树脂基复合成型材料激光

介绍了变长线扫描激光烧结成型技术的基本原理.建立了树脂基复合成型材料变长线扫描激光烧结过程温度场的数学模型,利用有限元方法进行了数值计算.并对烧结过程温度场进行了实验测量,以验证模拟计算结果.     

激光变长线快速成型机控制系统

论述了激光变长线快速成型系统的工作原理和特点，对系统中采用可变长度的激光线段对粉末材料进行有选择地烧结的实现方法进行了说明，着重介绍了其控制系统的软硬件结构．     

热像仪建立覆膜砂SLS过程激光能量输入模型研究

利用热像仪,通过计算机自动控制,对覆膜砂选择性激光烧结(SLS)过程的温度场进行了测定和研究,避开了使用传统测温方法的各种干扰及缺点. 通过对热像仪测温结果的研究,确定了覆膜砂SLS成型的合适的工艺参数范围:扫描速度10 mm/s,激光功率16～20 W. 根据热像仪测温结果,结合ANSYS数值模拟计算,建立了覆膜砂SLS过程的激光能量输入模型. 该模型考虑了扫描过程中激光与覆膜砂相互作用的因素,用于预测不同的工艺参数对覆膜砂SLS成型过程的影响,为进一步分析各种成型工艺变化对覆膜砂固结效果的影响,以及激光快速成型工艺的计算机优化奠定了基础.     

SLS快速成型工艺激光扫描路径策略研究

在选择性激光烧结快速成型工艺中,零件是靠激光逐层扫描各种成型材料直接固化成型的．由二维到三维的逐层累积过程中,扫描器要做大量的扫描．合理的扫描路径对提高成型效率,改善扫描器的工作状态无疑有着重要意义;在对现有激光扫描方式的实验研究和理论分析基础上,提出了一种基于单调域的扫描路径生成算法,成功地应用于开发的快速成型机中．     

一种新的线扫描快速成型工艺方法

一种新的线扫描选择性激光烧结快速成型(SLSRP)方法可以提高对大工件的加工质量．它与一般振镜点扫描完全不同．它使用柱面透镜组将CO2激光器输出的圆光束改变为扇形光束,从点(0．14mm)到最大线长(40mm)实现无级变长以适应烧结层面的几何形状．保证不同长度激光线上的功率密度恒定并满足在30mm／s的扫描速度下对各种有机粉末材料进行有效烧结．应用实践证明这种线扫描工艺的加工质量尤其是对大工件的加工质量优于振镜点扫描的工艺方法,可以很大地扩展SLS RP工艺的应用范围．     

SLS快速成型工艺激光扫描路径策略研究

在选择性激光烧结快速成型工艺中,零件是靠激光逐层扫描各种成型材料直接固化成型的.由二维到三维的逐层累积过程中,扫描器要做大量的扫描.合理的扫描路径对提高成型效率,改善扫描器的工作状态无疑有着重要意义;在对现有激光扫描方式的实验研究和理论分析基础上,提出了一种基于单调域的扫描路径生成算法,成功地应用于开发的快速成型机中.     

基于激光快速成型技术的金属粉末烧结工艺

章详细介绍了金属粉末快速成型的研究现状，分析了金属粉末选择性激光烧结的工艺特点，对这些工艺的影响因素进行了讨论。在实验基础上，得到了合理的铁基、镍基F105合金粉末的激光烧结工艺。     

选择性激光烧结覆膜砂铸型（芯）的固化机理

分析了激光束扫描烧结的物理模型和履膜砂受热固化的特点,研究了选择性激光烧结（SLS）覆膜砂铸型（芯）的成型条件,固化机理,以及SLS覆膜砂铸型（芯）的固化特点,介绍了用SLS法快速成形覆覆砂铸型,浇注铸件的工艺过程和实例。     

激光选区烧结成型材料的研究和应用现状

介绍了激光快速成型的原理及SLS对材料性能的要求，概括了激光选区烧结成型技术中各种材料的研究和应用现状，分析了SLS技术产业化存在的问题及可能解决的途径。     

Ti64合金激光选区熔化的数值模拟研究

为研究工艺参数对制件成形及性能的影响,以指导实验与生产采用数值模拟的方法,比较激光功率、扫描速度、扫描方式3种工艺参数对制件温度场的影响及同一工艺参数下应力应变场情况。结果表明:当激光功率增大,瞬态温度场面积增大,熔池温度峰值增大;当扫描速度增大,其温度场收缩,温度梯度增大;相对于同向烧结方式,蛇形烧结方式前一段的温度场对上一道烧结具有保温作用,使温度梯度减小。推荐使用激光功率90 W扫描速度50 mm/s,蛇形烧结方式对Ti64合金进行烧结。     

