一、热传导预热装置及在SLS直接成形金属件过程中作用的研究（论文文献综述）
童强[1]（2021）在《铸造用覆膜粉体光纤激光烧结/失效复合增材制造工艺及装备研究》文中研究说明选择性激光烧结（Selective Laser Sintering,SLS）是一种基于粉床的激光增材制造技术,其具有材料利用率高、工艺流程短、可制成复杂形状零件等显着优势,近年来在砂型激光增材制造领域得到广泛应用。随着我国铸造行业的不断升级、提效,铸件尺寸不断增大,常规SLS技术在加工幅面、效率、强度等方面难以满足行业需求。本文为突破常规SLS法中低激光功率、窄线宽扫描导致的加工效率低的瓶颈,并合理地平衡制件精度与制件初强度,着重研究基于覆膜粉体的光纤激光烧结/失效复合（Fiber Laser Sintering and Invalidating Compound,FLSIC）的增材制造方法及其配套装备、成形工艺及材料,并与传统铸造技术相结合,进行工程应用实例的验证。研究内容及结果如下:提出以功率更高、稳定性更强、寿命更长的500 W光纤激光器取代常规SLS成形系统的100 W二氧化碳激光器烧结成形热塑性酚醛树脂覆膜材料的新思路,并依此提出了大光斑宽线填充高效率烧结扫描截面（高效率粘接）与小光斑高精度失效扫描轮廓（高精度切割）复合的增材制造方法FLSIC。该方法在提升制件效率的同时,获得较高的制件初强度,并且可有效消除次级烧结体对制件精度的不良影响,保障制件尺寸精度。扩展了激光增材制造方法,尤其对于大尺寸复杂结构砂型砂芯的高效制备具有重要的理论意义和实用价值。围绕FLSIC方法并研制出了大幅面系列化成形装备。以高功率光纤激光器和移动式低成本后聚焦振镜为核心,采用分区拼接扫描技术实现高效变光斑大幅面加工,合理地平衡了装备的加工效率、加工幅面以及设计/制造/维护成本。采用低成本大行程XY皮带模组与光栅尺反馈的高精度小行程平移台的主从运动组合,有效保障了移动式振镜的高速精确定位,消除了皮带模组在高速定点运动时的跟随误差,实现了低成本大幅面高速高精度定位。装备兼容了 FLSIC和SLS成形方法,软硬件均自主研发,全部采用国产元器件。在长期运行过程中验证了装备的稳定性和可靠性,满足基础工艺实验及工程应用的需求。以覆膜宝珠砂为材料、以光纤激光为光源研究了 FLSIC成形新工艺,并与SLS法成形件进行对比。结果证实,采用离焦大光斑激光代替常规SLS聚焦小光斑激光进行烧结成形,可实现更高功率、更宽填充线间距扫描烧结。结果还表明,先采用大光斑激光以高制件强度对应的激光能量密度进行截面内部填充烧结（高效高强度粘接）,再采用高激光能量密度的小光斑进行截面轮廓失效扫描（高精度切割）,可实现高制件初强度的同时割离次级烧结体,从而解决了 SLS方法中激光高能量密度烧结获得较高初强度时带来较大的次级烧结区影响制件精度的问题。为解决砂型打印常用覆膜硅砂对FLSIC工艺所用的光纤激光吸收率低、成形性差的问题,提出采用掺入石墨烯的方法对原材料进行改性。研究了改性材料的制备工艺及其在光纤激光作用下的成形性能,结果表明,石墨烯的添加在提高覆膜硅砂对光纤激光吸收能力的同时,保证了砂型打印件的强度和精度,且当石墨烯占硅砂质量的0.1%时,其成形效率、成形强度最佳。最后,通过制造出质量合格的中等尺寸泵壳铸件,证明了该材料在铸造砂型打印中应用的可行性,为大型砂型的FLSIC成形提供了低成本高性能的基础材料。研制出一种可用于激光增材制造的新型保温轻质覆膜粉末。该覆膜材料以粉煤灰中提取的漂珠作为基体材料,以酚醛树脂热法覆膜制得复合粉末。研究了覆膜漂珠的制备工艺以及FLSIC成形工艺,分析了树脂含量对制件的强度、导热系数、精度和比强度的影响。结果表明FP20材料FLSIC制件的导热系数、体积密度及抗弯强度指标均满足铸造保温冒口套要求。该研究在拓展技术应用范围的同时又实现了废弃污染物的再利用,为铸造行业的复杂结构保温冒口的制造提供了基础材料。
