大型激光选区熔化成形工作台设计与研究

发布时间：2020-04-10 22:19

【摘要】：随着材料科学与成形工艺的快速发展,以激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)为代表的金属增材制造技术正推动增材制造由原型制造快速成长为一种直接制造功能性金属零部件的新型制造技术,并在航空航天、模具、医疗等领域中实现高附加值的一体化复杂结构零部件的单件小批量快速制造。而现有的激光选区熔化成形设备在成形尺寸、效率以及精度都难以满足我国航空航天等大型复杂结构零部件快速制造需求。因此研制一款高效高精度的大型SLM装备具有重要的战略意义。本论文对国家863计划课题“高效高精度大型激光选区熔化成形装备研制及其在航天中的应用”(课题编号:2015AA042501)中研制的成形尺寸为2000mm×2000mm的激光选区熔化装备的大型成形工作台进行了详细的设计与研究,具体内容如下:(1)针对工作台重载特点,设计了布局方案,使用Solidworks软件对关键零部件结构进行了设计。通过分析不同驱动方案,设计了双轴重心驱动机构。通过分析不同平衡类型的优缺点,结合工作台变负载特点,设计了双轴对称液压重心平衡的平衡方案。使用Hyperworks软件对整体结构进行静力学仿真,发现平衡系统对驱动负载有较好的平衡作用。最后针对工艺需求设计了多点多级预热与调平方案,最终得到一种适用于大尺寸成形高精度的多功能成形工作台。(2)通过分析不同液压平衡回路的特点,结合工况特点,详细设计了电液比例液压动态重心平衡系统。基于电液比例压力控制原理,建立了单缸液压平衡系统的AMESim模型并进行了仿真。仿真结果显示本文设计平衡液压缸有较好的动态特性与稳定性。(3)通过使用实验样机CQU750对本文设计的成形工作台进行了验证。实验表明电液比例动态重心平衡系统的真实动态特性与抗干扰性能符合设计要求。采用该平衡系统,成形升降工作台在变负载工况下,使用合理的平衡压力使定位精度处于0.004mm至0.007mm之间,重复定位精度处于0.003mm至0.004mm之间,满足设计需求。在一定程度上验证了本文设计的双缸平衡系统的可行性,同时得到了实际加工过程中不同负载范围内的最佳平衡压力。
【图文】：

重庆大学硕士学位论文成一层的加工，成形台面就下降一个切面层厚，重新铺上金属粉末，，进行下一层的加工。如此往复，直至完成零件的加工。为防止高温下金属发生氧化，整个成形过程在充有惰性保护气体的低氧舱室内进行。

重庆大学硕士学位论文成一层的加工，成形台面就下降一个切面层厚，重新铺上金属粉末，进行下一层的加工。如此往复，直至完成零件的加工。为防止高温下金属发生氧化，整个成形过程在充有惰性保护气体的低氧舱室内进行。图 1.1 数据准备过程Fig1.1 Data preparation process
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG665

【参考文献】

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本文编号：2622776