基于激光選區(qū)熔化快速制造的零件模型重構(gòu)與結(jié)構(gòu)再設(shè)計方法研究.pdf

1、增材制造技術(shù)作為一種全新的制造技術(shù)，正在逐步滲入到機(jī)械制造的諸多領(lǐng)域，有效補(bǔ)充和擴(kuò)展機(jī)械零件的多樣化設(shè)計和加工方式。激光選區(qū)熔化技術(shù)(Selective laser melting, SLM)是一項能夠直接制造金屬零件的增材制造技術(shù)，能夠制造出具有復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)、復(fù)雜內(nèi)結(jié)構(gòu)以及良好力學(xué)性能的金屬零件。目前對SLM技術(shù)的相關(guān)研究多集中在材料、設(shè)備、工藝上，而對全新制造技術(shù)所帶來的設(shè)計方法的改變研究較少，特別是在基于傳統(tǒng)零件外形所開展的零件輕

2、量化快速制造設(shè)計方法方面。本文利用SLM制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，研究采用SLM技術(shù)對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)再設(shè)計，以期在滿足性能要求的前提下達(dá)到輕量化快速制造的目的。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　1．分析了采用SLM技術(shù)制造零件的現(xiàn)狀及現(xiàn)有SLM零件輕量化快速制造方法存在的問題。并確定了“蒙皮—骨架”式的零件輕量化快速制造方法。
　　2．采用基于輪廓特征的多反求方法集成的零件逆向數(shù)據(jù)采集方式，采用匹配優(yōu)度選取最優(yōu)采集方法，以復(fù)

3、雜曲面零件與典型機(jī)械零件為例進(jìn)行了逆向數(shù)據(jù)采集與模型重構(gòu)，實現(xiàn)了零件的模型重構(gòu)，為零件結(jié)構(gòu)重構(gòu)提供實體模型基礎(chǔ)。
　　3．對 SLM成型試件的力學(xué)性能進(jìn)行試驗，研究了小尺寸點陣結(jié)構(gòu)的屈服破壞形式，驗證其擴(kuò)散式破壞以及結(jié)構(gòu)不可靠的的問題。分析了不同尺寸參數(shù)結(jié)構(gòu)件的屈服過程隨尺寸結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化趨勢，用以指導(dǎo)SLM零件再設(shè)計。
　　4．提出了基于零件拆分結(jié)構(gòu)等強(qiáng)度重構(gòu)設(shè)計的思想方法對零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，得到了強(qiáng)度性能達(dá)標(biāo)、結(jié)構(gòu)針