刘石柏[2]（2020）在《选区激光熔化过程的无网格法数值模拟及试验研究》文中指出选区激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）是一种增材制造工艺,相比与传统的制造技术,它具有无模具、污染少、成形精度高、易于实现自动化等优点,可以制造出具有一定强度且形状复杂的零件,因此,选区激光熔化工艺具有广泛的应用前景。然而,选区激光熔化是一个高温、非线性的物理及化学冶金过程,除了受到多种因素影响外,还涉及到流固耦合、激光能量的吸收及热传导等诸多复杂的物理场现象,并且难以采用基于网格的方法来实现对选区激光熔化过程及其熔池形貌和熔化带等方面的数值模拟和分析。本文针对这些问题,研究应用光滑粒子流体动力学（SPH）无网格法对选区激光熔化过程的数值模拟和分析,并且进行试验以验证数值模拟结果和探索成形工艺规律。1)系统分析了SPH方法的基本原理和求解过程,建立了选区激光熔化的SPH数值模型。在建模过程中,考虑了对流源项和热焓源项等因素对熔池系统的影响,推导并建立选区激光熔化过程的SPH控制方程。同时为了防止不同界面的相互作用粒子发生渗透而导致紊乱,从而在对各个粒子位置进行更新时引入了XSPH修正方案。此外,为防止液相粒子穿越固液边界而导致计算错误,对靠近固液边界附近的液相粒子采用排斥力模型,并以链表搜索法为基础,提出了一种局部粒子链表搜索法,从而提高了计算效率。2)建立了选区激光熔化的SPH表面张力数值模型。该数值模型考虑了作用于流体表面法向部分的毛细力和作用于流体表面切向部分的Marangoni力,且它们都与温度有关。研究发现采用SPH方法不仅能对热传导问题进行模拟,而且还可以用来模拟流体的运动及其变形,从而为选区激光熔化成形过程的SPH方法数值模拟奠定基础。3)研究和分析了在选区激光熔化过程中,表面张力对熔池形貌演变的影响。在模拟过程中,首先考虑了温度对粉末材料的密度、热传导率和粘度系数等参数的影响建立了粉末材料模型,然后采用FORTRAN语言独立编写了二维选区激光熔化过程的模拟程序,研究和分析了在不同激光工艺参数下,熔池纵向表面形貌的演变趋势,得到了在表面张力的影响下,熔池形貌沿着纵向凝固轨迹呈现一系列曲线分布,同时其形貌看起来像波浪状,并且通过相应的熔化试验对模拟结果进行了验证,发现采用SPH方法获得的模拟结果与试验结果基本吻合,证明了SPH计算模型的有效性。此外,随着激光功率的增加或扫描速度的降低,熔池纵向表面形貌均呈增加的趋势。4)采用SPH方法三维数值模拟和研究选区激光熔化温度分布和单道熔化带的演变过程。在模拟过程中,首先根据SPH方法建立了SLM过程的三维瞬态数值模型,然后基于304L不锈钢粉末系统,采用SPH方法模拟和分析了在不同工艺参数下,熔池温度和单道熔化带的分布情况。结果发现,随着金属粉末的不断熔化,在表面张力的作用下,单道熔化带的形状将从初始平面分布逐渐演变为半圆柱形分布,而且还发现在未熔化的金属粉末层和基体材料之间,将会观察到不连续的温度分布。并且随着金属粉末颗粒空隙率和激光功率的增加,熔池的温度分布和单道熔化带的变形将会增加,但它们随着金属粉末层厚度和扫描速度的增大而降低。最后,采用了相同的工艺参数对单道熔化带变形分布和熔池尺寸进行了试验,发现试验结果与仿真结果基本吻合。这表明采用SPH法实现了对单道选区激光熔化过程的数值模拟。5)试验研究金属构件选区激光熔化成形工艺。在工艺试验过程中,首先从单道、单层等选区激光熔化成形入手,研究和分析了不同工艺参数对304L不锈钢金属粉末选区激光熔化成形质量的影响。然后在单层熔化成形的基础上,对实体方块成形进行了工艺试验,发现在其他工艺参数保持不变的情况下,当激光功率为250W,扫描速度为15cm/s,粉末层厚为60μm和搭接率为60%,采用S形扫描策略时,获得的成形方块质量较好。最后,根据该工艺参数,以304L不锈钢粉末为材料,采用选区激光熔化设备分别实现了花形和网孔结构等薄壁零件的成形。
