双光源激光烧结铺粉系统的改进及成型工艺研究

发布时间：2017-05-10 02:05

  本文关键词：双光源激光烧结铺粉系统的改进及成型工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：选择性激光快速成型技术是目前国内外应用最广泛的快速成型技术之一，由于其材料应用广泛、利用率高，生产周期短,被广泛的应用于航空航天等领域。单光源激光快速成型机成型尺寸较大的零件还存在诸多难以克服的困难，双光源激光快速成型机可将零件分为两个部分同时成型，生产效率高。在现有的激光烧结技术基础上，本文对双光源激光烧结机的铺粉系统进行了改制，，并对成型工艺进行了研究，具有很高的实用价值。 首先设计了双光源激光烧结机的铺粉系统，该系统包括同步驱动可移出式快速成型缸、双辊双向铺粉运动机构以及上料机构。对比分析双缸和三缸铺粉的特点，摒弃原有丝杠下置的安装方法，将丝杠安装于成型缸壁两侧，优化了成型机的整体结构，提高成型机的生产效率；将真空上料的控制电路与成型机主控制程序集成，实现了实时上料的自动化供料。其次，分析了覆膜砂选择性激光烧结辊子铺粉方式的特点，根据覆膜砂的流动特性，测定了覆膜砂与铺粉辊之间的摩擦因子，调节储粉漏斗出粉口的开口缝宽和安装高度，有效的提高了材料有效利用率；第三，优化了铺粉运动机构的平动速度和铺粉辊的转速，研究了制件在烧结过程中压碎和推动的现象，对烧结件添加网状支撑结构，解决了制件压碎和推动的问题。 研究了双光源激光烧结的成型工艺参数。通过测定覆膜砂材料的临界曝光量和投射深度，根据速度-功率公式，得出激光功率与扫描速度及烧结深度之间的关系。对比不同激光功率和不同的扫描速度烧结层的neck效应，并对相应的激光功率和扫描速度下的烧结件进行抗弯强度测试，确定最优的烧结参数；最后进行涡轮叶片等大件烧结实验。
【关键词】：选择性激光烧结 铺粉 工艺参数研究
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH16
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 选题背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-13
• 1.3 研究内容及章节安排13-14
• 1.3.1 课题研究内容13
• 1.3.2 章节安排13-14
• 2 双光源激光烧结铺粉对成型制件质量的影响14-21
• 2.1 铺粉对制件密度的影响14-15
• 2.2 铺粉对制件翘曲量的影响15-17
• 2.3 铺粉对制件收缩量的影响17-18
• 2.4 铺粉对制件误差的影响18-20
• 2.5 本章总结20-21
• 3 双光源激光烧结机铺粉系统的设计与制造21-42
• 3.1 影响铺粉的因素21-25
• 3.1.1 覆膜砂特性对铺粉效果的影响21-23
• 3.1.2 机械结构对铺粉效果的影响23-24
• 3.1.3 铺粉运动速度对铺粉效果的影响24-25
• 3.2 成型缸的设计25-29
• 3.2.1 方案分析与选择25-27
• 3.2.2 缸体设计27-28
• 3.2.3 密封装置的设计与制造28-29
• 3.3 铺粉装置运动机构的设计及制造29-38
• 3.3.1 铺粉方式特点分析29-30
• 3.3.2 漏斗结构设计30-34
• 3.3.3 铺粉辊子设计34-36
• 3.3.4 出粉口安装高度36-38
• 3.4 上料机构的改进38-41
• 3.4.1 上料方案分析与选择38-39
• 3.4.2 上料机电路的改进39-41
• 3.5 本章总结41-42
• 4 双光源激光烧结成型工艺参数的研究42-64
• 4.1 覆膜砂的基本特性42-47
• 4.1.1 覆膜砂颗粒的流动性42-43
• 4.1.2 临界曝光量和投射深度43-46
• 4.1.3 玻璃化转变温度46-47
• 4.2 铺粉机构运动参数的确定47-50
• 4.2.1 储粉漏斗的平动速度47-48
• 4.2.2 铺粉辊子的转速48-50
• 4.3 铺粉试验及其结果50-55
• 4.3.1 粉层的压实密度50-53
• 4.3.2 铺粉层的均匀性53-55
• 4.4 制件烧结试验55-62
• 4.4.1 粉末烧结的 neck 效应55-57
• 4.4.2 激光功率及扫描速度57-58
• 4.4.3 抗弯强度测试58-62
• 4.5 本章小结62-64
• 5 结论与展望64-66
• 5.1 结论64
• 5.2 展望64-66
• 致谢66-68
• 参考文献68-71
• 攻读学位期间取得的成果71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李湘生,殷燕芳,黄树槐;激光选区烧结的成型收缩研究[J];材料科学与工程学报;2003年06期

2 黄笔武;黄伯芬;谌伟庆;吴立传;;光固化快速成形光敏树脂临界曝光量和透射深度的测试研究[J];信息记录材料;2007年01期

3 梁朝罡,邓琦林;激光熔覆制造致密金属零件送料方式的分析和比较[J];电加工与模具;2003年05期

4 朱季平;;快速成型技术在现代制造业中的应用研究[J];装备制造技术;2011年08期

5 白俊生,唐亚新,余承业;激光烧结粉末快速成形铺粉辊筒运动参数的分析研究[J];航空精密制造技术;1997年04期

6 樊自田,黄乃瑜;选择性激光烧结覆膜砂铸型(芯)的固化机理[J];华中科技大学学报;2001年04期

7 赵保军,施法中,冯涛,孙建民,徐海然;选区激光烧结成型中致密度的数值模拟与实验[J];激光技术;2003年01期

8 任继文;彭蓓;;选择性激光烧结技术的研究现状与展望[J];机械设计与制造;2009年10期

9 傅蔡安;陈佩胡;;SLS翘曲变形计算与扫描方式优化[J];机械科学与技术;2008年10期

10 姚纯;胡进;史建军;石世宏;;改进刮板式送粉器用于激光直接金属沉积成形[J];机械制造;2006年08期

  本文关键词：双光源激光烧结铺粉系统的改进及成型工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：353764