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一個以盡量減少失誤建立直接金屬激光燒結(jié)辦法 Y. Ning, Y. S. Wong, J. Y. H. Fuh, and H. T. Loh 摘要：本文的影響幾何形狀的準確性,直接金屬激光燒結(jié)(燒結(jié))的原型機. 百分比縮孔由于不同形狀的影響及其實證關(guān)系的決心. 新的速度補償(資深)的方法以減少不均勻收縮受二維幾何形狀,在每一層. 從案例研究中, 優(yōu)化供應(yīng)鏈的方法是發(fā)現(xiàn)被相中分類號在提高精度的樣機裝配. 注練習者-本文的目的在于解決尺寸誤差部分建成的直接金屬激光 燒結(jié)(燒結(jié))的過程. 現(xiàn)行的補償辦法通常是基于一般的關(guān)系名義尺寸的誤差后燒結(jié). 然而,其效果不同而產(chǎn)生的幾何形狀是沒有考慮. 有新的做法,提出用不同的掃描速度設(shè)定,以彌補的影響幾何形狀,以改善 尺寸精度的整個部分. 在加工過程中,激光燒結(jié)沿軌跡遵循的孵化載體或德克塞爾. 一個適當?shù)膶嶒灧椒?是用來建立關(guān)系,為不同掃描速度與德克塞爾長度為 最后精度. 當建筑物的一部分, 激光掃描速度的調(diào)整是一個動態(tài)的德克塞爾長度隨幾何形狀的 部分. 案例研究表明,該方法可以生成正確的設(shè)置速度,有效地提高尺寸精度的影響 最后一部分. 雖然這種方法已發(fā)展的基礎(chǔ)上的燒結(jié)過程中,它也適用于其他激光燒結(jié)過程. 在未來的研究中的其他工藝參數(shù),如激光功率,將被視為獨立的, 或與掃描速度,有可能進一步提高了尺寸精度. 指數(shù)計算補償式組( SC ) ,德克塞爾,直接金屬激光燒結(jié)(燒結(jié)) ,響應(yīng)面方法( RSM ) ,選擇性激光燒結(jié). 一.導言 自1980年代后期以來,快速成型( RP )技術(shù)已成功地應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)和制造的公司. 作為一個良好采用反相技術(shù),選擇性激光燒結(jié)( SLS ) ,已取得很大進展,在過去的十年. 許多材料,包括塑料,金屬,陶瓷,砂可用于生成物體原型的直接補充. 能力反相進程產(chǎn)生一個準確收到稿件2004年12月26日; 修訂2005年1月3日. 本文推薦的刊物副主編h.丁人和總編輯王米后評價的審稿人 評論. 信義寧是部與機械工程系,新加坡國立大學,新加坡117576 . 他正在與通用的研究開發(fā)中心,上海201203 ,中國. 逸仙華理銀花齊,理事蕙部與機械工程, 新加坡國立大學,新加坡117576 (電子郵件: mpewys@nus.edu.sg ) . 數(shù)字對象標識符10.1109/tase.2005.857656幾何形狀是至關(guān)重要的整體驗收,在市場[1] . 為了達到準確建部分,是一個既費時又復(fù)雜的任務(wù),因為許多因素會影響到最終的維 準確性. 總的來說,研究者們把注意力集中于一個或幾個下列因素. ?預(yù)處理誤差在快速成型( RP )的過程中, 三維(三維)模型建成發(fā)電和堆碼二維(二維)截面厚度均勻. 虛構(gòu)的部分,有一個樓梯或階梯表面紋理. 量化誤差,也可發(fā)生在高度不是一個多重的有限層厚度. 因此,自適應(yīng)切片算法[2] , [3]已開發(fā),以減少這些類型的分層誤差. 處理二維層上的數(shù)據(jù),建立三維模型,是首次轉(zhuǎn)為面模型( STL格式) . 然而,這種轉(zhuǎn)換帶來的誤差,在鑲嵌的面模型. 有些建議使用其他數(shù)據(jù)格式,如建設(shè)性體素法( CSG )和nurbsbased交涉, 而STL文件翻譯中,已建議[4] [6] . ?機床誤差機床誤差可以衡量的,力度適中,并加以補償. 影響整個系統(tǒng)的誤差可控制在一個合理的范圍內(nèi). ?材料加工誤差的尺寸誤差引起的材料加工等,是最復(fù)雜而備受 注意在RP研究. 在SLS過程中,溫度的部分或粉末是上面提到的軟化(例如, 塑料粉末)或熔化(例如,金屬粉末與全等熔點)或固(例如, 為預(yù)金屬粉末)溫度債券和鞏固粒子在激光燒結(jié)過程. 由于燒結(jié)冷卻一部分,它也趨于萎縮. 補償效應(yīng)的物質(zhì)收縮,二維層需要以規(guī)模第一. 此外,抵消了二維層處理,以彌補效益的激光束斑大小. 實驗方法的建立和措施的一部份模型確定的價值尺度和補償?shù)囊蛩?描述[7] . 這種方法是基于一個簡單的線性關(guān)系,名義尺寸和失誤造成燒結(jié)后. 效果不同而產(chǎn)生的幾何形狀,但并不考慮. 維誤差隨不同幾何形狀不同造成的收縮率,在整個部分. 為了更好地了解收縮機制 幾位學者haveattempted建立熱模型,寓意中的傳熱補充過程. 這些熱模型已用于分析燒結(jié)非晶粉末[1] , [8] , [9]結(jié)晶粉末[10] , [11] . 