王元震[3]（2020）在《基于SLS的羟基磷灰石复合材料人工骨支架工艺研究》文中指出生物增材制造技术极大地方便了仿生及再生医学的研究发展,医疗模型多元化的前提可通过快速成型技术并依托于三维模型迅速的制造完成,其打印样品的精度、强度和形状都更贴近实际所需要的医疗模型。组织工程支架作为生物增材制造的一种,其所需模型更加复杂,强度、精度等要求更加严格,所以选择性激光烧结技术成为切实可行的加工手段之一。选择性激光烧结技术材料选择多样化,并且打印时无需添加多于支撑为制作医疗模型减少了加工时间并提高了精度。由于选择性激光烧结技术的特殊性,则使得加工人工骨支架有了更新的要求。基于组织工程支架的性能及加工要求,本文将选择骨诱导活性和骨传导力较强的经基磷灰石作为基体材料,选择熔点可低温成型的聚己内酯作为主要粘结剂。制备了用于单层烧结实验不同组分配比的羟基磷灰石/聚己内酯复合粉末材料,通过单层烧结实验获得羟基磷灰石/聚己内酯复合材料的配比可行性方案,由于红外光谱中打印前后的羟基磷灰石/聚己内酯复合材料中并无新的波峰产生可得知并没有产生新的基团,打印过程为纯物理变化。分析了在打印过程中激光与粉床之间的热传导方式,并简单研究了选择性激光烧结的成型机理,并建立了传热模型、参数计算模型。以软件comsol为平台,建立羟基磷灰石/聚己内酯复合粉末材料有限元热源模型和几何模型,考量材料实际的物性参数和仿真过程的边界条件,对羟基磷灰石/聚己内酯复合粉末材料烧结过程进行多场耦合仿真分析并获得温度场数据,讨论加工参数和粘结剂配比对仿真结果的影响,为羟基磷灰石/聚己内酯复合粉末材料制备和烧结工艺参数优化提供理论支撑。采用正交试验法,利用羟基磷灰石/聚己内酯复合材料进行烧结成型,并以拉伸强度、弯曲强度、密度和尺寸精度为考量指标,对烧结件影响较大的四因素（激光功率、扫描速度、扫描间距和分层厚度）对考量指标的影向趋势进行分析,获得SLS最佳工艺参数,并利用该参数进行不同纤维素含量多孔骨支架的可行性分析及设计制造。通过测量孔隙率与压缩强度选取最佳的纤维素含量。
李发智[4]（2019）在《激光直接成形氧化铝基陶瓷气孔形成机理及控制研究》文中指出陶瓷材料作为世界主要应用材料之一,因其优异的物理和化学性能被广泛地应用在航空航天、生物医疗和工业领域。陶瓷零件传统制备工艺由于制备复杂、模具化生产、产品收缩比大及添加粘结剂等问题,造成了陶瓷复杂定制化零件成品率较低,成本高。激光直接成形技术属于增材制造的一种,通过层层累积的工艺进行直接熔融成形。相对陶瓷传统制备工艺减少了制造模具、添加粘结剂等环节,提高了制备效率,减少了制备成本。本文利用激光直接成形技术进行氧化铝基陶瓷单道多层陶瓷成形件的基础研究,探究陶瓷成形件内气孔缺陷的形成机理,构建气孔形成模型,并在此基础上进行不同策略的控制分析。基于气孔缺陷研究基础,成功制备出应用在血液分析仪中的陶瓷柱塞零件。本文具体研究内容如下:（1）根据激光直接成形工艺特点,对陶瓷成形件的层间孔隙、层内孔隙、晶间孔隙和缩孔四类气孔缺陷进行了研究。基于陶瓷结构件形状特征,发现陶瓷结构件气孔的形貌和分布特征与陶瓷结构件形状及成形方式有关。基于陶瓷材料不同配比特征,从氧化铝/氧化锆二元相图出发,对陶瓷成形件的气孔特征及组织形貌进行了研究。对成形件不同区域处的气孔特征进行了系统的分析,研究了从亚共晶、共晶到过共晶陶瓷材料成形的组织演变及气孔分布特征。分析了成形件组织形貌特征与气孔缺陷之间关系。发现通过增加氧化锆比例可以减少气孔缺陷的产生。（2）基于凝固理论及气泡动力学,构建了无量纲气泡逸出因子作为气孔形成的评判依据。在此基础上建立了不同Marangoni对流模式下熔池不同位置处的气孔形成模型。通过气孔形成模型阐明了气孔的形成机制。并采用实验方法对气孔形成机制进行了分析。研究结果表明:外流模式下,熔池中心上部区域容易形成聚集孔隙,内流模式下,熔池中心下部区域容易形成聚集孔隙。（3）基于气孔形成机制的分析,从工艺参量和过程参量两个方面对成形件的气孔率进行了控制研究。