核桃壳复合粉末选区激光烧结多场耦合仿真与实验研究
发布时间：2021-07-02 14:19
选区激光烧结作为3D打印技术的一个重要分支,与其他3D打印技术相比,具有制造过程中无需支撑、材料可循环利用、成型精度高等优点,极大地提高产品设计和制造的自由度,实现产品个性化定制和生产。但是目前国内外对选区激光烧结金属、陶瓷及高分子等材料的研究较多,而对于生物质复合材料的研究较少。生物质复合材料是区别于金属、陶瓷及高分子等材料的一种绿色环保、价格低廉、可持续性好的选区激光烧结材料,其具有成本低、功耗小、加工条件低、烧结性能稳定以及制件变形小等优点。本文研究用于选区激光烧结的生物质复合材料,通过对生物质原料颗粒形貌和性能分析,选取核桃壳粉末作为选区激光烧结的原材料,并制备出核桃壳/Co-PES粉末耗材。采用单层激光烧结方法进行可行性验证,并获取单层烧结时核桃壳粉末与Co-PES粉末质量的最佳配比。在深入研究核桃壳复合粉末选区激光烧结机理基础上,建立选区激光烧结粉末材料传热模型,结合前人经验建立复合材料热物性参数计算模型,并利用ABAQUS有限元软件中的等价比热容法来解决激光烧结过程中材料相变潜热问题。基于核桃壳/Co-PES粉末选区激光烧结数值模拟基本理论,采用有限元方法,以ABAQUS...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２?３Ｄ打印概念??Ｆｉｇ．?１－２?３Ｄ?Ｐｒｉｎｔｉｎｇ?ｃｏｎｃｅｐｔ??
术进行研究。由于受到当时技术的限制，直到２０世纪８０年代后期３Ｄ打印技术逐渐发展成??熟并被广泛应用［１１］。经过几十年的发展与改进，３Ｄ打印概念已经被重新定义，分为广义??３Ｄ打印技术和狭义３Ｄ打印技术，如图１－２所示。??块体组热喷涂成形??复合制造?模：??户’、練涂??气?為?ｇｌｌＴ??＼?＼?％ＣＡ０?ＣＡＵｉ￥＾?Ｉ?Ｉ??＼?Ｖ?ｊ?ｊ??速生＃德理??堆焊成？＾制造ｚ快达…相沉积??‘成形??＿晴焊成形??图１－２?３Ｄ打印概念??Ｆｉｇ．?１－２?３Ｄ?Ｐｒｉｎｔｉｎｇ?ｃｏｎｃｅｐｔ??广义３Ｄ打印技术是以材料叠加为基本特征，直接制造实体零件为目标的大范畴技术??群；狭义３Ｄ打印技术是指不同能量源与ＣＡＤ／ＣＡＭ技术结合、分层累加材料的技术体系，??其成型工艺从最早的立体光固化成型工艺（ＳＬＡ）［１２］，发展出熔融沉积成型工艺（ＦＤＭ）、选区??激光烧结工艺（ＳＬＳ）、分层实体成型工艺（ＬＯＭ）、三维印刷成型（３ＤＰ）、聚合物喷射技术??（Ｐｏｌｙｊｅｔ）等多种３Ｄ打印技术［１３１，如图１－３所示。其中，ＳＬＳ技术与其他３Ｄ打印技术相比，??具有制造过程中无需支撑、材料可循环利用、成型精度高等优点［１４－１７］。因此，ＳＬＳ在汽车、??航空航天、模具、医疗等行业得到广泛应用，已成为全球研究的热点［１８＿气??，ＳｌｌＡ?＿?｜?｜３Ｄ打印技术｜?＇命?３ＤＰ??ｖＷｙ??祕、一論??图１－３狭义３Ｄ打印技术分类图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｃｌａｓｓｉｆｉ
１绪论术作为３Ｄ打印技术的一种，最初由美国德州大学奥斯丁分校的Ｃ?Ｒ?他的博士论文中提出［２３］。其工艺原理是通过加载三维数字模型，利用型的截面ＣＡＤ图形对粉末进行选择性烧结，供粉箱上升一定高度，结过的粉床上并将上一次烧结的粉末覆盖，激光束按照三维数字再次烧结，如此循环往复，最终通过分层叠加原理，将离散的粉末材，如图Ｍ所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]食品3D打印技术的发展现状[J]. 刘倩楠,张春江,张良,胡小佳,余永名,胡宏海,黄峰,田芳,谭瑶瑶,戴小枫,张泓. 农业工程学报. 2018(16)
[2]陶瓷粉末选择性激光烧结瞬态模拟[J]. 赵岩. 热加工工艺. 2017(04)
[3]基于BP神经网络的覆膜砂选择性激光烧结件精度预测[J]. 刘兆平,王宏松,修辉平. 热加工工艺. 2016(21)
[4]选择性激光烧结尼龙-12/聚苯乙烯复合材料[J]. 周泽全,辛勇,曹传亮. 材料研究学报. 2016(10)
[5]木塑复合材料化学镀铜及其性能[J]. 陈晖,孙宇,李健,郭艳玲. 电镀与涂饰. 2016(16)
[6]选择性激光烧结聚苯乙烯/玻璃纤维制件的工艺研究[J]. 杨来侠,龚林,周文明,陈梦瑶. 工程塑料应用. 2016(08)
[7]选择性激光烧结聚苯乙烯/玻璃纤维制件成型精度研究[J]. 杨来侠,龚林. 塑料科技. 2016(07)
[8]炭纤维/尼龙12复合粉体的制备及选择性激光烧结行为[J]. 吴琼,陈惠,巫静,夏笑虹,许小曙,边宏,刘洪波. 功能材料. 2016(04)
[9]选择性激光烧结PA6样品的力学性能研究[J]. 王联凤,刘延辉,朱小刚,李崇桂,孙靖,程灵钰,郭立杰,于治水. 应用激光. 2016(02)
[10]316L选择性激光烧结参数对烧结件性能的影响[J]. 任乃飞,杭雅慧,赵岩. 电子科技. 2016(01)
硕士论文
[1]选择性激光烧结Inconel625金属粉末的数值模拟[D]. 史向东.东北大学 2013
[2]碳纤维/尼龙12复合粉末的制备与选择性激光烧结成形[D]. 徐林.华中科技大学 2009
[3]金属粉末选择性激光熔化成形模拟及试验研究[D]. 李佳桂.华中科技大学 2007
本文编号：3260630
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２?３Ｄ打印概念??Ｆｉｇ．?１－２?３Ｄ?Ｐｒｉｎｔｉｎｇ?ｃｏｎｃｅｐｔ??
