粉末激光燒結快速成型工藝及關鍵技術研究.pdf

1、粉末激光燒結快速成型工藝(SLS)的研究與開發(fā)一直是國內外快速成型(RP)技術領域的重要研究方向之一。從目前粉末激光燒結快速成型工藝的研究現狀及存在問題來看，燒結材料開發(fā)及其燒結特性的研究仍將是近期研究的熱點及核心。但是，在大力開展此熱點研究的同時，卻忽視了現有材料的燒結工藝技術的進一步研究。對于當前國內外應用最廣且應用最成熟的PS粉末SLS工藝，仍存在較嚴重的成型零件形狀及尺寸精度問題。系統(tǒng)研究SLS工藝參數，尤其是燒結過程中溫度的控

2、制以及合理的后處理工藝，提高SLS原型形狀與尺寸精度以及進而提高SLS原型的性能，對于滿足SLS原型使用要求及擴大SLS技術的應用范圍都具有極其現實的意義。 本文圍繞粉末激光燒結快速成型工藝及其若干關鍵技術展開研究，內容包括快速成型的工藝參數對成型質量與效率等的影響研究、溫度控制技術研究、后處理技術及其在醫(yī)療方面的應用。 首先，介紹了快速成型技術的基本原理，應用和分類；詳細介紹了粉末激光燒結快速成型工藝的基本原理，工藝過

3、程。為本課題研究的開展奠定了理論基礎。 其次，本文分析了粉末激光燒結快速成型工藝參數設置對成型件質量的影響，對激光功率、掃描速度、燒結間距、單層厚度、掃描方式幾個工藝參數對成型質量與效率的影響進行了實驗研究，給出了主要工藝參數對成型質量與效率的影響規(guī)律，綜合工藝參數對成型制件質量與效率的影響，給出了工藝參數的優(yōu)化配置。 結合熱能傳輸的基礎理論分析了SLS工藝的能量傳輸過程，研究了激光能量的分布狀態(tài)及粉末的燒結過程，并在上

4、述兩方面分析的基礎之上通過實驗研究提出了一套針對PS粉末激光燒結成型的溫度控制策略。 然后，介紹了SLS工藝針對不同應用目標的滲樹脂和滲蠟兩種后處理工藝，分別針對于功能性原型制件和熔模鑄造消失模制件的處理，通過實驗研究，給出了滲樹脂和滲蠟工藝在制件清理、滲透過程及滲后處理過程中所應注意的問題。對大型件的剖分接合加工方法進行了設計與實驗研究，針對圓截面制件建議采用插合剖分接合方案，對于非圓截面則建議采用平剖方案加工。最后，本文通過