通过单因素试验分析不同工艺参数对气孔率的影响规律。讨论了气孔面积区间对成形件气孔率的显着性影响。最后利用田口法进行工艺参量的优化。通过分析熔池温度和等离子体等过程参量对气孔缺陷的影响,建立熔池温度和等离子羽辉质心高度与气孔率之间的相关关系。结果表明:成形件内面积区间在0-1000μm2的小型孔隙数量最多。熔池温度与气孔率之间属于弱负相关关系。等离子质心高度和气孔率属于高度正相关。（4）对单道多层、多道单层和柱塞三种陶瓷成形件的力学性能进行了分析。根据气孔分布特征和成形件截面特征,成形件内部区域可分为高气孔率区域和低气孔率区域。结果表明:低气孔率区域,单道多层陶瓷结构件的硬度最高为1500Hv,柱塞的断裂韧性最大;高气孔率区域,柱塞结构件的硬度最高,而单道多层陶瓷结构件的断裂韧性最大。通过对单道多层陶瓷件块状结构和柱塞的抗压强度测试可知,单道多层结构件的强度可达1373 MPa,而柱塞的抗压强度为474.5MPa。
阚文斌[5]（2019）在《电子束选区熔化技术制备高Nb-TiAl合金的成形工艺和组织调控研究》文中进行了进一步梳理TiAl合金具有低密度、高比强、高模量、高蠕变抗力等优异性能,比镍基高温合金减重约50%。影响TiAl合金大规模工业应用的主要障碍表现在两方面:室温塑性不足和加工成形难π度大,因此目前TiAl合金只能应用于航空发动机650-750℃的部件。电子束选区熔化技术（EBM）作为一种增材制造工艺（3D打印）,可实现TiAl合金的近净成形。但由于缺乏系统的凝固相变机理研究,成形过程中无法实现精密的组织性能调控,EBM制备TiAl合金仅能达到铸造水平,无法实现性能的提升。本文以高Nb-TiAl合金为母合金,系统地开展了 EBM技术制备高Nb-TiAl合金的组织性能研究。全文主体包括三部分:成形性能研究、凝固相变机制研究和显微组织性能调控研究。首先,通过全面的工艺控制研究,解决了吹粉、缩孔、脱铝等制备缺陷,通过综合调控铺粉、预热、熔化等工艺过程,扩大了高Nb-TiAl合金的稳定成形工艺窗口,为下文的组织性能调控奠定了基础。其次,结合温度场仿真模拟和显微组织观察,揭示了在高频波动温度场下初始非平衡组织的演变规律,确定了高Nb-TiAl合金的凝固相变过程,提出了“快速凝固-热影响区相变-组织退化”的成形态显微组织形成机制,为下文的组织性能调控提供了理论依据。最后,结合EBM凝固相变机制的研究结果,从显微组织性能调控、各向异性柱状晶组织形成机制、陶瓷纳米复合材料的成形机制三个方面,充分发挥EBM对凝固相变过程的控制力,拓展了 EBM成形高Nb-TiAl合金的自由度,创新性获得了包括细小均匀全片层组织、各向异性柱状晶片层团组织、纳米TiC均匀弥散分布等轴组织在内的多种TiAl显微组织结构,并实现了力学性能的提升,EBM打印高Nb-TiAl的室温和高温抗拉强度较铸造热处理高Nb-TiAl合金提高100～200MPa。本工作初步建立了高Nb-TiAl合金EBM成形制备过程的“成形工艺-显微组织-力学性能”间的关系,并以凝固相变机制研究为基础,创新性开发出了多种成形制备和显微组织调控方法,为获得性能更加优异的TiAl合金设计和优化提供了新思路。
关杰仁[6]（2019）在《铝合金选择性激光熔化成形工艺控制与组织性能研究》文中研究说明选择性激光熔化（Selective Laser Melting,SLM）是基于“离散+堆积”原理,利用高能激光束作为热源熔化金属粉末,通过逐层叠加的方式直接成形出空间构型复杂、性能优异的结构件。现阶段,对随形冷却结构、节温器盖等复杂构件的制备,轻质AlSi10Mg合金因其较好的铸造性能、优良的导热导电性能而被广泛研究。然而,铝具有高的自由电子密度,对激光入射能量的吸收率仅为9%,热导率高达237 W/（m·K）,在SLM成形过程中热积累少,导致熔化不完全、层间结合差等问题。同时,铝对氧的敏感性高,易产生球化、孔洞、氧化夹杂等冶金缺陷,恶化成形质量,限制工业应用。