其只能是简单的单一截面模型，而且烧结过程中软件操作的手动工作量非常大，若是遇到形状复杂的变截面模型则束手无策，因此完全不能满足今后烧结制作钛

3、合金人工骨骼的需求。结合学校快速成形实验室现有的设备条件及快、省的建设要求，本文对选择性激光烧结快速成形软件系统的研究现状及软件的处理流程进行了深入研究。首先通过研究把软件系统分为来源数据处理、扫描路径生成、激光扫描控制三个重要模块，然后分别对各个模块进行了深入的研究，最终提出了一套满足于现有需求的解决方案，即：先由模型处理软件进行模型的前期处理并生成CLI文件，然后利用VisualBasic编程对文件数据进行处理并生成扫描路径，并调用SP．ICE卡控制激光完成整个烧结过程。依据解决方案，完成了金属粉体选择性激光烧结快速成形软件系统的编写，最后通过实验验证了软件的实用性，满足了实验室建

4、设的需求，并利用该软件初步进行了制件烧结质量的工艺分析。关键词：激光，快速成形，金属粉体，软件系统，工艺分析ⅡSoFTWAERSTSYEMPRoGRAMMINGoFSELECTEDLASERMETALPOWDERSINTERINGABSTRACTRapidPrototypingtechnologyisanewsubjectthatwasdevelopedin1990s．Inthistechnology,themodelsarediscretizedfirstly,andthenarebuiltbyintegralmethods．Wecangetpartsrapidlybyusingth

5、istechnology．Withoutcutter，fixtureandmachinetool，thecomplicatedmodelalsocanbemadeinthistechnology．Usingthistechnologyinmolding，onethirdoftheproductlifecyclewillbesaved；halfofthecostwillbecutdown．Soitcanhelpthecompanyimprovethemarketcompetitivenessandthenewproductdevelopingcapability．SelectiveLas

6、erSintering(SLS)technologyhasbeenwidelyusedinmanufacturing．TheultimategoalofSLStechnologyistousethemetalpowderassinteringmaterials．Wecansintermetalpowdertogetahighdensitypartbyusinghighpowerlaser,andthesepartsneedalittleornonepostprocessing．ComparedwithpreviousSLStechnology,thereisnopreprocessin

7、gandpostprocessinginnew．Atpresent，thehardwareinRPLabhavefullymettherequirementofexperiment，butthesoftwaresystemcannotmetit．Usingthissoftwaresystemtosinter,wecanonlygetsimple—sectionmodel，andthemanualworkloadistoohugetocomple