張等. [12]描述了熱模型燒結(jié)雙組分金屬粉末. 因為這些模式的復(fù)雜性和推導基于一些假設(shè), 很難適用補償收縮某一幾何形狀直接. 帕帕達托斯】. [13]學的影響,均質(zhì)燒結(jié)對變異的尺寸在Z軸方向(建設(shè)方向) . 然而,異質(zhì)材料變化引起的幾何形狀,在二維層不算. 一些研究者〔14〕,〔15〕等,都建立了傳熱模型,用有限元分析方法. 應(yīng)用有限,因為該模式已被開發(fā)為每一部分模擬不同幾何形狀. 它重要的是要有效地分析和補償?shù)淖饔檬遣煌膸缀涡螤?以提高尺寸精度的影響 整個部分. 安迪爾[16]取得的實驗數(shù)據(jù)進行測量值萎縮許多不同的幾何形狀,然后采用不同的補償收縮 環(huán)境因素對微機輔助設(shè)計( CAD )模型,對每一節(jié)的一個部分. 這是一個繁瑣的任務(wù),尤其是對形狀復(fù)雜的,需要通過大量的實驗數(shù)據(jù). 結(jié)果,也很難一概而論,對其他工藝條件. 很難用一個比較簡單的方法來指形狀特征基于SLS工藝是另一個 問題. 因此,幾何推理成為一項十分艱巨的任務(wù),在如此復(fù)雜的幾何圖形問題. ?隨機噪音除了誤差上述因素外, 最后一部分尺寸不統(tǒng)一,在實踐中,即使當兩個加工環(huán)境相似. 這個誤差定義為隨機噪聲和相關(guān)的分析已經(jīng)提供了雅各布[16] . 本文提出了一種方法,研究了二維幾何形狀因子對尺寸精度與分析 通過對不同幾何形狀尺寸精度的一部分. 一種速度補償(資深)方法也已制定,其中包括一個實驗數(shù)據(jù)收集方法和統(tǒng)計分析. 案例研究是用來證明效力的資深優(yōu)化方法,以提高精度的途徑 最后一部分. 二.材料收縮對激光燒結(jié)過程 A激光照射在SLS過程中, 移動激光光源固定值掃描選擇性燒結(jié)每一層粉狀物料逐行. 據(jù)雅各布[17] , 表面照射能量密度點與距離激光燒結(jié)線(如上圖. 1 ) 成為代表 哪些是激光功率,掃描速度,是半徑光束掃描. 能量密度吸收的粉末燒結(jié)是 何處是被吸相關(guān)材料的時間和溫度. 能量密度( 1 )迅速減小距離. "勢力范圍"已被界定為一個微分區(qū),得到99.99%的激光照射, 和半徑的,是有作為[17] 時間為激光掃描的"勢力范圍" ,是相當短,粉末溫度升高 大幅這段期間. 此后,吸收能量將失去從燒結(jié)體表面到外部環(huán)境的輻射和對流. 同時, 熱亦會透過粉末床不同的方向影響的溫度分布規(guī)律 粉床. 由于溫度的粉末燒結(jié)迅速減小. 通常, 實際燒結(jié)時間很短,使全密度零件不能達到這么短. 乙材料收縮的直接金屬激光燒結(jié)(燒結(jié))過程基于SLS技術(shù) 燒結(jié)已廣泛應(yīng)用,因為金屬粉末,可直接燒結(jié)構(gòu)建功能原型. 它可以制作三維近凈形的金屬零件直接在一個單一的過程, 這是實現(xiàn)用相對低功率激光燒結(jié)鋼或銅的金屬粉末逐層. 在這項工作中,有兩個組成部分金屬粉末材料體系 組成的混合物60 wt%毛純銅粉和40 wt%毛分合scup粉,是采用. 分合的scup是銅基合金,其熔點在646丙吸收激光能量, 該低熔點scup ,作為粘合劑,是溶化在高熔點銅 作為結(jié)構(gòu)散,仍然在固體狀態(tài). 燒結(jié)過程中,結(jié)構(gòu)散濕和粘結(jié)在一起的粘合劑液體通過毛細作用和重力. 充足的流動是至關(guān)重要的一部分,燒結(jié)密度,并進一步影響到燒結(jié)質(zhì)量. 滲入的液體粘合劑通過孔隙中造成很大的體積收縮. 除此之外,其他一些因素也可能影響到最終的體積收縮的結(jié)果, 如抗壓彈性縮短,在冷卻階段[1] . 主要是熱性質(zhì),燒結(jié)過程中強烈地依賴溫度變化與時間. 對選定的材料, 物理性能樣機零件因燒結(jié)加工深受溫度歷史中, 激光與物質(zhì)相互作用期[18] . 如果當時的液相的延長,流液相金屬會好轉(zhuǎn), 填補孔洞,從而增加了致密化. 況且當時的液相, 最高溫度達到粉體表面是另一個重要因素,因為它帶來了較高的溫度梯度 給更多的表面活化能提高液相流量. 三.影響幾何形狀精度部分甲德克塞爾模型 二維層是從材料制造的 激光掃描的形式平行孵化載體. 每個孵化載體,可以視為一個德克塞爾[19] , [20] . 在加工過程中,激光燒結(jié)沿軌跡遵循的孵化載體. 一個像素的具體高度和寬度可圍繞每個孵化載體. 每個二維層的具體厚度可為代表的積累名單像素內(nèi) 如上圖. 2 . 改變了尺寸精度的二維層視為一個復(fù)合效應(yīng)的像素. 為了簡化模型,孵化載體(即德克塞爾) ,是用來表示相應(yīng)像素. 基于上述模型,形狀多樣,可視為不同組合dexels不同長度. 分析精度的影響幾何形狀,可視為具有類似效果分析 由dexels及其相互作用. 這種方法更為直接和方便. 從以往的研究[17] , 材料收縮,是由能量(溫度)變化的粉末燒結(jié)和材料特性. 