为解决因能量吸收不足而产生的球化、孔洞等问题,论文采用有限元技术模拟了单条熔道温度场分布,阐述了微熔池的形成机理及特征变化规律,优化了成形工艺参数,讨论了典型形状构件的成形性和设计原则;分析了SLM成形AlSi10Mg合金中缺陷的来源,采用不同的重熔扫描策略降低了孔洞、球化等缺陷,研究了缺陷降低的机理;讨论了SLM成形AlSi10Mg合金熔池的熔化凝固行为、组织特征及力学性能,取得以下主要成果。采用有限元数值模拟方法对SLM成形AlSi10Mg合金粉末单道熔融轨迹的温度场分布变化进行研究,分析和讨论了不同工艺参数对熔池特征的影响规律,包括熔池温度、尺寸和形状,结合实际打印成形结果,揭示了Marangoni对流现象恶化表面质量的原因,研究和优化了工艺参数,分析了工艺参数对致密度的影响程度,优化的工艺参数为激光功率200 W、扫描速度1100 mm/s,扫描间距70μm、层厚20μm,并发现表层添加重熔处理工艺可改善表面质量。分析并讨论了SLM工艺制备AlSi10Mg合金典型几何形状的成形能力,包括网格形薄壁件、管路通道结构、悬垂结构倾斜角的设计原则。薄壁件成形的尺寸不应低于0.2mm,管路通道结构的孔径成形范围为Φ3 mm10 mm,悬垂结构的倾斜角若低于45o,悬垂部分将出现塌陷和挂渣。探讨了SLM成形AlSi10Mg合金试样中缺陷的产生原因及工艺控制方法,分析了不同重熔扫描工艺降低孔洞、球化等缺陷的本质原因。在已凝固层上添加不同重熔扫描工艺,促进液态金属流动,补充孔洞,液相处于高温时间长有利于气泡上浮逸出,可降低试样中的孔隙率,层间润湿性增强,表面起伏程度降低,有效控制缺陷。从热力学和动力学角度研究熔池内部发生的熔化凝固行为,利用OM、SEM、XRD、EBSD、TEM及拉伸试验等手段对SLM成形AlSi10Mg合金的微观组织和性能进行表征和测试。结果表明,凝固优先从熔池边缘散热较快的位置开始,受温度梯度和生长速度影响,晶粒生长为不同的组织形态。熔池边界以胞状枝晶为主,熔池中心趋向等轴晶,α-Al基底上分布着网状的Al-Si共晶组织。快速加热冷却导致共晶Si向α-Al中的固溶度增加,发生晶格畸变。晶粒取向性各异,不存在特殊晶界。借助XRD、EBSD、纳米压痕、显微硬度计等手段对不同重熔扫描工艺叠加成形AlSi10Mg合金试样的微观组织和性能进行表征和测试。结果表明,受已凝固层热导率较快的特性影响,微观组织中晶粒呈现更加细化的等轴晶形态,晶粒内部出现较多小角度晶界分布。沿着成形堆积方向纵截面上晶粒生长与热流方向有关,改变重熔层扫描工艺导致织构强度产生差异。晶粒细化、Mg2Si相析出、畸变能增多导致显微硬度和杨氏模量升高,最大值分别为184.12 HV0.2和93.56GPa。本论文讨论了SLM工艺参数控制对熔池特征和凝固特性的影响规律,丰富了非平衡凝固理论,通过逐层添加重熔扫描工艺研究了叠加成形降低缺陷的机制,为解决SLM成形AlSi10Mg合金产生的孔洞、球化现象等问题和改善组织形态和性能提供新思路和新方法,为AlSi10Mg合金复杂构型件的工业应用奠定理论依据和技术基础。
周建[7]（2019）在《选择性激光熔化316L不锈钢粉末数值模拟及实验研究》文中指出选择性激光熔化（Selective Laser Melting,简称SLM）由选择性激光烧结发展而来,具有选择性激光烧结材料范围广、利用率高、易成形复杂件、成形工艺简单等优点,因其利用激光直接熔化金属粉末成形零件,成形件性能优于选择性激光烧结成形零件,该技术广泛应用于医疗、制造业模具、航空航天等,逐步成为国内外研究热点。目前国内外通过数值模拟结合实验方法分析成形件表面粗糙度与致密度以得到激光参数优化区间的研究较少。因此,针对以上本文从激光熔化金属成形过程温度场三维有限元数值模拟获得基本工艺参数范围,而后通过工艺参数对表面粗糙度和致密度的影响得到优化的加工工艺参数并分析SLM加工工艺对力学性能的影响,研究内容具体如下:首先选取316L不锈钢粉末材料,设计近似高斯分布的激光热源并利用参数化语言控制激光热源移动,对粉末材料熔化成形单层薄片进行温度场模拟,着重分析不同工艺参数（激光功率、扫描速度、扫描间距、铺粉厚度）对SLM成形的温度影响。