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《山东大学》 2007年
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粉末激光烧结快速成型工艺及关键技术研究

张磊  
【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SLS工艺,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。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TF124.5

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 袁直;郭艳玲;罗凯;辛宗生;;基于木粉的快速原型实验研究[J];机电产品开发与创新;2010年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 郭艳玲;姜凯译;辛宗生;曾伟梁;;木粉/PES复合粉末选择性激光烧结成形及后处理技术研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
2 郭艳玲;王璞璇;姜凯译;曾伟梁;于志祥;;桉木\PES复合粉末选择性激光烧结实验与渗蜡后处理[A];第十四届中国科协年会第11分会场:低成本、高性能复合材料发展论坛论文集[C];2012年
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4 方小林;基于木粉的快速原型件工艺及数控扫描路径规划的研究[D];东北林业大学;2008年
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 姜睿智;岳秀艳;史廷春;邱建辉;索海瑞;彭东亮;;面向RP的CT图像处理技术综述[J];CT理论与应用研究;2008年01期
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5 肖猛;赵剑峰;;金属零件快速成形制造技术在国内的研究与发展[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
6 周红燕;;高精度快速模具制造软件系统分层处理技术研究[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
7 李凤春;杨家林;李尚政;王洋;;复杂零件的快速精密铸造技术[A];2008中国铸造活动周论文集[C];2008年
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9 郭艳玲;王璞璇;姜凯译;曾伟梁;于志祥;;桉木\PES复合粉末选择性激光烧结实验与渗蜡后处理[A];第十四届中国科协年会第11分会场:低成本、高性能复合材料发展论坛论文集[C];2012年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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1 郭艳玲;王璞璇;姜凯译;曾伟梁;于志祥;;桉木\PES复合粉末选择性激光烧结实验与渗蜡后处理[A];第十四届中国科协年会第11分会场:低成本、高性能复合材料发展论坛论文集[C];2012年
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6 朱天柱;压电式喷射三维打印成型系统开发与实验研究[D];华中科技大学;2012年
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【二级参考文献】
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8 王利蕊,张建华;基于小功率SLS系统的EDM电极快速制备实验研究[J];电加工与模具;2003年03期
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10 林柳兰,史玉升,曾繁涤,黄树槐;高分子粉末烧结件的增强后处理的研究[J];功能材料;2003年01期
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9 张燕军;王正明;张为群;刘春霞;蔡勇;翟造成;;为国家授时中心研制的氢原子钟的设计改进与性能[A];2005年全国时间频率学术交流会文集[C];2005年
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4 张刚;秋季育蛋雏鸡的温度控制[N];中国畜牧兽医报;2007年
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9 李志洲;膝关节软骨组织工程支架模型体外构建和软骨的体内培养[D];吉林大学;2008年
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1 张磊;粉末激光烧结快速成型工艺及关键技术研究[D];山东大学;2007年
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5 宋丽莉;熔融沉积制造成型过程的数值模拟[D];北京化工大学;2005年
6 仇建鹏;光固化快速成型制件的精度研究[D];长春理工大学;2007年
7 李艳;基于SLS的金属模具快速制造基础技术实验研究[D];中北大学;2007年
8 刘望兰;铝合金TIG电弧快速成型工艺的研究[D];天津大学;2007年
9 姜楠;智能输液保温器的研究与开发[D];东南大学;2004年
10 蔡咏梅;基于快速成型与逆向工程技术的快速模具制造[D];新疆大学;2005年
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