這是可行的控制收縮調(diào)整能量密度的激光與銅基材料體系. 如果溫度變化每屆德克塞爾同樣控制 綜合二維層可顯示較為一致的行為萎縮. 乙周邊效應(yīng)所帶來的變化德克塞爾長度對于二維幾何形狀的一種組合 一系列平行dexels , 分析的影響不同形狀等于分析的百分比收縮與互動 dexels的不同長度. 在無花果. 3 . 溫度隨時間變化曲線點P在二維無限燒結(jié)線. 無花果. 4 . 周邊負面效應(yīng)的溫度隨時間變化曲線. 激光燒結(jié)過程中, 每個燒結(jié)點表面的粉末床接到多脈沖能量的強度不同,從周邊 dexels [1] . 考慮模型的一個理想的情況下,每個角的長度德克塞爾夠長的溫度 近減少對周圍環(huán)境的溫度,然后接收下一個能量脈沖. 溫度隨時間變化曲線的一個點德克塞爾說明圖. 3 . 是熔化溫度的粘合劑,是一個進程,室溫 而正是在這個時候,激光束集中在燒結(jié)點. 鄰近的第二和第三個能量脈沖,是由于影響燒結(jié)周邊dexels (甲,乙, 四,電子) . 這種效應(yīng)被定義為周邊效應(yīng). 在這種情況下,而忽視了dexels在邊緣 收縮每德克塞爾是因為類似的溫度變化與時間類似每個德克塞爾. 綜合二維層顯示出類似比例收縮沿燒結(jié)方向,在不同的幾何區(qū)域中的層. 但在實踐中,德克塞爾長度將會有所不同的幾何形狀. 在各地區(qū)dexels短,間隔連續(xù)照射時間較短. 當間隔時間不夠長,表面降溫 溫度在該地區(qū)將逐步建立起來,以致在較高的溫度和較長的液相時間. 變化在歷史上的溫度下燒結(jié)dexels長度不同成因鑒別收縮在二維層 從而降低了燒結(jié)的準確性. 負面影響的短期德克塞爾燒結(jié)準確性是指此處為周邊負面效應(yīng). 在這種情況下,曲線的溫度隨時間變化的情況如圖. 4 . tontowi并根據(jù)Childs [21]研究了不同預(yù)熱溫度下的粉末床的一部分密度 能量密度. 帶來的影響周邊dexels可視為預(yù)熱postheating ,可改變格局 粉末床溫度分布動態(tài). 當溫度和時間特點differentregions并不相似, 燒結(jié)質(zhì)量,最有可能和different.williams dickard [18]測試效果的密度和強度 不同遲延之間連續(xù)輻射暴露在激光材料相互作用期間因改用幾何雙酚-A 聚碳酸酯材料. 結(jié)果顯示了明顯的變化,在密度,以拖延時間. 同樣, 百分比收縮周圍地區(qū)的尺寸較短,可望有所不同,并影響收縮均勻性 層. 更嚴重的扭曲和翹曲的燒結(jié)層可能會出現(xiàn)這種差別收縮的一部分. 除了周邊效應(yīng)造成不均勻收縮, 熱影響區(qū)產(chǎn)生的有限直徑的激光束也不同,當燒結(jié)地區(qū)短 dexels由于變異溫度親檔案. 在這種情況下, 有精確度有限,要改善的地方,可以實現(xiàn)只用一個固定的偏移值相似,即用 [7]補償誤差引起的有限直徑的激光束. 為了解決這些問題,溫度剖面的粉末燒結(jié)應(yīng)保持盡可能一致. C .實驗驗證1 )設(shè)備安裝: 為了驗證上述分析的溫度變化對地區(qū)不同德克塞爾長度 多次實驗已進行了使用Raytek非mxcf態(tài)非接觸式紅外線溫度計(圖5 ) . 之間的距離測量物體和傳感器的紅外測溫儀是訂定了500mm左右, 測量光斑尺寸約為6毫米. 溫度測量點為連續(xù)測量,旬平均氣溫錄每隔300 余. 三個部分的長度(圖5 ) 40月15日和5毫米的燒結(jié)體. 掃描速度為100毫米/秒, 與德克塞爾距離為0.2毫米,厚度為0.1毫米. 激光功率減為10瓦和實測值位于測量范圍為 紅外測溫儀從900丙2 )實驗結(jié)果: 該曲線的平均溫度隨時間變化的實測面積,在燒結(jié)過程中獲得. 無花果. 6顯示測量結(jié)果三個部分,以不同的德克塞爾長度. 如圖. 六(一)至(三) 溫度積累的預(yù)熱和postheating的周邊效應(yīng)更嚴重時,德克塞爾較短. 最高溫度列(三)大于900 ,遠遠高于給出系統(tǒng)(一) . 它提供的證據(jù)有不同的溫度歷史得到,在各地區(qū)不同德克塞爾長度. 平坦區(qū)域(一) ,是由于實際溫度超過工作范圍的限制, 900的溫度 測量裝置. 四. 資深法 短期療效dexels ,其中根本原因短期掃描間隔掃描, 結(jié)果,在更高,更快的熱積聚在一個區(qū)域內(nèi)短dexels . 因此,吸收的能量在短期dexels應(yīng)減少設(shè)置不同的工藝參數(shù). ( 1 )表明, 能量吸收的粉末床激光輻射是由工藝參數(shù)激光功率, 掃描速度,光束直徑. 減少周邊效應(yīng)之間dexels并達到一種溫度分布均勻的粉末燒結(jié), 高掃描速度或低功率的,應(yīng)具有同樣的效果. 通過控制掃描速度和激光功率單獨或合計,周邊負面效應(yīng),可以補償,并 因此,收縮率可以控制,以保持在同一水平. 