发现随着激光功率的增大,作用在粉末层的节点的温度升高;随着扫描速度、扫描间距、铺粉厚度的提高,作用在粉末层的节点上的温度下降。为保证实验中不锈钢粉末能够成形,把SLM成形的激光功率、扫描速度、扫描间距、铺粉厚度的范围控制在100200 W,5001500 mm/s,0.040.12 mm,0.030.06 mm之间。其次利用SLM150型号设备对316L不锈钢粉末进行实验,研究影响成形件表面质量的因素。设计单因素控制方案,研究了不同工艺参数对成形件表面粗糙度和致密度的影响,并综合各个工艺参数,引出激光能量密度对成形件表面质量的影响。按照不同激光能量密度下成形件的表面质量划分成了3个区域。激光能量密度37.88 J/mm375.76 J/mm3为部分熔化不稳定区;激光能量密度75.76 J/mm3151.52 J/mm3为充分熔化稳定区,激光能量密度区域最佳;激光能量密度大于151.52 J/mm3为过熔区,该区域激光能量密度较高,金属粉末成形过程飞溅严重,成形金属表面有过烧焦化的现象。最后分析SLM成形中激光能量密度、微观组织、力学性能之间的关系。发现成形件主要元素与原始粉末的元素相同,SLM成形件中δ铁素体完全消失,只有γ奥氏体存在。奥氏体组织随着激光能量密度变大而变大。得到激光能量密度119.05 J/mm3下成形件内部致密,组织晶界不明显,基本无孔隙含有熔池典型的细胞结构特征。其断口韧窝较为明显,属延性断裂,硬度和拉伸性能最佳,表面线粗糙度Ra为5.4μm,面粗糙度Sa为8.94μm,致密度也达到99.66%,硬度达到330.05 HV,抗拉强度为693.13 MPa,屈服强度616.24MPa,延伸率为34.60%。
王勃[8]（2019）在《聚苯乙烯粉末的选择性激光烧结成型工艺参数预测》文中进行了进一步梳理针对选择性激光烧结（SLS）成型工艺参数优化实验中存在的实验成本高、适用性差、耗时长等问题,本文从SLS成型工艺原理出发,利用有限元分析软件对SLS聚苯乙烯（PS）及其复合材料的相关成型工艺参数范围进行了一定的分析预测。首先,在SLS工艺成型过程及成型原理的基础上,基于三维传热模型,利用有限元分析软件ANSYS建立了SLS成型工艺参数仿真分析预测模型,根据仿真模型和烧结实验的需要对PS、PS/CF以及PS/PE粉末材料的相关物性参数进行了测定。其次,全面分析了各成型工艺参数对成型质量的影响,以成型件的弯曲强度和成型精度作为衡量指标,激光功率和扫描间距作为仿真分析预测对象,以PS选区激光烧结成型工艺为研究对象,使用ANSYS仿真软件对在激光作用下粉体内部的温度场分布作出仿真分析,根据SLS工艺成型质量满足要求时所对应的温度场分布要求,反推预测得出PS粉末SLS的成型激光功率和扫描间距值的合理范围,并通过烧结实验对其的有效性进行了验证分析。最后,采用仿真分析预测的方法对PS/CF和PS/PE复合材料SLS成型激光功率和扫描间距的合理范围作出预测分析,并进行相应烧结验证实验,以检验该方法在改性PS复合材料中的普适性;采用通过仿真分析预测手段得出的PS粉末SLS成型的激光功率和扫描间距合理值,根据熔模精密铸造工艺的具体要求进行大尺寸的铸造原型烧结实验,以验证SLS成型工艺参数仿真分析预测结果与实际工业应用值之间的吻合性。本文为SLS工艺参数预测提供了一种新思路和新方法,对PS及其复合材料在SLS领域中的工业化应用具有一定的参考价值。
