选择性激光烧结复合粉末法制造合金零件

通过混合Fe,Ni,C单质和粘接剂粉末配制了选择性激光烧结(SLS)用复合粉末,并利用间接SLS方法制备了复合粉末毛坯.经过脱脂、高温烧结和渗铜处理,制造了致密的渗铜Fe-Ni-C合金材料.对零件毛坯的成型与后处理工艺及合金的微观组织和机械性能进行了研究.结果表明:高温烧结中Ni和C能够通过固态扩散固溶到-γFe中,且合金元素分布均匀;合金经900℃固溶并在330℃等温处理1 h后,室温下由下贝氏体组织、沉淀析出的-αCu和Fe-Ni构成;合金材料的极限拉伸强度超过350 MPa,延伸率小于4%.     

激光烧结陶瓷粉末成形零件的研究

实验研究了Ａｌ２Ｏ３陶瓷粉末的激光烧结过程,介绍了激光烧结实验装置,分析了烧结参数对烧结过程的影响,得到了激光烧结的Ａｌ２Ｏ３陶瓷零件。所设计的实验装置的结构简单,可满足实验要求。     

PA2200粉末选择性激光烧结工艺参数优化

采用选择性激光烧结(SLS)技术对PA2200粉末材料进行烧结试验,研究激光功率、扫描间距和扫描速率对成形件的尺寸精度和弹性模量的影响,通过全面试验设计法进行工艺参数优化。结果表明,最优工艺参数组合为激光功率40 W、扫描速率3 000 mm/s、扫描间距0.4 mm,此时成形件的X向尺寸相对偏差为-0.5%、Y向尺寸相对偏差为-0.5%、Z向尺寸相对偏差为1.2%、弹性模量为1 589.61 MPa。利用显微镜对成形件表面进行观察,发现PA2200粉末熔化均匀,颗粒之间黏接效果较好,孔隙较小,致密度高,验证了该组工艺参数的有效性。     

Fe-Ni-C合金粉末选择性激光熔化成形

针对金属零件在选择性激光熔化成形过程中容易产生翘曲变形、裂纹与球化现象等问题,在理论分析与试验的基础上,探讨了其工艺参数与扫描路径对金属粉末在熔化成形中翘曲变形、裂纹与球化的影响,以及化学成分、熔池冷却速度与制件金相组织、显微硬度的关系,为选择性激光熔化技术的发展提供理论指导与实验依据.实验表明:通过合适的工艺参数与扫描路径,能够得到高致密度金属零件,金相组织均匀细小,没有出现明显翘曲变形、裂纹与球化现象.     

超细W-10Cu复合粉末的湿法制备及烧结体性能

通过湿法以仲钨酸铵和硝酸铜为原料制备了Cu的质量分数为10%、平均粒径约为250 nm的超细W-Cu复合粉末.用扫描电子显微镜(SEM)和元素分析,结果表明:还原温度对粉末的形态和纯度具有显著作用.粉末经注射成型后制成的生坯在1300℃下、H2气氛中烧结120 min后,其相对密度可达99.37%,微观组织均匀,具有较高的热导率,可达217 W/(m·K)左右,室温到600℃范围下热膨胀系数在6.0×10-6～7.8×10-6K-1之间.     

选择性激光熔化高温合金粉末成形工艺

为研究高温合金在SLM成形过程中熔池的形貌、熔化成形零件的致密度,通过实验分析激光功率、扫描速度和扫描间距等对成形过程的影响.实验结果表明：激光功率的大小是影响熔池好坏和成形试样致密度高低的主要因素.通过正交实验对工艺参数优化,其激光功率为400W、扫描间距为0.1 mm、扫描速度为700 mm/s时,致密度最大为85.8％.在该组优化参数下成功试制零件.     

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．     

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。     

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．     

树脂增强SLS烧结件的研究

为解决以高分子粉末为基底的烧结件力学性能较差的问题，对烧结原型件进行了树脂增强．研究了环氧树脂的固化条件及增强后烧结件的尺寸精度变化，测试了增强件的力学性能．试验结果表明，增强处理后的烧结件性能有较大的提高．     

选择性激光烧结Al2O3/SiO2复相陶瓷零件性能的研究

通过添加适量SiO2,经选择性激光烧结(SLS)成型及后处理得到Al2O3/SiO2复相陶瓷零件,分析了该复相陶瓷的物相和显微结构,研究了不同含量SiO2的引入对试样强度及密度的影响,最后选择最佳配比成型陶瓷零件.结果表明:随着SiO2含量的增加,烧结件的强度和密度也随之提高;当SiO2(体积分数)达到20%时,成型件经1 450℃高温烧结8 h抗弯强度达到45 MPa,密度为2.35×103kg/m3.     

选择性激光烧结制件冷等静压形变模拟与试验

将选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)和冷等静压(cold isostatic pressing,CIP)结合,快速制造复杂零件.采用修正的Cam-Clay模型,用ABAQUS软件实现了长方体和齿轮的SLS制件CIP过程的数值模拟,得到相对密度与压力的关系,预测了SLS制件CIP后的结构和尺寸.与试验对比表明:长方体Z向的收缩率误差比较大(34.9%),齿轮齿根处尺寸误差比较大(-47.97%).为复杂制件结构设计和压力选取提供了依据,并为SLS/CIP成形提供了有效的指导.     

金属粉末激光烧结的动态凝固特征

在实验的基础上,分析了激光烧结成形过程中的凝固组织特征及其形核机制,讨论了烧结工艺参数和运动熔池形状特征对动态凝固特征的影响.对烧结体进行分析的结果表明:烧结体的组织是以枝晶和等轴晶二种组织形态交替叠加而成,形成整个制件的组织呈周期性重复出现.     

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.     

金属粉末激光选区烧结过程的特征探讨

采用激光选区烧结的方法,对Ni基合金粉末进行了一系列激光烧结成形试验.在试验的基础上,阐述了用激光直接熔化金属粉末,烧结成形金属零件的一些基本特征,这主要包括在激光烧结成形过程中的熔池球化特征、熔体流动特征和动态凝固组织特征.分析了熔池球化现象对烧结成形的不利影响,提出了减少粉层厚度和加大激光功率,可避免熔池球化现象的出现.进一步探讨了烧结过程的基本规律和烧结成形的基本机理,为金属粉末的直接激光烧结成形提供了依据.     

SLS成型机的粉末预热过程研究

对成型机工作腔的一般预热方法的预热过程进行了分析 ,研究了辐射预热的热流密度对粉末预热温度的影响 ,提出了热流密度场模型 ,并与实验测得的预热温度场进行了比较 ,该模型可用于预热装置设计和SLS成型过程控制     

SLS工艺参数对Al2O3/SiO2/ZrO2复合陶瓷烧结质量的影响

针对复合陶瓷材料Al2O3/SiO2/ZrO2脆性大难加工等问题,结合选择性激光烧结(SLS)工艺成形复合陶瓷粉末,采用Nd:YAG激光器及其送粉装置进行激光烧结试验.利用扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)和X射线衍射分析仪(XRD)观察了成形件的微观组织并分析了微观组织成分.探讨了激光烧结的主要工艺参数对单层烧结质量的影响及扫描速度对显微结构的影响.结果表明:采用正交试验方法系统地分析了工艺过程,获得最佳工艺参数为扫描速度15mm/s、激光功率40W、搭接量04mm,得到了气孔较少、密度372g/cm3的烧结表面,能够烧结出致密并具有枝状组织的陶瓷.