在這一階段的工作,其效果和使用的掃描速度的影響. 優(yōu)化方法采用了不同的掃描速度,基于不同德克塞爾長度的建議. 張等. [12]有量化的方差的熱影響區(qū)( HAZ區(qū))的橫截面具有兩種不同的掃描速率 數(shù)值計算和實驗方法. 它提供了強大支持的可行性進行了掃描速度,以補償誤差所致 幾何形狀. 關(guān)系的掃描速度和收縮,很難推斷出其直接原因是一個準確的溫度隨時間變化 曲線是很難獲得. 很多因素,如環(huán)境,材料,工藝參數(shù)等,可影響溫度的歷史. 廣義曲線,可以應(yīng)用到實際過程情況下采用銅基材料制并未 獲得迄今. 一個更有效的方法來實現(xiàn),是關(guān)系到使用的實驗方法,結(jié)合統(tǒng)計分析. A:實驗設(shè)計及結(jié)果分析,以建立關(guān)系,為不同掃描速度與長度德克塞爾 到最后的準確性, 一系列長方體(圖6 )與不同長度已建成根據(jù)不同的掃描速度作必要的數(shù)據(jù). 掃描速度定為6個等級,按照固定間隔在接受定規(guī)模. 這么長的長方體定為7級,以集中時間短,忽視了 早先研究. 分別為60%,21%和水平列于表導的充分結(jié)合這些不同層次, 42長方體建筑,以幫助決定的關(guān)系長度與掃描速度和百分比 萎縮. 進行這些實驗的同時,專門制定燒結(jié)系統(tǒng)(圖7 )節(jié)油. 這個系統(tǒng)包括一個連續(xù)波( CW )的Co (Ⅲ)激光功率為200 W的焦點距離 的鏡頭是375毫米的聚焦激光束大小約0.4毫米. 激光掃描速度可以設(shè)置為4000毫米/秒. 自行開發(fā)的應(yīng)用軟件能夠履行職能,如將CAD模型的STL格式的數(shù)據(jù)層需要 由機. 所有的其他工藝參數(shù),包括激光功率為100瓦,德克塞爾距離0.2毫米, 層厚度0.1毫米,均維持不變. 一0.235毫米抵消了實驗驗證[22] ,以彌補錯誤所帶來的有限直徑的激光 當束熔材料沿邊界的一部分. 所有的42個測試例,興建了3倍的燒結(jié)制度. 長度的建成部分是用deltronic \ textregistered都會-5系統(tǒng)[23]與準確性毫米. 誤差得到每一宗名義長度,是基于意思的錯誤決定,從 建成三個部分. 實驗結(jié)果見表二. 實驗結(jié)果對相應(yīng)的速度和長度都顯示在圖. 8 . 由此可以看到,百分比萎縮的材料在某一固定工藝參數(shù)設(shè)置隨 德克塞爾長度. 作為實驗結(jié)果表明,在相當長的德克塞爾較短, 百分比收縮較大,因為有較高的燒結(jié)溫度達到了. 當長的德克塞爾超過某一臨界值時,收縮率趨于穩(wěn)定值. 這是由于在相當長的時間,燒結(jié)德克塞爾讓粉體降溫前 收到的接替能源作為激光掃描下德克塞爾. 因此, 該戰(zhàn)略來實現(xiàn)統(tǒng)一百分比的收縮,是基于以下兩個原則:?使用更快的掃描速度 短德克塞爾區(qū)域,以減少能源建立了縮短曝光的激光能量; ?使用固定掃描速度為所在區(qū)域的長度的dexels內(nèi)超過它的臨界第五 值. 二,加強與響應(yīng)面方法( RSM ) ,以實現(xiàn)之間的定量關(guān)系,兩個輸入變量 掃描速度和長度德克塞爾,輸出變量的比例萎縮, 響應(yīng)面方法( 43% )的使用. 丹參是一種收集的統(tǒng)計和數(shù)學技術(shù),是有益的發(fā)展,改善 和優(yōu)化過程〔24〕,〔25〕. thersm可模擬的關(guān)系投入變數(shù),而且反應(yīng)(輸出可變) ,以響應(yīng)函數(shù) 凡戶籍總數(shù)投入變數(shù). 在這種情況下,輸入變量的掃描速度和德克塞爾長度. 反應(yīng)的百分比是萎縮. 一個二階多項式模型,其中使用已廣泛應(yīng)用于43%的靈活性,在應(yīng)用. 一般方程[24]的二階模型 凡戶籍未知系數(shù)進行估算. 示范表演,可以評價的根meansquare誤差( RMSE ) 凡戶籍總數(shù)數(shù)據(jù)無獨有偶,是一個相應(yīng)的目標輸出(由實驗數(shù)據(jù)) , 是預(yù)測值. 預(yù)測有效性簡稱 凡年月平均價值的相應(yīng)目標產(chǎn)出. 估計結(jié)果的系數(shù)( ' s ) ,是取得使用Matlab [26]軟件工具. 但擬合結(jié)果直接利用二階回歸不夠好 由于誤差RMSE分別為0.010 879和預(yù)測效度是68.7% . 如圖. 七,比例收縮反應(yīng)變?yōu)橐粋€穩(wěn)定值后,增加投入變數(shù). 一個直接的二階多項式模型,最后的裝修表面不能達到一個穩(wěn)定值, 因此,轉(zhuǎn)型是必要的. 因為交互功能這一特性,我們將采取倒數(shù)兩個輸入變量. 轉(zhuǎn)型的設(shè)計變量,由此導致了相當好的預(yù)測估計誤差RMSE分別為 0.002 422 10-7預(yù)測有效期為93.0% . 示范與轉(zhuǎn)化的投入變數(shù),也大大改善了原來的模式. 