熊聪[9]（2019）在《钛合金叶轮快速熔模铸造工艺研究》文中研究指明钛合金零件快速制造技术,是制造业长期关注的课题。特别是满足型号项目需求的复杂钛合金零件,其研发费用高、周期长、性能指标难以保证。成为近年3D打印技术的研究热点。本文对国外船用钛合金叶轮的开发,进行快速铸造工艺研究。首先,围绕钛合金铸造缺陷,选择数值计算软件,对缺陷计算判据进行了分析。设计了两种浇注系统,通过仿真揭示缺陷分布与铸件质量关系。为保证铸件质量,针对常规浇注工艺参数范围,进行优化。为快速铸造工艺实践,提供了较优的浇注工艺方案。其次,研究了采用激光选区烧结技术制备聚苯乙烯原型件工艺。使用正交实验法分析了预热温度、激光功率、扫描速度、扫描间距和分层厚度对制件尺寸精度的影响,确定了较优的工艺参数组合。围绕铸件设计要求,对其原型质量要求不同的表面,采取不同措施,制备出满足工艺要求的原型。最后结合浇注系统优化结果,采用双铸件组树方案制备出合格型壳。在真空度小于0.4Pa的环境中进行重力浇注,通过清理、浇冒口切除、热等静压、退火处理等工序获得叶轮铸件。经过X射线检测、随炉试棒机械性能分析表明:铸件性能指标满足设计标准要求。验证了钛合金叶轮快速熔模铸造工艺的可行性。
张亚娟[10]（2019）在《3D打印用特种金属粉末的制备与使用性能表征》文中研究说明随着3D打印成形技术的快速发展,对高品质成形用金属粉末材料的需求越来越紧迫。目前3D打印用金属粉末的制备方法还存在不同方面的局限性,国内已有的制备方法较多为移植和仿研,亟待研发自主创新的满足3D打印成形工艺要求的高质量金属球形粉末的制备技术。另一方面,3D打印成形金属零部件的致密度和力学性能受粉末特征和成形工艺参数的双重影响,目前缺乏关于金属粉末材料特性和成形工艺参量对成形件组织结构及性能影响关系的系统研究。基于以上背景需求,本文采用纳米化-团聚造粒-热处理相结合的技术路线,探索具有一定特征的几类特种金属粉末的制备方法。研究了高球形度、高流动性、高纯度、低氧含量的细颗粒过渡族金属、高活性纯金属及难熔金属等系列3D打印用金属粉末的制备方法及其调控机理,实现了单峰分布、双峰分布、小粒径、窄分布等特定粒径分布特征的粉末制备,研究了成形工艺参数、粉末亚结构、特殊粒径分布、颗粒致密性等与成形件微观组织结构及性能之间的关系与作用机理。本文开展的主要研究内容及相应主要结果概述如下。首先,通过优化蒸发-冷凝工艺参数,制备了系列高纯、粒径均匀的过渡族金属（以Fe、Co、Ni为例）纳米粉末和高活性金属（以Ti为例）氢化物纳米粉末。以制备得到的金属纳米粉末和商用的难熔金属W纳米粉末为原料,调控喷雾干燥和热处理工艺参数,制备得到了系列过渡族金属和高活性金属球形粉末,具有成分纯净、氧含量低、流动性高、球形度高和保持微纳亚结构等特点。为进一步提高粉末颗粒的致密度和产率,研究了不同初始平均粒径的粉末造粒工艺,确定了粒径呈双峰分布的球形造粒粉末的制备方法。系列双峰分布的球形粉末可准确调控粒径分布峰值的不同占比,且粉末成分纯净、球形度高、松装密度较单峰分布大幅度提升。研究发现,当初始粉末平均粒径为1μm左右时,经喷雾干燥、热处理制备的微米级造粒粉末具有比初始为纳米级粉末的造粒粉末更高的致密度,但当初始粉末粒径过大时难以获得高球形度的造粒粉末。针对选区激光熔化工艺,研究了制备的微纳亚结构球形粉末的3D打印成形工艺参数与成形件致密度之间的关系及内在机理,发现成形件的致密度主要受激光功率和扫描速率的耦合影响。以制备的Ni粉为例,研究表明粉末具有的较大表面粗糙度和比表面积,利于激光的反射和吸收,其激光吸收率是具有光滑表面的气雾化法制备的商业化Ni粉的2倍以上。使用喷雾干燥法制备的Ni粉进行激光成形时,表面温度更高,熔化体积更大,表面张力和液桥毛细力减小,从而大大改善了成形件表面的球化现象,获得相对密度高达99.2%的成形件,明显高于气雾化法制备的商业化Ni粉成形件的致密度。对本研究开发的喷雾干燥法制备Ni粉和气雾化法生产的商业化Ni粉的成形件组织结构和力学性能进行了测试分析,发现成形件均由细小的柱状晶和胞状晶组织构成,其中柱状晶存在跨越层间生长的现象。