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选择性激光烧结快速成型铺粉装置的设计说明书.doc
1、粉体技术和计算机控制技术的选择性激光烧结工艺日渐成熟，无需模具就可将金属和非金属粉末直接逐层烧结成近净形致密零件，在汽车造船机械航空与航天等诸多领域逐渐得到广泛应用。选择性激光烧结技术有如下的特点材料选择广泛。其工艺材料选择广泛，如尼龙塑料金属陶瓷的包衣粉末或粉末的混合物均可作为加工材料。可根据不同的用途选择不同的材料，如用覆膜砂烧结精密铸造用砂型或芯，用石蜡粉或塑料粉烧结熔模铸造用的母模，用陶瓷粉烧结陶瓷模壳，或用金属粉直接成形金属模具或零件。技术不需要特殊支撑，多余材料易于清理，适合原型及功能零件的制造等优点，而且材料可以重复使用，材料利用率高，粉末材料的利用率几乎可以达到。工。
2、首先在成形缸内将粉末材料铺平，预热之后，在控制系统的控制下，激光束以定的功率和扫描速度在铺好的粉末层上扫描。被激光扫描过的区域内，粉末烧结成具有定厚度的实体结构。激光未扫描的地方仍然是粉末，可以作为下层的支撑并能在成形完成后去除，这样得到零件的层。当层截面烧结完成后，供粉活塞上移定距离，成形活塞下移定距离，通过铺粉操作，铺上层粉末材料。继续下层的激光扫描烧结，而且新的烧结层与前面已成形的部分连接在起。如此逐层地添加粉末材料，有选择地烧结堆积，最终生成三维实体原型或零件。全部烧结完成后，要做些后处理工作，如去掉多余的粉末，再进行打磨，烘干等处理便获得原型或零件。激光选区烧结快速成形设。
3、和工艺大多处于这阶段，所用的材料是聚合物，低熔点金属或陶瓷的包覆粉末或陶瓷与聚合物的混合物利用技术直接烧结高熔点金属材料如钛合金，镍合金等，这是的重要发展方向之。国外许多快速成形系统开发公司和使用单位对快速成形材料进行了大量的研究，开发出了多种适合于快速成形工艺的粉末材料。美国的公司于年推出了制造技术，在系统中烧结表面包覆树脂材料的铁粉，初次成形零件后，置入铜粉中再起放入高温炉进行二次烧结制造出注塑模具，此模具公司开发了可直接对未预热的金属粉末进行烧结的系统。该系统所使用的由不同金属粉末组成的混合粉，适用于制作滚轴和注塑模具。日本大阪大学焊接研究实验室的等用激光焊接技术，成功制备出。
4、聚合物粉末的激光器多采用二氧化碳激光器，最大输出功率为，其特点是寿命长，效率高，结构紧凑，输出稳定，可靠性高，易于控制。反射镜将激光束导入聚焦系统。扩束聚焦系统为了得到较小的聚焦光斑。扫描器指示光源由于加工用的激光束是不可见光，不便调试和操作，引入可见光，能够清晰看见激光光路，便于各光学元件的定位光束合成器控制系统成形机的控制系统由计算机和多快控制卡组成。其基本过程是由计算机控制铺粉机构，将粉末均匀地铺在烧结面上，然后控制激光器和扫描器，使激光束在烧结面上扫描。完成层的烧结后，烧结面下降段距离，完成次烧结过程。不断重复，最终就烧结成了三维实体。般情况下铺粉装置有多台伺服或步进电机，。
5、世纪年代，率先实现增材制造的是快速成形技术，又称为自由成形技术，其核心是将所需成形工件的复杂三维形体通过切片转化为简单的二维截面的组合，因此不必要采用传统的加工机床和工模具，依据工件的三维计算机辅助设计模型，在计算机控制的快速成形机上直接成形三维工件。成形过程如下利用快速成形机中的软件，沿模型的高度方向对模型进行分层切片，得到各层截面的二维轮廓图。快速成形机按照这些轮廓图，分层沉积材料，成形系列二维截面薄片层。快速成形机使片层与片层之间相互黏结，将这些片层顺序堆积成三维工件实体。由于增材制造法通过三维至二维的转化使工件的成形大为简化，因此只需传统切削加工至的工时和至的成本，就能直接。
6、备的主要构成机械主体部分光路系统控制系统冷却装置辅助加热装置等部分组成。下面简单介绍各个部分的组成机械主体部分机架用于支撑设备的其他部分。工作平台用于安装铺粉机构和活塞缸，同时作为它的安装基面。铺粉机构有滚轮式和刮板式两种。作用是不断提供成形用的粉末并将粉末铺平。滚轮式在直线运动过程中作反时针旋转，将供粉缸中的粉末送至成形缸，并使平面平整。对于大多数粉末材料，滚轮式结构的铺粉效果优于刮板式结构。供粉系统有活塞顶出式和漏斗下料式两种。无论何种方式，成形时每次的送料量均应大于成形室的单层成形体积。集料箱用于收集铺粉过程中多铺的粉料和卸料。通风除尘机构光路系统激光器在成形机上用于烧结塑料。