最后響應(yīng)曲面方程 哪里是收縮的百分比具有不同價值觀的掃描速度和德克塞爾長度. 從( 8 ) ,臨界長度立法才能確定. 時,這個比例萎縮的長方體沿掃描方向?qū)⑾嗤陌俜直确€(wěn)定收縮. 方程( 8 )是用來導出關(guān)系的長度和掃描速度的百分比穩(wěn)定收縮. 速度補償系數(shù)將增加至每德克塞爾不同長度. 加工時,激光掃描速度將有所調(diào)整的基礎(chǔ)上,德克塞爾長度. 它易于實施這一技術(shù),因為激光系統(tǒng)用于燒結(jié)允許掃描速度可 直接點燃. 丙資深算法計算正確的掃描速度值基于不同長度德克塞爾,資深算法如下. 步驟1 )決定工作范圍掃描速度. 為銅基金屬粉末燒結(jié)用在這項研究中, 激光掃描速度可以設(shè)定在100到250毫米/秒. 步驟2 )設(shè)置默認的掃描速度. 默認的掃描速度,是設(shè)定值的初始速度. 它是速度,更看重的系統(tǒng)操作員,是相同的定速無速度 賠償. 步驟3 )計算百分比穩(wěn)定收縮在默認速度. 計算穩(wěn)定收縮的百分比,默認值設(shè)定速度,將成為替代品( 8 ) . 增加(德克塞爾長度) , (收縮百分比)來說將是一個穩(wěn)定的值. 這一價值定義為百分比穩(wěn)定收縮. 例如,如果默認的掃描速度設(shè)置為220 , 穩(wěn)定的收縮率,可以看到從表二直接或等于0.3% . 穩(wěn)定收縮比例應(yīng)相同,其中所取得的傳統(tǒng)方法描述[7]和 作為scalingfactor補償材料收縮率誤差在整個過程中. 第4步) ,計算有效長度dexels在同一線的掃描方向. 德克塞爾的數(shù)據(jù)將被讀出片層的檔案. 如果只有一對德克塞爾一條線掃描方向, 有效長度的德克塞爾,只是它們之間的距離的出發(fā)點和歸宿點. 如果有超過一德克塞爾在同一線路,在掃描方向, 有效長度為這些dexels界定為總和所有的長度. 這是因為人們沒有周邊效應(yīng)之間連續(xù)dexels . 5步)計算掃描速度的基礎(chǔ)上,有效長度dexels . 實現(xiàn)掃描速度分別為60%,21%和德克塞爾,穩(wěn)定的收縮率作為價值( 8 ) . 解決掃描速度不同德克塞爾長度可達到求解二次方程. 如果這個問題的解決是根據(jù)工作范圍的掃描速度, 解決方法是將設(shè)定為糾正速度值相應(yīng)德克塞爾. 如果解出的范圍內(nèi),最大速度在允許的工作范圍將被如何使用. 這是因為當有效長度dexels夠小, 只有通過提高掃描速度不能使其宏觀收縮,達到穩(wěn)定的收縮值. 在這種情況下,相對的"最佳"的解決方法是使用"最大"速度價值實現(xiàn)的"最低"的比例萎縮. 步驟6 ) ,結(jié)束進程,當所有的dexels都有自己的相應(yīng)的轉(zhuǎn)速值. 新德克塞爾數(shù)據(jù)與相應(yīng)的轉(zhuǎn)速值將會保存,并用來驅(qū)動激光系統(tǒng) 建設(shè)的一部分. 五,案例研究 作為一個成型的金屬部分,最后一部分實力,是最令人關(guān)切的是顧客. 通常,慢掃描速度,結(jié)果在一個較高的機械強度,因為更多的能量吸收了松散的金屬粉末. 它導致了更高密度的建筑部分. 因此,速度默認值設(shè)定為100毫米/秒,這一個案研究. 其他參數(shù)設(shè)定為激光功率為100瓦,德克塞爾距離0.2毫米,厚度0.1毫米, 距因子0.235毫米,而尺度因子0.8% (百分比穩(wěn)定收縮) . 證明資深法務(wù)有效 模型部分(圖9 ) ,名義尺寸,從1至100毫米(地區(qū)不同長度德克塞爾 所示為R1至r17在無花果. 9 )始建的傳統(tǒng)方法與新方法資深 分開. 在傳統(tǒng)方法相比,掃描速度保持不變,在整個過程中. 對部分建成勢態(tài)資深新方法 相應(yīng)的掃描速度,地區(qū)與不同德克塞爾長度從( 8 )表三. 對比尺寸誤差兩部分介紹了無花果. 10 ( a )和( b ) ,這表明與固定掃描速度, 較大誤差,得到那里的名義尺寸小. 與資深的誤差零件短名義尺寸均減少高達40% , 從一系列( 0.23毫米, 0.46毫米) ( 0.21毫米, 0.25毫米) . 如圖. 10 ,并沒有什么差別的誤差區(qū)域較大尺寸. 六. 結(jié)論和未來工作 在這個文件中,一個資深方法已提出改善尺寸精度. 從案例研究中, 新的方法已證明它能夠產(chǎn)生正確的速度設(shè)定不同的幾何形狀, 以提高尺寸精度的最后一部分. 在今后的工作中,其他工藝參數(shù),如激光功率, 將考慮獨立或與掃描速度,有可能進一步提高了尺寸精度. 雖然這種方法基礎(chǔ)上開發(fā)的燒結(jié)過程中,它也適用于其他激光燒結(jié)過程. 需要有更多的實驗基于其他激光燒結(jié)技術(shù). 文獻: [1]董振beaman ,固體自由虛構(gòu)的一個新方向,在制造業(yè). 諾韋爾,馬:庭, 1997 . 