造成湖南SLS激光快速成型誤差的因素分析

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1、造成湖南SLS激光快速成型誤差的因素分析造成湖南SLS激光快速成型丄藝誤差的因索較多，SLSI藝中的燒結(jié)參數(shù)主要有預熱溫度、激光功率、掃描速度、掃描間隔、掃描路徑以及層厚等。而且各因素對此誤差的影響差別很大，同時各因素之間也相互關(guān)聯(lián)、相互制約。影響零件表面粗糙度的參數(shù)主要是掃描間隔和層厚；而對于零件的尺寸精度和形狀精度來說，則是兒個因素綜合作用的結(jié)果。1、粉末預熱溫度對誤差的影響由于激光加熱時，粉末溫度突然升高使Z與周圍粉末Z間產(chǎn)生一個較人的溫度梯度，易導致翹曲變形。對粉末進行預熱有利于減少激光照射的粉末與其周圍粉末之間的溫度梯度從而可以改善制件的翹曲變形嘲。如果預熱溫度太低，rtr于粉層

2、冷卻太快，熔化顆粒之間來不及充分潤濕和互相擴散、流動，燒結(jié)體內(nèi)留下大量空隙，導致燒結(jié)深度和密度大幅度下降，成形件質(zhì)量因此受到很大的影響。隨著加熱溫度的提高，粉末材料導熱性能變好，同時低熔點有機成分液相數(shù)增加，有利于其流動擴散和潤濕，可以得到更好的層內(nèi)燒結(jié)和層間燒結(jié),使燒結(jié)深度和密度增加，從而提高成形質(zhì)量。湖南sls激光快速成型華曙高科提醒，若預熱溫度太高，又會導致部分低熔點有機物的碳化和燒損，反而降低燒結(jié)深度和密度。2、燒結(jié)溫度控制不當引起的誤差激光的燒結(jié)溫度是影響SLS制件的主要因素之一。激光束對粉末材料的掃描燒結(jié)溫度決定于兩個因素：一個是激光束的掃描速度，另一個是掃描激光器的功率輸出。

3、掃描速度越高、功率輸出越低、受照射的粉末材料的受熱溫度越低，而掃描速度越低、功率輸出越高，受照射的粉末材料的受熱溫度越高。湖南SLS激光快速成型中的激光掃描燒結(jié)與激光切割屮的情形不太相同，當激光束掃描加熱粉末材料時，激光對粉末顆粒的能量輻射時間極短，一般在0.1ms——0.1So將每層燒結(jié)材料加熱到某一溫度區(qū)間，如燒結(jié)溫度t大于t(max)就會引起材料被破壞；如燒結(jié)溫度小于t(min)則不能達到使粉末材料互相粘結(jié)的冃的，影響制件的力學性能。湖南SLS激光快速成型華曙高科指出，合理的控制燒結(jié)溫度必須從彩響燒結(jié)溫度的兩個決定因素入手。掃描速度增人，單位距離內(nèi)激光掃描的吋間就減小，掃描在粉末上瞬

4、間能量密度就減??；反之，就增大。因此，掃描速度對燒結(jié)件精度和密度的影響與激光功率對其影響成相反的效果。掃描速度的大小，決定了成形速度的快慢。從快速成形方面考慮，應盡量選擇高的掃描速度。3、激光掃描路徑對誤弟的彩響當激光掃描到粉末時，粉末由于溫度突然升高達到熔點而熔化，并與周圍粉末形成一個較大的溫度梯度，產(chǎn)生熱應力。掃描完成后，粉末溫度下降，先前熔化的粉末凝固收縮，產(chǎn)生殘余應力。熱應力與殘余應力相互作用，引起燒結(jié)體的翹曲變形，并且隨著成型區(qū)而積的增人翹曲變形呈現(xiàn)增人趨勢。湖南SLS激光快速成型華曙高科指出,通常的快速原型激光掃描方式按其掃描路徑不同可分為以下兒類：第1類為順序往返直線掃描法，

5、從左往右直線填充；第2類為分區(qū)掃描,分區(qū)掃描將截面分割成若干個無內(nèi)孔的掃描子域，掃描子域內(nèi)部用直線填充，以減少成型區(qū)面積；第3類為掃描線平行于邊界輪廓線，如同螺旋一樣，由內(nèi)向外或由外向內(nèi)的環(huán)形掃描；第4類為分形掃描,所采用的掃描軌跡是一種具有自相似特征的分形結(jié)構(gòu)圖形。掃描方式的選擇直接影響湖南SLS激光快速成型加工層面上的溫度場分布和成型區(qū)的掃描順序，對制件翹曲變形有十分重要的影響。如果對同一點的激光掃描次數(shù)控制不合理，掃描次數(shù)過多，則溫度會過高，對成型件產(chǎn)生不良影響。4、單層層厚的影響單層層厚就是指鋪粉厚度，由于快速原型分層離散制造的特點，使得沿模型高度方向的單層燒結(jié)厚度（對應于切片厚度

6、）對制件局部形狀特征有著十分重要的影響。單層厚度過大造成制件局部細微特征的忽略，成型方向上的層間效應明顯，表面光潔度下降，甚至會使激光能量無法傳遞到燒結(jié)層的底部粉末，使得層與層之間的粘結(jié)無法完成，導致加工過程的失敗。反之，單層厚度過小會使得加工效率降低,層片之間很容易產(chǎn)生翹曲變形，所以必須選擇合適的單層厚度。湖南SLS激光快速成型華曙高科建議,對形狀復雜、成型精度高的制件,以制件要求精度的一半作為單層厚度的極限值，可以使模型在滿足精度要求下保留其細微的局部特征。對于形狀較為簡單的實體.則可以選擇比較人的單層厚度，但必須使得單層厚度小于加工激光功率所能保證的燒結(jié)厚度。