覆膜金屬粉末激光燒結成型過程三維溫度場數(shù)值模擬技術研究.pdf

1、選擇性激光燒結技術是快速成型方法中比較成熟的一種，由于其成型材料范圍廣、不需要夾具和模具等優(yōu)點而受到國內外越來越多的關注。在選擇性激光燒結制造零件過程中，溫度是決定成型精度的關鍵因素。而成形過程中復雜多變的溫度場是會引起零件發(fā)生變形，無法滿足使用要求。本課題的目的是通過對選擇性激光燒結覆膜金屬粉末過程的溫度場進行模擬，選擇合適的激光燒結工藝參數(shù)，制備出較高精度的成型金屬零件。主要研究內容如下： 以覆膜不銹鋼粉末為成型材料，研究了

2、覆膜金屬粉末的選擇性激光燒結機理；分析了覆膜不銹鋼材料在激光點照射和點掃描條件下，不同工藝參數(shù)(包括激光功率、掃描速度、預熱溫度、鋪粉厚度)對其成型精度的影響。 根據(jù)選擇性激光燒結過程中的熱傳導的方式和溫度場有限元分析的理論研究基礎，建立了選擇性燒結溫度場有限元分析模型，提取出通用的有限元物理建模信息，并設計了有限元熱分析作業(yè)物理模型；采用有限差分法對時間域進行離散，利用Galerkin加權余量法完成了溫度場有限元計算公式的推導

3、；并給出了計算的程序流程。 采用BP神經網絡算法對覆膜金屬粉末的熱物性參數(shù)進行預報，并利用得到的熱物性參數(shù)參與有限元計算；分析了不同工藝參數(shù)對覆膜不銹鋼材料熱固結過程溫度場及熱固結影響區(qū)大小的影響；在激光燒結成型過程的三維溫度場的仿真計算的基礎上，研究了各工藝因素對成型的影響及其各工藝因素之間的相互關系；通過實驗驗證和數(shù)值模擬分析，模擬結果和試驗結果吻合較好；利用得到的覆膜不銹鋼粉末選擇性激光燒結的合理工藝參數(shù)范圍和最佳工藝參數(shù)