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Pandey 摘要 選擇性激光燒結(jié)( SLS )是一種粉末型快速成型過程中部分建摸的選擇性燒結(jié)，層粉用CO2激光. 如今,SLS是一個新興的快速制造技術(shù),功能生產(chǎn)小批量部件, 尤其是在航空工業(yè)的應(yīng)用及快速模具. 因此, SLS成型應(yīng)具有高準確性,以滿足功能要求. 收縮是一個主要影響因素,準確的補充部分. 以補償收縮, 材料收縮系數(shù)或尺度因子,是計算每個方向,是適用于 STL文件. 金額萎縮遇到被發(fā)現(xiàn)為管的工藝參數(shù),加工過程中不能保存 常數(shù),因為這是一種慣例,在今天的燒結(jié)工藝. 在當前工作的關(guān)系,收縮和各種工藝參數(shù),即激光功率,光束的速度, 艙口間距,部分床溫度和掃描長度在SLS已進行了調(diào)查. 兼容合適尺寸是捏造而非捏造長部件沿X , Y和Z方向,以研究為收縮預(yù)計收縮沿X , Y和Z方向,是不是獨立的. 最佳收縮條件得到了最大限度的信噪比( / n )的比例和方差分析( ANOVA )是用以了解 意義過程變數(shù)會影響收縮. 激光功率和掃描長度被發(fā)現(xiàn)是最重要的過程變量的影響在萎縮, X方向. 沿Y方向的激光功率和光束速度的重要參數(shù)和沿Z型光束方向的速度, 艙口間隔和部分床溫都被發(fā)現(xiàn)為最重要因素的萎縮. 實證模型預(yù)測收縮沿X , Y , Z方向是以回歸. 所得結(jié)果驗證,他們發(fā)現(xiàn)與實驗符合得很好. 一個案例研究臺階一部分標記,并給出顯示收縮模型的發(fā)展,在當前工作 限于更準確的零件. 住宅2006 Elsevier公司有限公司保留所有權(quán)利. 1. 介紹 速模 (RP) 或?qū)訝钪圃鞓I(yè)(LM) 是原型的演變在第三個階段以后手工和真正原型。RP 使用制造a 任何形狀物理(三維) 對象直接 (通常CAD 模型) 從數(shù)字數(shù)據(jù)由快, 高度自動化的和完全靈活的過程。它是重要技術(shù)因為它有潛力減少制造業(yè)產(chǎn)品的前置時間由50% 決定, 均勻相對部份復(fù)雜是非常高的[ 1,2 ] 。商業(yè)RP 系統(tǒng)可利用的今天是立體系統(tǒng)(SL), 有選擇性的激光焊接(SLS), 被熔化的證言塑造(FDM), 被碾壓的對象制造業(yè) (LOM) 并且三維打印(3DP), 等。 SLS 是準許引起復(fù)合體的RP 技術(shù) 3D 分開層數(shù)由層數(shù)[ 3 ] 。CAD 模型首先tessellated 并且切成0.05-0.3mm 厚度層數(shù)。SLS 用途由re 涂料工傳播在機器的美好的粉末有選擇性地供住宿和掃描了由力量二氧化碳laser 25-50W 這樣, 五谷的表面張力是克服和他們一起被焊接。在激光之前是被掃描的, 整個機器床被加熱對在之下材料的熔點由紅外加熱器使熱量畸變減到最小和促進融合對早先層數(shù)，激光力量被調(diào)整帶來被選擇搽粉區(qū)域?qū)囟瘸渥闶箃hepowder 微粒得到焊接。在允許以后充足時刻為被焊接的層數(shù)變冷靜沒有導致重大內(nèi)部重音, 零件床行動下來一種層數(shù)厚度促進新粉末層數(shù), 傳播由re 涂料工。被焊接的材料構(gòu)成部分當聯(lián)合國被焊接的粉末保留在它的地方支持構(gòu)造和可以被清洗和被回收的一次修造是完全的。SLS 可能使用處理任一材料, 假設(shè)它是可利用以粉末的形式和那粉末微粒傾向于熔化或焊接當熱是應(yīng)用的 [ 4 ] ?？赡鼙缓附拥姆勰┎牧鲜蔷酆衔? 被加強的和被填裝的聚合物, 金屬和陶瓷?，F(xiàn)今, RP 涌現(xiàn)作為迅速制造業(yè)技術(shù), 導致功能部份在小批, 特別在航空航天應(yīng)用和迅速鑿出的裝飾。所以, 有需要那RP 原型如果有高準確性為了保證適當功能要求。但是, RP 的準確性過程難預(yù)言照原樣許多的作用不同的因素, 一些并且是相互依賴的。影響RP 原型準確性的因素是嵌石裝飾準確性從CAD 模型, 切算法, 數(shù)據(jù)傳送, 設(shè)備行動決議, 粉末 粒度測定, 射線垂距和收縮[ 5,6 ] 。一部份不精確性的主要起因在SLS 是收縮在焊接期間[ 5,7 ] 不發(fā)生在制服方式。新層數(shù)的收縮可能被壓抑由現(xiàn)有的部份基體。另外, 區(qū)域在上流溫度傾向于收縮更比那些在更低溫度和部份幾何學 譬如厚實的墻壁或部分可能增加收縮。補嘗收縮, 一個物質(zhì)收縮系數(shù)被計算和換算系數(shù)被申請在各個方向向STL 文件 [ 7 ] 。收效的幾何可能是輕微地過大的比較有名無實的幾何, 根據(jù)換算系數(shù)使用了。幾企圖被做了改進 RP 的準確性分開由控制作用收縮。Wang [ 5 ] 談?wù)摿硕钪匾獏⒘考词湛s和射線抵銷了為SLS 過程。慣例為收縮和射線垂距是獲得在可能被使用為稱的他的工作 CAD 模型。