選擇性激光燒結(jié)快速成型機(jī)鋪粉系統(tǒng)的研究.pdf

1、在選擇性激光燒結(jié)（SLS）成型加工過(guò)程中，鋪粉和預(yù)熱直接影響制件的加工精度和機(jī)械性能。本文就選擇性激光燒結(jié)快速成型機(jī)鋪粉系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)——鋪粉和預(yù)熱進(jìn)行了深入的研究，分析了它們對(duì)成型件的影響規(guī)律，并利用這些因素，提高成型件的最終精度和性能。此外，為了方便的進(jìn)行選擇性金屬激光燒結(jié)的試驗(yàn)，本文設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了激光燒結(jié)過(guò)程模擬仿真試驗(yàn)系統(tǒng)。
　　分析了快速成型機(jī)鋪粉系統(tǒng)對(duì)成型件的精度和機(jī)械性能的影響規(guī)律，根據(jù)分析的結(jié)果重新設(shè)計(jì)出鋪粉裝置及成

2、型缸，對(duì)比分析雙缸鋪粉特點(diǎn)，采用了移動(dòng)料斗和鋪粉輥相結(jié)合的方式，該裝置主要包括滾珠絲杠，同步帶，步進(jìn)電機(jī)等零部件，采用絲杠下置的安裝方法，提高了空間利用率及鋪粉效率。
　　設(shè)計(jì)了鋪粉系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置，采用直線電機(jī)提供水平方向速度，直流電機(jī)提供轉(zhuǎn)動(dòng)速度的運(yùn)動(dòng)方案，可以實(shí)現(xiàn)鋪粉輥平移速度及轉(zhuǎn)動(dòng)速度參數(shù)的優(yōu)化，提高鋪粉效果。設(shè)計(jì)出鋪粉系統(tǒng)的預(yù)熱裝置，預(yù)熱裝置采用輻射傳熱方式，建立了預(yù)熱板與粉床之間輻射系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型

3、分析發(fā)現(xiàn)，在單一環(huán)形加熱器的情況下，影響粉床溫度分布的主要因素為角系數(shù)，而影響角系數(shù)的的主要因素則是加熱器安裝的高度。應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)預(yù)熱裝置進(jìn)行數(shù)值模擬，獲得了加熱器形狀及安裝高度對(duì)粉床熱流分布的影響規(guī)律，安裝高度不宜太高或太低，在本設(shè)備中最佳安裝高度為180mm。應(yīng)用分析結(jié)果確定了預(yù)熱系統(tǒng)采用雙層板式空間復(fù)合結(jié)構(gòu)預(yù)熱器。
　　選擇性激光燒結(jié)是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，針對(duì)鋪粉層質(zhì)量在燒結(jié)過(guò)程中難以預(yù)測(cè)與控制的問(wèn)題，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建

4、立了鋪粉參數(shù)與鋪粉層整體密度和鋪粉層密度均勻性之間的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)所收集的樣本值訓(xùn)練出較優(yōu)的數(shù)學(xué)模型，最后通過(guò)與樣本值相對(duì)的誤差的對(duì)比，證明了所建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的可靠性。
　　開(kāi)發(fā)了選擇性金屬激光燒結(jié)快速成型機(jī)鋪粉的虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)，該模擬仿真系統(tǒng)從幾何方面對(duì)鋪粉系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，實(shí)現(xiàn)了激光燒結(jié)過(guò)程的三維動(dòng)態(tài)模擬顯示。為SLS工藝過(guò)程的分析、控制、可視化提供一種數(shù)字化工具，可有效減小SLS過(guò)程的工藝缺陷，對(duì)機(jī)械零件的實(shí)