無粘結劑條件下Al2O3粉體選擇性激光燒結工藝研究.pdf

1、隨著日趨激烈的經濟全球化時代的到來,作為一種先進的快速制造技術,選擇性激光燒結技術以其獨特的優(yōu)勢和廣闊的應用前景,越來越受到密切的關注,并已在眾多領域得到應用。與國外的研究狀況相比,國內在該技術方面還處于基礎的發(fā)展階段,存在著很大的差距。特別是針對陶瓷硬脆性材料的加工,還存在許多困難。在激光燒結過程中產生的諸如飛濺、氣化、球化、過燒、翹曲變形以及體積收縮等不良現(xiàn)象,也是需要繼續(xù)解決的問題。針對這些情況,本課題選用Al2O3-C復合粉體為

2、研究對象進行選擇性激光燒結技術的探索性研究,并從自動鋪粉實驗裝置的設計研發(fā)、激光燒結工藝參數(shù)對燒結樣品性能的影響規(guī)律,Al2O3-C復合粉體的熔化-凝固機制、燒結樣品的微觀形貌以及后處理對微觀形貌的影響,激光燒結的機理等方面入手,系統(tǒng)地研究了選擇性激光燒結技術的若干關鍵問題。主要研究內容和研究成果結論如下:
　　 通過對現(xiàn)有的激光打標機設備進行改造升級,自己動手設計并建造一臺鋪粉實驗裝置,分別用Visual Basic和Keil

3、51進行上位機和下位機的程序編寫,建立了一整套選擇性激光燒結系統(tǒng)。在分析了現(xiàn)有的Nd:YAG激光器的性能參數(shù),確定能夠滿足本課題研究需要的基礎上,對所編寫的上位機和下位機軟硬件不斷進行調試,實現(xiàn)了良好的人機互動,并經實驗測試,自制裝置的鋪粉厚度能夠達到0.1 mm,滿足實驗精度的需要,能夠順利開展本課題的研究。
　　 在選擇性激光燒結工藝方面,本實驗采用正交設計來安排實驗,并優(yōu)化燒結工藝參數(shù),重點研究了各工藝參數(shù)對燒結樣品性能的

4、影響規(guī)律。最優(yōu)的工藝參數(shù)組合為:激光功率為17.5 A,掃描速度為350 mm/s,掃描間隔為60μm。實驗研究表明:在各工藝參數(shù)中,激光功率對燒結樣品性能的影響最為明顯,掃描速度和掃描間隔次之。激光燒溫度和燒結時間是各工藝參數(shù)對燒結樣品性能的影響的兩個主要方面,綜合考慮這兩個因素,可以提高樣品燒結性能。
　　 通過對樣品微觀形貌進行分析,揭示了在選區(qū)燒結過程中激光束以及C助燒劑對粉末粒子的燒結作用機理,發(fā)現(xiàn)粉末粒子在燒結過程中