納爾遜[ 8 ] 等開發(fā)了一維熱 SLS 過程調(diào)動模型為預(yù)言焊接深度在聚碳酸酯纖維粉末。他們并且舉辦了實驗性研究確認他們的模仿研究結(jié)果。威廉斯和Deckard [ 9 ] 使用了分析和實驗性方法學習能量密度, 斑點的作用直徑和延遲在SLS 平均密度和力量零件。他們的研究結(jié)果顯示那以在能量的增量密度和斑點直徑那里是在密度的增量和 SLS 原型力量。那里存在范圍給最大密度和力量的延遲時間。本文不應(yīng)付直接地收縮或 SLS 原型瑕疵。 Wang 等[ 10 ] 之間調(diào)查了關(guān)系崗位治療收縮和各種各樣的處理參量為立體系統(tǒng) 由使用最小二乘法方法。他們結(jié)束那, 作為綠色狀態(tài)的治療的程度原型增量, 收縮遇到減少。他們并且發(fā)現(xiàn)那治療程度是laser 的作用力量、層數(shù)瀝青、掃瞄瀝青和掃描速度。 1 . 采用快速成型( RP )或分層制造( LM )的,是第三個階段的演變后成型手冊 虛擬樣機. RP是用來編造一個物理(三維)反對任何形狀直接(通常是CAD模型) ,從數(shù)值數(shù)據(jù) 一個快速,自動化程度高,而且完全靈活的進程. 這是一個非常重要的技術(shù),因為它有潛力,降低制造所需時間的產(chǎn)品最多 50% ,甚至相對復(fù)雜,一部分是非常高[1,2] . 商業(yè)原型系統(tǒng)可今天是固化法( SL ) ,選擇性激光燒結(jié)( SLS ) ,熔融沉積造型法( FDM ) 疊層實體制造( LOM技術(shù)) ,三維印刷( 3dp ) 補充等,是一種快速成型技術(shù),它可以生成復(fù)雜的三維零件逐層[3] . 一個CAD模型,是第一格,并切成片層0.05 - 0.3mm的厚度. 補充用途細粉是散布重新涂布機床掃描和選擇性的二氧化碳 激光功率25 50w ,這種表面張力的是谷物和克服它們燒結(jié)在一起. 在激光掃描 整個機床被加熱到僅低于熔點的物質(zhì)通過紅外線爐,以減少 熱變形和促進融合上一層. 激光功率調(diào)整,使選粉區(qū)氣溫僅足以粉末顆粒 得到燒結(jié). 允許后,有足夠時間對燒結(jié)層降溫,沒有造成重大的內(nèi)部講, 部分床動作下跌一層厚度為新的粉層,散布重新涂布. 燒結(jié)材料構(gòu)成的一部分,而聯(lián)合國粉末燒結(jié)仍然在地方支持的結(jié)構(gòu)和可 被清除干凈和循環(huán)一旦興建完成. 補充,可以用來加工任何材料, 只要它是在現(xiàn)有形式的粉末,粉末顆粒傾向于熔斷器或燒結(jié),當H 吃應(yīng)用[4] . 粉體材料,可以燒結(jié)是高分子材料,鋼筋和填充聚合物,金屬和陶瓷. 如今,反相是一個新興的快速制造技術(shù),生產(chǎn)的功能部件,小批量, 尤其是在航空工業(yè)的應(yīng)用及快速模具. 因此,有必要使原型樣機應(yīng)具有較高的精度,以確保適當?shù)墓δ芤? 然而, 準確的成型過程是難以預(yù)測的,因為它是一種功能,許多不同的因素, 其中有些還相互依存. 的影響因素,準確性和RP原型精度鑲嵌從CAD模型切片算法, 數(shù)據(jù)傳輸裝置的議案決議,粉末顆粒,光束偏移和收縮〔5,6〕. 主要原因之一,部分誤差在SLS是收縮燒結(jié)過程[ 5,7 ]不發(fā)生 一個統(tǒng)一的方式. 萎縮的一個新的層,可受制于現(xiàn)有基板部分. 此外, 地區(qū)高溫趨于萎縮比在較低溫度和幾何部分,如厚厚的墻 或路段可以增加收縮. 以補償收縮, 材料收縮系數(shù)的計算方法和調(diào)整系數(shù)適用于每個方向的STL文件[7] . 由此幾何可以略過與名義幾何,取決于比例因子使用. 已做了一些嘗試,以提高準確性的RP零件的控制作用萎縮. 王[5]討論兩個最重要的參數(shù),即收縮束抵消為補充的過程. 公式為收縮束抵消第七二三在他的工作中,可以用于按比例增加 CAD模型. 納爾遜等. [8]發(fā)達的一維傳熱模型燒結(jié)工藝燒結(jié)預(yù)測深處聚碳酸酯粉末. 他們還進行了實驗研究,以驗證其仿真結(jié)果. 威廉斯和德卡德[9]用來分析和實驗方法,研究了不同能量密度, 光斑直徑和延誤平均密度和強度的補充部分. 他們的研究結(jié)果表明,隨著能量密度和光斑直徑有增加,密度和強度 SLS成型. 但存在著一系列的延遲時間,讓最高密度和強度. 本文并不直接打交道萎縮或缺損SLS成型. 王等. [10]調(diào)查關(guān)系后固化收縮率和各種工藝參數(shù)固化用最小二乘法. 他們的結(jié)論是,隨著固化程度的綠州原型增加,我們遇到的萎縮而減少. 他們還發(fā)現(xiàn),固化程度,是一個功能的激光功率,層瀝青,瀝青掃描,掃描速度. 根據(jù)Childs等. [11]分析了散熱和致密粉末燒結(jié)過程中無定形聚碳酸酯. 他們的分析表明,致密和線性精度由于燒結(jié)大多變化敏感的活化 能源和熱容量的聚合物. 粉末床密度和粉層厚度被列為次要因素,對線性精度. 