选择性激光熔化激光快速成型铺粉装置设计_陈光霞
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吉林大学本科毕业设计说明书摘要快速成型(RP)技术是近年来倍受学术界和制造业关注的一种先进成型制造技术。
目前世界上占主导地位的5种RP成型方法其基本原理业己完善,针对具体的RP系统如何在不增加昂贵的附加成本的同时,进一步提高成型效率、提高成型件的精度、完善成型件性能以及尽量扩展成型件的适用范围是发展RP技术的重要课题.作者正是基于以上观点,就高分子粉末材料的激光选区烧结(SLS)快速成型技术中的成型精度、成型时间、扫描路径、成型件的后处理及成型件在制模中的应用问题开展了深入的研究。
将所研究结果应用于设计机械结构中,提高成型机工作合理性。
选择性激光烧结工艺(SLS)又称为激光选区烧结。
是借助精确引导的激光束使材料粉末烧结或熔融后凝固形成三维原型或制件。
该工艺方法是由美国得克萨斯大学奥斯丁(Austin)分校的C.R.Dechard于1989年研制成功的。
目前研究SLS的有DTM公司,E.O.S公司,3D Systems公司,北京隆源公司,华中科技大学,华北工学院,南京航空航天大学等。
其中,最早将SLS市场化的是DTM公司。
作者对比DTM,EOS两大公司的经典设计方案,改进设计结构,增强工作性能,试图将新的思想带入到SLS成型机的设计中。
关键词:快速成型,激光选区烧结,成型效率,成型精度1摘要The Selective Laser SinterAbstractRapid Prototyping( RP)is an advanced forming and processing technology that is followed with interest by researchers and manufactures in recent years. Now the basic principles of five kinds of RP technology, which dominate in the world, have been integrated. To special RP systems, it is an important subject how to decrease forming time, improve the prototyping precision and extend the utilization area of prototyping without extra expensive cost. Just on the basis of all above opinions, the research on the forming precision, forming time, scanning path, post-treatment and RT of SLS on the high molecular powder materials is preceded. The result of this research has been successfully applied into the system and has great effect on manufacturing qualified parts, also is a foundation of ameliorating this system.The Selective Laser Sinter(SLS) is also named Laser Selectivity Sinter. It can make the datum powder sinter or blend to three-dimensional antitype by dint of exactitude introductory laser. This craftwork is created in 1989 by an American, C.R.Dechard, who lived in the Austin.Now, there are many company studying the SLS in the world, for example , the DTM, E.O.S, 3D Systems. And there are also many company in our country,for instance, Beijing Longyuan Lst., the middle of China science and technology University. But the first company who made the SLS commercial is the DTM.Author would like compare the design blue print of DTM and E.O.S, and improve the design, also try to take a new idea into the SLS.KEYWORDS: Rapid Prototyping, Selective Laser Sintering, forming precision,Forming time2吉林大学本科毕业设计说明书目录1绪论 (6)1.1对快速成型技术的全面理解 (6)1.2 当前主要的RP技术 (7)1.2.1 主要快速成型系统的综述 (7)1.2.2 几种主要RP技术的比较 (8)1.2.2.1 尺寸精度 (8)1.2.2.2 零件制造时间 (9)1.2.2.3 制件的复杂程度 (9)1.2.2.4 制作成本 (9)1.3 基于SLS成型技术的材料 (9)1.4 RP技术的发展现状 (10)1.4.1 金属零件的直接制造和模具的快速制造 (12)1.4.2 RP系统的发展 (13)1.5 本课题设计的目的和主要内容 (13)2 设计方案题目要求 (13)3 SLS的工作原理 (13)3.1信息过程——离散处理 (13)3.2物理过程——叠加成型 (13)3摘要3.2.1 DTM——分缸铺粉 (14)3.2.2 E.O.S——送料槽铺粉 (14)4 SLS的工艺过程及特点 (17)4.1 激光选区烧结(SLS)的工艺特点 (17)4.2工艺过程 (17)4.2.1 粉末原料的烧结 (18)4.2.2粉末材料的选择 (19)5 SLS的系统组成 (20)5.1主机 (21)5.1.1成型工作缸 (21)5.1.1.1丝杠副设计 (21)5.1.1.2 丝杠固定支撑件选择 (27)5.1.1.3 步进电机的选择 (28)5.1.1.4 齿轮的选择 (29)5.1.2废料回收缸 (33)5.1.3铺粉滚筒装置 (33)5.1.4送料工作缸 (33)4吉林大学本科毕业设计说明书5.1.5 激光器 (34)5.1.6 振镜式动态聚焦扫描系统 (34)5.1.6.1 步进电机驱动器的选择 (35)5.1.7机身与机壳 (38)5.2计算机控制系统 (38)5.2.1计算机 (38)5.2.2应用软件 (38)5.2.3 传感检测单元 (39)5.2.4 驱动单元 (39)5.3 冷却器 (39)6编写计算程序 (39)总结 (42)致谢 (43)参考文献 (44)5目录1 绪论20世纪80年代末、90年代初发展起来的快速成形(Rapid Prototyping & Manu facturing:RP)技术,突破了传统的加工模式,是近20年制造技术领域的一次重大突破。
选区激光熔化快速成型过程温度场数值模拟师文庆;杨永强;黄延禄;程大伟【摘要】为了优化铜磷合金粉末选区激光熔化快速成型的工艺参数,采用有限元分析软件ANSYS对其温度场进行了模拟,经理论分析和实验验证,获得了其温度场分布的数据.对材料未知温度范围内的热特性参数用插值法近似获得,采用不等网格剖分方式,用热焓去处理相变潜热问题.结果表明,其温度场的等温线分布为椭圆形,用模拟遴选的工艺参数(在铺粉厚度为0.22mm时,选用激光功率为100W、扫描速度为0.25m/s和激光束半径为0.1mm)能实现选区激光熔化快速成型.这一结果对其它粉末材料的选区激光熔化快速成型也是有帮助的.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2008(032)004【总页数】3页(P410-412)【关键词】激光技术;选区激光熔化;模拟;ANSYS;温度场【作者】师文庆;杨永强;黄延禄;程大伟【作者单位】华南理工大学,机械工程学院,广州,510640;广东海洋大学,理学院,湛江,524088;华南理工大学,机械工程学院,广州,510640;华南理工大学,机械工程学院,广州,510640;华南理工大学,机械工程学院,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TF124引言选区激光熔化(slective laser melting,SLM)是最近十来年才发展起来的一种先进制造技术。
用SLM技术可得到冶金结合的、相对密度接近100% 的金属实体,适合于成型各种复杂形状的工件[1]。
不同材料的热物理特性不同,加工过程中的温度场分布不同,而温度场的分布对其成型结果起决定性的作用[2-3]。
所以,针对不同材料SLM的工艺参数较难选择的问题,在加工前对其温度场进行模拟[4-6],通过模拟反过来调整其工艺参数以得到更好的加工结果,如此以达到通过模拟来指导实际加工的目的。
ANSYS是一种通用有限元分析软件,它可用于计算温度场分布。
作者用ANSYS的热分析对SLM过程进行数值模拟,通过模拟反过来指导SLM加工。