PA6粉末多層選區(qū)激光燒結(jié)應(yīng)力與變形研究.pdf

1、選區(qū)激光燒結(jié)(Selective Laser Sintering，SLS)是一種基于逐層制造的激光快速成形技術(shù)(Rapid Prototyping，RP)，相比其他RP技術(shù)具有成形材料來源廣泛，可成形任意復(fù)雜零件，具有空腔、懸臂結(jié)構(gòu)的零件的成形時無需支撐的優(yōu)點，經(jīng)過二十多年在的發(fā)展研究，逐漸應(yīng)用于汽車工業(yè)、模具制造和生物醫(yī)療等領(lǐng)域，在國內(nèi)外受到了廣泛的重視和發(fā)展。
　　選區(qū)激光燒結(jié)的成形原理是計算機(jī)控制激光按一定路徑，在粉末層表面

2、掃描，粉末逐點熔化，再凝固后熔結(jié)成線，相鄰燒結(jié)線搭接成面，逐層面形堆積成實體的過程，成形過程中不穩(wěn)定的溫度場，以及PA6高分子材料的收縮性，導(dǎo)致成形過程中存在較大的應(yīng)力與變形。成形過程中的變形影響變形會影響成形精度，應(yīng)力過大時，更會導(dǎo)致燒結(jié)件開裂，嚴(yán)重影響零件使用性能。
　　因此，有必要對PA6粉末材料燒結(jié)中應(yīng)力及變形問題深入了解，提升燒結(jié)件的實用性。本文通過激光對粉末燒結(jié)的熱作用提出體熱元模型，用有限元軟件的模擬計算得到PA6粉

3、末多層選區(qū)激光燒結(jié)過程的溫度場和應(yīng)力場;分析預(yù)熱溫度對三維實體零件的成形以及燒結(jié)件的應(yīng)力、變形的影響;進(jìn)行多層燒結(jié)實驗，測量燒結(jié)件在逐層成形過程中的應(yīng)力，結(jié)合模擬計算與實驗測量對應(yīng)力變形問題進(jìn)行研究和優(yōu)化。
　　第一，分析PA6粉末多層燒結(jié)的溫度場。利用ANSYS中的生死單元功能，模擬逐層增材制造的過程，得到整個燒結(jié)過程的溫度場變化，分析預(yù)熱溫度對三維實體零件的成形條件的影響。
　　第二，在溫度場分析的基礎(chǔ)上，計算PA6粉末

4、多層燒結(jié)的應(yīng)力場。通過熱彈性力學(xué)的基本原理，將燒結(jié)過程中溫度的影響轉(zhuǎn)化為應(yīng)變以及應(yīng)力的結(jié)果，得到整個燒結(jié)過程的應(yīng)力場變化，結(jié)合工藝參數(shù)優(yōu)化燒結(jié)過程。
　　第三，進(jìn)行PA6粉末多層燒結(jié)實驗，測量燒結(jié)件的應(yīng)力。根據(jù)彈性變形法，通過零件在應(yīng)力釋放作用下發(fā)生的彈性變形得到燒結(jié)件的應(yīng)力，結(jié)合模擬計算的結(jié)果，得到應(yīng)力、變形較小的三維燒結(jié)件。
　　通過本文的一系列工作，得到燒結(jié)過程中應(yīng)力變形的演化過程，進(jìn)而優(yōu)化燒結(jié)工藝參數(shù)，得到良好的三維