楊等. [12]提出補償試件的X , Y號 和Z軸,以彌補因形狀扭曲所造成的相位變化,在燒結(jié)過程中的收縮率 已經(jīng)測實驗. 與收縮率,一套方程提議,讓規(guī)模因素的X , Y號 與Z軸. 規(guī)模因素,從提出建設(shè)補償試件的X , Y , 和Z軸滿足要求的尺寸精度,即使有變化,在建設(shè)位置和大小 的補充部分. 他們的工作主要側(cè)重于研究地點部分床的一部分,不求萎縮 變化工藝參數(shù). 傣族逸夫[13]提出了有限元分析,以觀察激光掃描方式對殘余熱 應(yīng)力和變形. 他們的結(jié)論是出平面扭曲了一層, 加工一個移動的激光束,可以達到最小的一個正確選擇激光掃描模式. 他們還報告說,掃描模式,有其悠久的掃描方向平行一軸 導致一個鞍形畸變. 沿著漫長的掃描方向,畸變是凹面向下,而凹面向上垂直方向. 寧等. 〔14〕提出了智能參數(shù)遴選制度,直接金屬激光燒結(jié)(燒結(jié))的過程. 他們的系統(tǒng)幫助用戶選擇最佳參數(shù)值,處理時間,力學性能,幾何精度及表面粗糙度. 他們研制了一種基于前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與BP算法,以達到更好的映射 之間的工藝參數(shù)和性能的一部分. 他們研制的系統(tǒng)可確定最合適的參數(shù)設(shè)置包含工藝參數(shù)和預(yù)測結(jié)果,由 建立數(shù)據(jù)庫,根據(jù)不同的工藝要求,自動. 劉文斌等. 〔15〕提出了用有限元法模擬步進階梯效應(yīng)所致收縮的物質(zhì),通過逐層地成型工序. 他們報告說,該層有一個很小的初步擴展,然后大量萎縮. 他們得出結(jié)論認為,光照強度沒有明顯影響梯控制. 減少厚度的影響階梯式步進著. 寧等. [16]進行了一系列實驗,燒結(jié)過程中找到的影響艙口長度對材料的各向異性, 異質(zhì)性和力量的一部分. 他們得出結(jié)論認為,短期艙口線造成嚴重收縮,變得不太均勻. 這是從文獻上面那一部分精度的影響是高度收縮. 激光功率,光束速度和層厚度有顯著影響收縮固化[10] . 寧等. [16]提出一種算法,以找出最佳的孵化方向的一個典型層考慮收縮作為 功能艙口的長度. 許多研究者[ 5,12,13,15,16 ]集中研究的準確性和失真在SLS過程,或是用有限元素分析或 他們提出的一個因素在X , Y , Z方向規(guī)模的STL文件. 任何企圖似乎是在作者的知識學習效果的工藝參數(shù)對收縮的SLS過程 其中一個主要原因是失誤. 因此,目前的工作,目的在找出影響參數(shù),即激光功率,光束的速度,艙口間距 部分床溫度和掃描長度收縮更好的準確性. 實驗計劃用口的l16b直交. 差異百分比維CAD模型與原型裝配沿X , Y和Z軸被視為反應(yīng). 收盤/氮比和方差是用來分析的主要作用,并獲得最佳參數(shù)精度最高. 回歸模型的比例縮沿X , Y和Z軸的發(fā)展規(guī)模的STL文件,為更好的準確性. 確認試驗,是進行驗證的發(fā)展模式,在適宜水平的參數(shù). 案例研究的一個基準成分,還向獲得信心 2 . 規(guī)劃實驗, 實驗計劃用Taguchi方法,因為它被認為是一種有力的工具,當 一個過程,是受一些參數(shù). 經(jīng)典方法實驗規(guī)劃(階乘設(shè)計,分數(shù)階乘設(shè)計 等)的大量實驗,要進行大量的工藝參數(shù)增加, 這是困難的,較為費時,而且還導致成本較高,因為這是個案,與反相. 為了解決這個問題, 田口提出了一項實驗計劃,在職權(quán)直交使不同組合參數(shù)及其水平 每個實驗〔17,18〕. 根據(jù)這項技術(shù),整個參數(shù)空間中研究最少實驗次數(shù). 簡介田口方法介紹如下. 2.1 . 田口方法田口方法利用三大步驟,即系統(tǒng)設(shè)計, 參數(shù)設(shè)計和公差設(shè)計優(yōu)化的一個過程或產(chǎn)品. 在系統(tǒng)設(shè)計時,科學和工程技術(shù)知識應(yīng)用于生產(chǎn)的一個基本功能樣機的設(shè)計. 它包含選擇的材料,零部件,生產(chǎn)設(shè)備,工藝參數(shù)值, 等下,對系統(tǒng)的設(shè)計是參數(shù)化設(shè)計, 它是用來優(yōu)化設(shè)置工藝參數(shù)值,以提高質(zhì)量為特征. 最后一步的優(yōu)化公差設(shè)計, 用于測定和分析公差左右最佳設(shè)定推薦的參數(shù)設(shè)計[ 17,18 ] . 為了提高測量精度,在SLS過程中, 參數(shù)設(shè)計提出口,是通過在現(xiàn)有的工作,為建模萎縮. 2.2 . 詳情實驗具有兼容30和30mm截面具有不同長度(即相同掃描長度)被選為 標本. 所使用的材料在目前的工作是聚酰胺粉刷新率30:70的新鮮和使用粉末. 靶場激光功率, 束速度和孵化間距選擇基于最大能量密度(下面) ,因為更高能量密度的原因 降解材料. E=P/V*HS