尼龍12激光選區(qū)燒結(jié)動(dòng)態(tài)過程數(shù)值模擬研究.pdf

1、激光選區(qū)燒結(jié)（SLS）技術(shù)具有成型材料范圍廣、可成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件等優(yōu)點(diǎn)，被航空航天、汽車、船舶、模具等領(lǐng)域大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件所需求。但對(duì)于大型復(fù)雜類零件，在激光燒結(jié)過程中其溫度場(chǎng)分布是極其不均勻的，會(huì)大大影響成型微觀組織結(jié)構(gòu)以及制約成型件的質(zhì)量，且現(xiàn)有的設(shè)備無法對(duì)成型過程溫度場(chǎng)實(shí)施精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。因此，本文以尼龍12為研究對(duì)象，利用參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)激光燒結(jié)動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　首先，對(duì)SLS有限元模擬過程進(jìn)行

2、了解析。分析了激光選區(qū)燒結(jié)溫度場(chǎng)和熱應(yīng)力場(chǎng)有限元求解理論；解決了有限元模擬的關(guān)鍵技術(shù)問題；利用APDL語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)熱源的移動(dòng)與循環(huán)加載，建立了有限元模型。
　　其次，模擬了單層尼龍12粉末SLS動(dòng)態(tài)過程。分析了不同掃描方式下榔頭特征區(qū)域單層尼龍12粉末燒結(jié)過程的瞬態(tài)溫度場(chǎng)分布以及熱-力耦合情況。提出了一種新的掃描方式：分區(qū)自定義填充掃描方式，包括分區(qū)長(zhǎng)邊填充與分區(qū)短邊填充。通過模擬對(duì)比分析可知，分區(qū)短邊填充掃描方式下的溫度場(chǎng)分布最

3、均勻，應(yīng)力應(yīng)變最小；輪廓向外偏置掃描比輪廓向內(nèi)偏置掃描好，優(yōu)化了內(nèi)部熱量集中現(xiàn)象。
　　然后，探討了掃描矢量對(duì)SLS熔池溫度場(chǎng)的影響。在相同恒定掃描道數(shù)的前提下，找出了SLS過程熔池溫度場(chǎng)隨掃描矢量變化的規(guī)律，得到了不同掃描矢量與激光功率、掃描速度的影響關(guān)系。模擬結(jié)果顯示：熔池瞬態(tài)溫度隨掃描矢量增加呈指數(shù)衰減。為了使熔池瞬態(tài)溫度保持相同恒定的值，掃描矢量較短時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低激光功率，或適當(dāng)提高掃描速度。
　　最后，通過對(duì)單層件