同轴送粉激光增材工艺对温度场及应力场的影响

激光增材制造过程中金属零件能否顺利成形以及成形后组织性能的优劣直接取决于工艺参数的选择。为研究激光工艺参数对增材构件温度场和应力场的影响,本文研究基于顺序热-力耦合有限元方法对在304L基板上进行同轴送粉激光增材GH4169合金粉末的单道单层工艺开展数值模拟研究。在实验验证数值模型有效性的基础上,深入分析激光功率和扫描速度对不同区域的温度场和残余应力的影响,并探讨应力场与温度场之间的关系。在沉积层边缘区域,提高激光功率和降低扫描速度都会明显降低沉积层和基板在降温过程中的温度梯度,且该温度梯度与该位置的横、纵向残余应力呈明显的正比关系。在沉积层内部,扫描速度的变化对横、纵向温度梯度和残余应力影响微小,提高激光功率使得该区域的纵向温度梯度明显降低,但横、纵向残余应力略有增大,熔池中心区域的残余应力和温度梯度不存在明显的正比关系。     

Cu合金粉末激光微烧结扫描线宽研究

实验研究了激光工艺参数（如激光平均功率、扫描速度、光斑直径等）对选区激光微烧结Cu基双组元混合金属粉末扫描线宽的影响及规律．结果表明：若激光平均功率越高、扫描速度越慢、光斑直径越大,则扫描线宽越宽;窄的扫描线宽需要低激光功率、快扫描速度、小光斑的工艺方案,其中小光斑对获得窄扫描线宽尤为重要．最后通过工艺参数的优化,获得了扫描线宽约为120μm的复杂三维金属零件．     

生长型制造中分形扫描路径对温度场的影响

针对生长型制造提出了一种新的扫描路径──分形扫描路径．通过算例,对比分析了一种分形扫描路径与常用的直线扫描路径烧结单层铁粉形成的温度场．以烧结零件物理性能好坏为评判标准,表明分形路径较优．温度场理论分析结果可为确定激光扫描参数提供直接依据．     

一种结构光条纹中心快速检测方法

为解决三维扫描仪中图像处理的实时性，提出检测结构结构光条纹 法，本算法把阈值法与可变方向模板法相结合，充分发挥两者的优点，先由主机计算激光条纹度阈值，再结合像素的灰度邻域属性实时确定激光条纹，然后用可变方向模板激光条纹中心，实验表明这种方法具有数据存在量小，实现速度快的特点，而且还有抗白噪声能力和一定的修补断线能力，此外，本方法有利于硬并行实现。     

长脉宽激光硅片弯曲成形温度机制研究

根据已开展的长脉冲激光弯曲硅片试验,利用Ansys仿真软件计算了硅片弯曲过程中温度场的分布形式,分析了长脉冲激光弯曲硅片的温度特点.计算结果表明,试验所用硅片在弯曲过程中存在较明显的温度振荡,同时在第一次扫描后半段出现脆性-塑性温度转变点,认为第1次扫描主要起预热硅片的作用,与试验过程中第1次扫描无明显弯曲现象相符.在随后的扫描过程中,根据上下表面温度差以及光斑直径与厚度的比例关系,说明弯曲现象的产生是温度梯度机制(TGM)和翘曲机制(BM)共同作用的结果,同时在分别对每次扫描前初始温度和扫描过程中最高温度的分析中发现,随着扫描次数的增加,温度逐渐上升,但增加量逐渐减小,最终几乎趋于不变.     

激光熔凝温度场的数值计算

利用激光圆形光斑对和性的特点,建立了激光表面快速熔凝条件下温度的二维数值模型,边界条件点源模型推导,同时采用SIMPLE算法进行计算,在保证精度的条件下简化了计算（相对于三维）,计算结果与实验结果吻合良好,表明这种算法在一定条件下能够凝确的反映激光表面熔凝过程中,熔池纵截面的温度场信息及激光和理熔过程中生长界面的形态。     

选择性激光烧结成型件密度模型研究

选择性激光烧结(SIS—selective laser sintering)加工工艺参数的变化会引起成型件密度的变化,进而影响烧结强度．本文应用神经网络方法,建立了加工工艺参数与成型件密度之间的预测模型．应用该模型分析了加工工艺参数(层厚lt,扫描间距dh,激光功率W,扫描速度v,加工环境温度Te,层与层之间的加工时间间隔Ts和扫描方式F)对成型件密度的影响．试验研究结果表明：该模型能定量地反映加工工艺参数与成型件密度之间的关系．据此可通过合理地选取工艺参数得到所需的加工件．     

箔材激光弯曲成形的有限元模拟

建立了箔材微尺度激光弯曲成形的三维热力耦合有限元模型,并采用大型非线性有限元软件MSC.Marc对其激光弯曲成形过程进行数值模拟.通过模拟计算得到了箔材弯曲变形过程中的温度场、变形场与应力应变场.分析了应力、温度、变形三者之间的内在关系.研究发现:采用功率为25 W,光斑直径为0.2 mm的激光光束,以100 mm/s速度扫描厚度为0.1 mm的不锈钢箔,其弯曲成形的主要机理为温度梯度机理.