基于覆膜砂的选择性激光烧结快速成型基础实验研究

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1、大连理工大学硕士学位论文基于覆膜砂的选择性激光烧结快速成型基础实验研究姓名：陈宝庆申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：姚山20050319大连理工大学硕士学位论文摘要快速成型是80年代末期开始商品化的一种高新制造技术，它将计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机控制、精密伺服驱动、激光技术、新材料技术等先进技术集于一体，具有广阔的应用前景。选择性激光烧结技术是快速成型方法中比较成熟的一种，由于其成型材料选择范围广、不需要夹具和模具等优点而受到国内外越来越多的关注。本文以铸造覆膜砂为成型材料，采用实验的方法，研究了覆膜砂在激光点照射和线扫描条件下，不同工艺参数(包

2、括激光功率、扫描速度、预热温度、铺粉厚度及紧实率等)对其热固结过程的影响；同时建立了描述覆膜砂选择性激光烧结过程的数学模型，采用反算法和热像仪温度采集实验相结合的方法实现了模型的整定。通过Ansys有限元软件分析了不同工艺参数对覆膜砂材料热固结过程温度场及热固结影响区大小的影响，模拟计算结果与实验结果吻合较好。在实验研究和数值模拟研究的基础上，得到了覆膜砂选择性激光烧结的合理工艺参数范围和最佳工艺参数，成功地制取出了多种形状的三维试样。关键词：快速成型；选择性激光烧结：覆膜砂：热固结过程：数值模拟茎王矍堕竺丝垄塑些燮堂塑笙堡垄盛型茎型兰鉴堕塞TheBasicExperi

3、mentalResearchofSelectiveLaserSinteringinRapidPrototypingBasedontheMaterialofCoatedSandAbstractRapidPrototypingisarladvancedmanufacturetechnology，commercialbeginninginthelate1980’s．ItisanintegratedtechnologyofCAD，CAM，CNC，laserandnewmaterialsscience，itshowsawideapplicationprospect，Selecti

4、velasersinteringisoneofthemethodsofRPwithmaturationandcommodity．TothemethodofSLS，ithasthewidelyselectivefieldofmoldingmaterial，wide—rangingusefulandhavingnousefortheclampingfixtureandmould．So，itbecomesmoreandmoreimportantwhetherinthedomesticorforeigncountry．Inthispaper,someexperimentshav

5、ebeencarriedouttoinvestigatethedifferentprocessparameters，suchaslaserpower,scanningvelocity,preheattemperature，layerthicknessanddegreeofpacking，totheinfluencesofconsolidationprocessundertheprocessingofdotirradiationandlinescanning．Then，amathematicalmodelforcoatedsandthermalconsolidationp

6、rocessisprovided．Themodeihasbeensettingthroughthemethodofcontra-countandthermalimager．Usingthefiniteelementsoftware，theeffectsofdifferentprocessingparametersonthetemperaturefieldofcoatedsandthermalconsolidationprocessandtheconsolidationfieldareanalyzed．Thenumericalsimulationresultshavean

7、agreementwiththeexperimentalresults．Onthebasisofexperimentalresearchandnumericalsimulation，properprocessparametersweredetermined．andsomesampleswimdifferentthree-dimensionalshapeweremanufactured．Keywords：RapidPrototyping；SelectiveLaserSintering；CoatedSand；Thermalconsolidat