选择性激光烧结原型精度的研究

论文摘要

现代社会市场竞争日趋激烈,新产品的“上市时间”已成为取胜的关键,因此,要求设计、制造尽量缩短产品的开发、制造周期,以适应批量小、品种多、改型快的现代制造模式。快速成型技术（RPM）与快速模具制造技术（RT）能分别用来快速制造具有复杂形状的原型及具有高尺寸精度和低表面粗糙度的各类工模具,因此利用这两种技术能实现快速产品开发的目的。选择激光烧结（SLS）已经应用于小批量零件的制造,但基于SLS原型的快速制造技术起步不久,还正处于发展阶段,应用于实际生产中还面临许多挑战,其中突出的问题就是基于离散累加原理制造的表面及尺寸精度、综合机械性能难于满足高精度、高表面质量的制造要求,烧结参数对试样的影响尚不明确等。本文通过分析烧结参数对SLS烧结试样的影响,根据正交试验得出的结果,提出了一组优化的烧结参数组合,并结合石膏型精密铸造技术,验证了试验结果的实用性。论文的主要工作如下:①讨论、分析了SLS工艺及其应用和国内外的研究现状;②以ABS树脂（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）为试验材料,在AFS-320MZ激光选区烧结快速成形机上烧结专门设定的样件,通过正交试验的方差分析方法,讨论切片厚度、激光功率和加热温度三个烧结工艺参数对样件的直径、圆柱度、XYZ方向平面距离、平面度、平行度和表面粗糙度的影响,并且通过线性回归方法提出一组优化的烧结参数组合;③将SLS技术与石膏型精密铸造技术相结合,运用上述试验得出的结论,进行了R73电喷发动机进气管铝合金样件的开发。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 快速成型技术概述
• 1.1.1 产生背景
• 1.1.2 基本原理与特征
• 1.2 选择激光烧结快速成型技术
• 1.2.1 选择激光烧结的技术特征
• 1.2.2 选择激光烧结的工艺过程
• 1.2.3 选择激光烧结的原理
• 1.2.4 选择激光烧结的机理
• 1.3 RP-石膏型精密铸造
• 1.4 国内外研究状况
• 1.5 论文选题背景及意义
• 1.6 论文主要研究内容
• 2 ABS 树脂材料的SLS 成型机理
• 2.1 激光与ABS 树脂材料的相互作用
• 2.2 ABS 树脂材料SLS 快速成型机理
• 2.3 ABS 树脂材料SLS 成型难点分析
• 2.3.1 成型收缩
• 2.3.2 翘曲变形
• 2.4 快速成型误差分析
• 2.4.1 固有误差
• 2.4.2 设备可控误差
• 3 试验方案及分析
• 3.1 试验设备
• 3.2 试验方案
• 3.2.1 几何模型设定
• 3.2.2 试验方案设计
• 3.3 试验数据整理及分析
• 3.3.1 圆柱类
• 3.3.2 平面类
• 3.3.3 致密度
• 3.4 回归试验与分析
• 3.5 试验结果及讨论
• 4 基于SLS 原型的R73 电喷发动机进气管的石膏型铸造
• 4.1 数据处理
• 4.1.1 CAD 到STL 处理
• 4.1.2 Magic RP 软件处理
• 4.1.3 加工代码生成
• 4.2 烧结及浸蜡处理
• 4.2.1 烧结
• 4.2.2 浸蜡处理
• 4.2.3 蜡型数据测量
• 4.3 石膏型精密铸造
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录