7、艺过程简单。与其他原型制造工艺如,等，成形无须研究专门的废料清除工艺。具有广阔的应用前景。可以直接成形金属或陶瓷制件，而快速原型与快速制模技术相结合是快速成形技术应用的个主要方面。从从目前的国内外技术的研究情况来看，覆膜砂，石蜡粉以及塑料粉三种材料的激光烧结技术的研究比较成熟，已经有商品化的设备推向市场。金属粉末的激光烧结技术也逐渐成熟，而陶瓷粉末的激光烧结技术尚处在研发阶段，陶瓷粉末的激光烧结技术属当今激光烧结技术的研究前沿和技术难点。在本论文中所设计的选择性激光烧结机械系统中铺粉装置，它是对选择性激光烧结成形质量是有重大的影响，它实现了粉末铺覆的自动化和铺粉厚度，粉末层密度大小。
8、的精确控制，目的是使生成的金属构件在精度及物理性能上达到实验要求的水平。铺粉装置的特点整套装置利用了机械部件与电气元件的组合，实现了机电体化，提高可工作效率与自动化程度。铺粉装置机构装配简单，结构紧凑。粉末层的密度可以根据所用粉末材料的特性通过调节步进电机的运动参数进行适当的调节，扩大了快速成形机的使用范围。对成形工件质量，是否符合用户所要求，在未来增材制造技术中将会越来越受到重视，随着选择性激光烧结技术的成熟，我们对产品的要求会越来越高，而对影响工件的质量的各种因素将会越来越受到科研学者的重视，而铺粉装置仅是其中的因素之，而且它也有很多改进的地方，所以，在未来的发展过程中，它的意。
9、绪论.课题来源在机械制造业，长期以来采用的加工方法是减材制造法，即用刀具从较大的毛坯上逐步切除无用材料来制作工件的方法，传统的车铣刨钻磨等切削加工方法，以及现代的电火花成形与激光切割都属于减材制造法。它是机械制造业最常用的方法，减材制造的工件精度高，表面品质好，成形材料与加工机床之间通常不存在从属依存关系，因此适用材料广泛，不需要机床制造商研制提供专用的材料。但是，它采用的毛坯通常必须由铸造或锻造而成，并且往往还需要模具预成形，加工周期较长，材料利用率低，成本较高，此外，还受刀具或模具的限制，有时甚至无法成形些内部形状很复杂的工件。图机械制造方法减材制造增材制造增材制造法的出现是在。
10、制作复杂的三维工件，在机械制造业引起了巨大的反响，曾经被誉为制造业的场革命。在这多年的努力下，实现快速成形工艺的关键设备已经有种商品化，即激光固化式激光烧结式贴片刻写式喷墨黏粉式和熔融挤压式等形式的快速成形机。在这种快速成形机中，前种都是用激光束使材料逐层成形，本篇论文所设计的题目是基于激光烧结式，即用激光束烧结材料使之成为三维工件的快速成形机。现设计套自动铺粉装置，实现了粉末铺覆的自动化和铺粉厚度粉末层密度大小的精确控制，目的是使生成的金属构件在精度及物理性能上达到实验的要求水平。.研究目的和意义金属成形精度和密度是快速成形技术在工业应用中的关键问题之，近年来，集中先进的激光技术。
11、其中有控制供料缸和成形缸的，种用于驱动铺粉小车作水平运动，台用于铺粉小车的滚轮转动，由计算机对各步进电机驱动器进行控制。.技术的发展历程与现状选择性激光烧结技术的发展历程最初由德国萨斯大学奥斯汀分校的于年在其硕士论文中提出，之后美国的公司于年推出了该工艺的商业化生产设备。随着研究的不断深入，特别是激光束控制技术的突破，美国的公司，德国的公司，比利时的大学，英国的公司，我国的北京隆源自动化成型有限公司，南京航空航天大学，西北工业大学，华北工学院和华中科技大学等单位研发的成形机，功能不断完善，性能不断提高。按的原材料特性的不同，的发展可分为个阶段利用技术烧结低熔点的材料。目前的烧结设备。
12、义是非常重大的。.选择性激光烧结概述激光选区烧结工艺，又称选择性激光烧结，它是采用红外激光作为热源来烧结粉末材料，并以逐层堆积方式成形三维零件的种快速成形技术。工艺的基本思想是基于离散堆积成形的制造方式，实现从三维模型到实体原型零件的转变。选择性激光烧结快速成形技术的原理如下在计算机上，实现零件模型的离散过程。首先利用技术构建被加工零件的三维实体模型然后利用分层软件将三维模型分解成系列的薄片，每薄片称为个分层，每个分层具有定的厚度，并包含二维轮廓信息，即每个分层实际上是.维的再用扫描轨迹生成软件将分层的轮廓信息转化成激光的扫描轨迹信息。在成形机上，实现零件的层面制造。堆积成形的过程。
参考资料：
（全套设计打包）选择性激光烧结快速成型铺粉装置的设计