粉末激光烧结快速成型工艺及关键技术研究

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1、t．1．t东大掌硕士掌位论文粉末激光烧结快速成型工艺及关键技术研究摘要粉末激光烧结快速成型工艺(SLS)的研究与开发一直是国内外快速成型(RP)技术领域的重要研究方向之一。从目前粉末激光烧结快速成型工艺的研究现状及存在问题来看，烧结材料开发及其烧结特性的研究仍将是近期研究的热点及核心．但是，在大力开展此热点研究的同时，却忽视了现有材料的烧结工艺技术的进一步研究。对于当前国内外应用最广且应用最成熟的PS粉末SLST艺，仍存在较严重的成型零件形状及尺寸精度问题。系统研究SLs工艺参数，尤其是烧结过程中温度的控制以及合理的后处理工艺，提高SLS原型形状

2、与尺寸精度以及进而提高SLS原型的性能，对于满足SLS原型使用要求及扩大SLS技术的应用范围都具有极其现实的意义。本文围绕粉末激光烧结快速成型工艺及其若干关键技术展开研究，内容包括快速成型的工艺参数对成型质量与效率等的影响研究、温度控制技术研究、后处理技术及其在医疗方面的应用。首先，介绍了快速成型技术的基本原理，应用和分类；详细介绍了粉末激光烧结快速成型工艺的基本原理，工艺过程。为本课题研究的开展奠定了，理论基础。其次，本文分析了粉末激光烧结快速成型工艺参数设置对成型件质量的影响，对激光功率、扫描速度、烧结间距、单层厚度、扫描方式几个工艺参数对成

3、型质量与效率的影响进行了实验研究，给出了主要工艺参数对成型质量与效率的影响规律，综合工艺参数对成型制件质量与效率的影响，给出了工艺参数的优化配置。结合热能传输的基础理论分析了SLS工艺的能量传输过程，研究了激光能量的分布状态及粉末的烧结过程，并在上述两方面分析的基础之上通过实验研究提出了一套针对PS粉末激光烧结成型的温度控制策略。然后，介绍了SLS工艺针对不同应用目标的渗树脂和渗蜡两种后处理工艺，分别针对于功能性原型制件和熔模铸造消失模制件的处理，通过实验研摘要究，给出了渗树脂和渗蜡工艺在制件清理、渗透过程及渗后处理过程中所应注意的问题。对大型件

4、的剖分接合加工方法进行了设计与实验研究，针对圆截面制件建议采用插合剖分接合方案，对于非圆截面则建议采用平剖方案加工。最后，本文通过实例探讨了SLS工艺在骨修复手术中的应用。介绍了利用Mimics软件的处理CT数据的方法；然后，利用一次骨修复手术实例，探讨了针对医用假体模型的SLS法制作工艺的相关问题，在烧结工艺参数的配置、后处理过程等相关工艺技术方面进行了相应的研究探讨。关键词：快速成型；粉末激光烧结；工艺参数；温度控制；后处理工艺；医学应用Ⅱth东大掌硕士掌位论文TheResearchoftheProcessandtheKeyTechnolog

5、yofSelectiveLaserSinteringABSTRCTAthomeandabroad，theresearchanddevelopmentofthetechnologyofSelectiveLaserSinteringrskS)isalwaysoneofthemostimportantresearchdirectionsinthefieldofRapidPmto呻inglaP)．JudgingfromthecurrentsituationandtheexistingproblemsofSLS，thedevelopmentofthesin

6、teredmaterialsandthestudyofitssinteringcharacteristicswillbeenreintherecentresearchandwilllasthot．Whilethehotresearchofthispoint，thefurtherstudyofsinteringtechnologyofexistingpowdersisneglectedmoroorless．AstotheSLSusingPSpowder,whichisappliedmostwidelyandmaturely,there躺stillr

7、elatively8eriousprecisionproblemsintheshapeandsizeofthesinteringcomponents．SothesystematicanalysisoftheSLSprocessparameters,especiallythetemperaturecontrolinthesinteringprocessandthereasonablepost-processingtechniques，theimprovementoftheprototype'sshapeandsizeaccuracywhichcan

8、furtheronhanceitsperformancewilldomuchgoodtomeettheSksapplicationrcq