基于激光二次烧结单元体成型多孔结构体的研究.pdf

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1、制造技术／工艺装备现代制造工程(ModemManufacturingEn舀neering)2016年第12期基于激光二次烧结单元体成型多孑L结构体的研究郑军，祝彬彬，何龙，鞠开阳，董星涛(浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部／浙江省重点实验室，杭州310014)摘要：多孔结构材料作为功能结构材料被广泛应用。提出一种基于特殊四面体颗粒作为基本单元体进行激光二次烧结成型多孔结构体新工艺。通过实验测得单元体颗粒堆积密度与孔隙率，由PFC3D软件模拟单元体堆积得到模拟孔隙率，其数值与实验结果相近。通过软

2、件获取堆积截面形貌，观测单元体颗粒堆积下内部孔隙的尺寸分布。对单元体表面喷粉后进行激光二次烧结成型发现，随着激光功率增加、扫描速度减小，单元体颗粒粘接性能提高。关键词：多孔结构；激光二次烧结；PFC3D软件；单元体；颗粒粘撰眭能中图分类号：THl6文献标志码：A文章编号：167l一3133(2016)12----0117珈5DOI：10．16731／j．cnki．1671—3133．2016．12．023Studyonlasersecondarysinteringofporousstructurefro

3、munitbody’SconnectionZhengJun，ZhuBinbin，HeLong，JuKaiyang，DongXingtao(KeyLaboratoryofE&M，MinistryofEducation&ZhejiangProvince，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China)Abstract：Theporousstructuralmaterialiswidelyusedasafunctionalstructuralmateri

4、al．Anewmethodofformingtheporousstructuralmaterialisproposedbyasecondarylasersinteringfromspecialtetrahedronparticles．TheparticlepackingdensityandporosityaretestedfromexperimentsandthesimulationoftheporosityfromthesimulatingsoftwarePFC3Disquitesimilartoth

5、eexperimentalresult．Gettingthoroughthesimulatingsectionoftheparticlepacking，theinsideunitbodyporesizedistributionisobserved．Theunitbody’Ssurfaceissprayedbypowdersandthesecondlasersinteringistested．Theresultiscomingoutthattheunitbody’Sadhesivepropertyisim

6、provedwiththeincreaseofthelaserpoweranddecreaseofthelaserspeed．Keywords：porousstructure；secondarylasersinter；PFC3Dsoftware；unitbody；particleadhesiveproperty0引言多孔结构材料是一种由相互贯通或者封闭孔洞构成具有网络结构的新型工程材料，具备相对密度低、比表面积大以及吸能减震的优异特点，已在航空航天、电子和机械等领域得到广泛应用¨引。常见的多孔结构材料制

7、备方法有中空球烧结法、发泡法和添加造孔剂法等。上述方法均在一定范围内有优异性，但工艺局限性也较为明显。新近出现的增材制造方法，以选择性激光烧结／熔化(SLS／SLM)技术，通过CAD原型设计直接制造多孔结构体M1。该方法虽然能直接成型多孔结构体，但由于增材制造自身存在悬垂结构刮渣、内部孑L隙粉末不易清理等问题，故推广应用有一定局限性‘51。本文提出一种基于单元体二次激光烧结成型多孔结构体的方法，用SLS烧结出单元体颗粒，再用激光对铺层单元体进行二次烧结成型多孔结构体，探究激光工艺参数对单元体间粘接性能的

8、影响关系。该方法克服了增材制造的多孑L结构内部孔隙颗粒难清理的缺陷，并可通过控制不同尺寸的单元体结构得到不同孑L隙率的多孔结构体，对多孔结构体制造提出了一种新思路。l单元体形状设计及其堆积特性研究1．1单元体形状尺寸确定基于单元体激光二次烧结成型多孔结构体，首先通过SLS烧结成型单元体颗粒。单元体结构选择需结合SLS技术特点∞J。由于单元体尺寸小，支架部位成型精度要求高，快速成型制造对悬垂成型存在一定缺陷一o，因此单元体支架要尽量避开悬垂结