术进行研究。由于受到当时技术的限制，直到２０世纪８０年代后期３Ｄ打印技术逐渐发展成??熟并被广泛应用［１１］。经过几十年的发展与改进，３Ｄ打印概念已经被重新定义，分为广义??３Ｄ打印技术和狭义３Ｄ打印技术，如图１－２所示。??块体组热喷涂成形??复合制造?模：??户’、練涂??气?為?ｇｌｌＴ??＼?＼?％ＣＡ０?ＣＡＵｉ￥＾?Ｉ?Ｉ??＼?Ｖ?ｊ?ｊ??速生＃德理??堆焊成？＾制造ｚ快达…相沉积??‘成形??＿晴焊成形??图１－２?３Ｄ打印概念??Ｆｉｇ．?１－２?３Ｄ?Ｐｒｉｎｔｉｎｇ?ｃｏｎｃｅｐｔ??广义３Ｄ打印技术是以材料叠加为基本特征，直接制造实体零件为目标的大范畴技术??群；狭义３Ｄ打印技术是指不同能量源与ＣＡＤ／ＣＡＭ技术结合、分层累加材料的技术体系，??其成型工艺从最早的立体光固化成型工艺（ＳＬＡ）［１２］，发展出熔融沉积成型工艺（ＦＤＭ）、选区??激光烧结工艺（ＳＬＳ）、分层实体成型工艺（ＬＯＭ）、三维印刷成型（３ＤＰ）、聚合物喷射技术??（Ｐｏｌｙｊｅｔ）等多种３Ｄ打印技术［１３１，如图１－３所示。其中，ＳＬＳ技术与其他３Ｄ打印技术相比，??具有制造过程中无需支撑、材料可循环利用、成型精度高等优点［１４－１７］。因此，ＳＬＳ在汽车、??航空航天、模具、医疗等行业得到广泛应用，已成为全球研究的热点［１８＿气??，ＳｌｌＡ?＿?｜?｜３Ｄ打印技术｜?＇命?３ＤＰ??ｖＷｙ??祕、一論??图１－３狭义３Ｄ打印技术分类图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｃｌａｓｓｉｆｉ
１绪论术作为３Ｄ打印技术的一种，最初由美国德州大学奥斯丁分校的Ｃ?Ｒ?他的博士论文中提出［２３］。其工艺原理是通过加载三维数字模型，利用型的截面ＣＡＤ图形对粉末进行选择性烧结，供粉箱上升一定高度，结过的粉床上并将上一次烧结的粉末覆盖，激光束按照三维数字再次烧结，如此循环往复，最终通过分层叠加原理，将离散的粉末材，如图Ｍ所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]食品3D打印技术的发展现状[J]. 刘倩楠,张春江,张良,胡小佳,余永名,胡宏海,黄峰,田芳,谭瑶瑶,戴小枫,张泓. 农业工程学报. 2018(16)
[2]陶瓷粉末选择性激光烧结瞬态模拟[J]. 赵岩. 热加工工艺. 2017(04)
[3]基于BP神经网络的覆膜砂选择性激光烧结件精度预测[J]. 刘兆平,王宏松,修辉平. 热加工工艺. 2016(21)
[4]选择性激光烧结尼龙-12/聚苯乙烯复合材料[J]. 周泽全,辛勇,曹传亮. 材料研究学报. 2016(10)
[5]木塑复合材料化学镀铜及其性能[J]. 陈晖,孙宇,李健,郭艳玲. 电镀与涂饰. 2016(16)
[6]选择性激光烧结聚苯乙烯/玻璃纤维制件的工艺研究[J]. 杨来侠,龚林,周文明,陈梦瑶. 工程塑料应用. 2016(08)
[7]选择性激光烧结聚苯乙烯/玻璃纤维制件成型精度研究[J]. 杨来侠,龚林. 塑料科技. 2016(07)
[8]炭纤维/尼龙12复合粉体的制备及选择性激光烧结行为[J]. 吴琼,陈惠,巫静,夏笑虹,许小曙,边宏,刘洪波. 功能材料. 2016(04)
[9]选择性激光烧结PA6样品的力学性能研究[J]. 王联凤,刘延辉,朱小刚,李崇桂,孙靖,程灵钰,郭立杰,于治水. 应用激光. 2016(02)
[10]316L选择性激光烧结参数对烧结件性能的影响[J]. 任乃飞,杭雅慧,赵岩. 电子科技. 2016(01)
硕士论文
[1]选择性激光烧结Inconel625金属粉末的数值模拟[D]. 史向东.东北大学 2013
[2]碳纤维/尼龙12复合粉末的制备与选择性激光烧结成形[D]. 徐林.华中科技大学 2009
[3]金属粉末选择性激光熔化成形模拟及试验研究[D]. 李佳桂.华中科技大学 2007
本文编号：3260630
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