基于响应面法的激光烧结成型工艺参数优化

发布时间：2022-01-07 17:51

　　为提升烧结成型质量,使工艺参数设定更具有定量表征,提出了基于响应面法的激光烧结成型工艺参数优化方法。设计激光烧结材料尺寸精准度为优化指标,根据响应面模型架构和评估系数分析各类因素单独作用与交互作用对材料尺寸误差率的影响程度,该程度通过等高线形状进行判定,以判定结果创建响应面法的工艺参数二次回归拟合表达式,使参数可靠性得到保证,实现激光烧结成型工艺参数的优化。结果表明,本文方法能够获得相应材料的对应参数影响值与最优工艺参数,使成型产品具有较好的精准性与更高的质量。 

【文章来源】：激光杂志. 2020,41(12)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

各影响因素与尺寸误差率的关系示意图

采用扫描电镜对烧结成型物件内烧结层的上、下表面及其断面完成剖析，以对激光烧结成型的质量与精度进行验证。上图所示为放大80倍数后的成型结果烧结层的上、下表面扫描电镜图像。通过图片可以看出，经过烧结成型，粉末外表层仍然存在未熔化部分，熔化的位置只有各粉末颗粒的交界处，这足以将粉末相互粘黏在一起。上表面图2(a)中显示的不规则图形是熔化的材料在电镜下的形态，因为该图形较多，因此说明上表面的粉末熔化范围较大;下表面图2(b)里不规则图形数量较少，形状规则的白色颗粒却比较多，这代表下表面的粉末熔化范围较小。综上，粉末相互粘黏的主动力为上层的上表面熔化材料，下层的下表面起到的作用是辅助粘黏，而且上表面吸收的能量也较下表面多，符合激光加热原理与烧结层实际情况。

图3为基于工艺参数优化与任意参数烧结成型物件的断面扫描电镜图像。将两图对比分析后，发现经过参数优化的物件内部(图3(a)所示)紧密度有显著提升，空白部分在减少;而基于任意参数烧结成型的物件内部(图3(b)所示)，相比于图3(a)，其空白处显然又大又多，成型紧密效果特别不理想。综上所述，采用本文方法优化工艺参数，不仅令烧结成型结果更加紧密，而且大幅度提升机械性能。

【参考文献】：
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本文编号：3574994