在平行于成形方向的XOZ截面形成了鱼鳞状熔池,其中喷雾干燥法较气雾化法制备Ni粉在成形过程中具有更宽的熔道和更大的熔池深度;垂直于成形方向的XOY截面具有更强的（101）织构,且随着激光功率的提高,织构分布强度增大;具有明显提高的成形件显微硬度,其硬度值达到工业用纯Ni铸造件的2倍,喷雾干燥法比气雾化法制备Ni粉成形件的显微硬度提高了26.8%。研究了特殊粒径分布球形粉末的成形参数及其对成形件组织结构和力学性能的影响及作用机理。以粒径双峰分布的Ni粉为例,因粉末中含有较多小尺寸颗粒而具有更大的比表面积,可以吸收更高的激光能量,且粒径双峰分布较单峰分布具有更高的堆积密度,有利于材料中的热传导。因此,使用粒径双峰分布的Ni粉制备的成形件表面熔道搭接更平滑致密,相对密度高达99.8%;具有更高更稳定的力学性能,其中成形件的塑性比粒径单峰分布Ni粉成形件提高了30%。研究了粉末颗粒致密度与成形工艺参数、成形件致密度和力学性能的关系及机制。以难熔金属W为例,研究表明其成形性主要受激光能量密度与扫描速率的比值的影响,当该比值不超过2时,可获得成形件。成形件的主要缺陷为较大尺寸不规则孔隙和裂纹,随着激光功率的提高,孔隙率和裂纹密度降低,成形件的致密度提高。喷雾干燥法较气雾化法制备W粉颗粒的致密度低,具有较低的导热系数和高的表面张力,成形件的致密度和显微硬度值均低于气雾化法制备W粉成形件。延长喷雾干燥法制备W粉的热处理保温时间可在一定程度上提高造粒W粉颗粒的致密度,有利于成形件致密度和显微硬度的提升。
二、热传导预热装置及在SLS直接成形金属件过程中作用的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、热传导预热装置及在SLS直接成形金属件过程中作用的研究（论文提纲范文）
（1）铸造用覆膜粉体光纤激光烧结/失效复合增材制造工艺及装备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 增材制造技术概述 |
| 1.1.2 面向铸造的增材制造技术 |
| 1.1.3 面向铸造的覆膜粉体激光增材制造技术 |
| 1.1.4 本文研究意义 |
| 1.2 相关研究内容研究进展 |
| 1.2.1 选择性激光烧结装备研究进展 |
| 1.2.2 选择性激光烧结工艺研究进展 |
| 1.2.3 选择性激光烧结材料研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 光纤激光烧结/失效复合增材制造方法及装备 |
| 2.1 光纤激光烧结/失效复合增材制造方法 |
| 2.1.1 FLSIC基本原理 |
| 2.1.2 FLSIC激光源的选择 |
| 2.1.3 FLSIC实现过程 |
| 2.2 光纤激光烧结/失效复合增材制造装备的研制 |
| 2.2.1 总体方案 |
| 2.2.2 激光系统研制 |
| 2.2.3 铺粉系统研制 |
| 2.2.4 控制系统研制 |
| 2.2.5 大幅面系列化光纤激光烧结/失效复合增材制造装备 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 覆膜宝珠砂光纤激光烧结/失效复合增材制造工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验条件 |
| 3.3 覆膜宝珠砂粉体特性分析 |
| 3.4 激光作用覆膜宝珠砂成形机制研究 |
| 3.4.1 激光能量对粉床的作用 |
| 3.4.2 激光加热覆膜宝珠砂的固化机制 |
| 3.5 激光烧结覆膜宝珠砂过程的仿真分析 |
| 3.5.1 有限元模型的建立及网格划分 |
| 3.5.2 激光热源模型的建立 |
| 3.5.3 覆膜宝珠砂的热物性计算模型 |
| 3.5.4 初始值及边界条件 |
| 3.5.5 基于热像仪测温的模型整定 |
| 3.5.6 扫描线间距对激光烧结过程温度场影响的模拟分析 |
| 3.6 覆膜宝珠砂的SLS制件性能研究 |
| 3.6.1 激光能量密度对覆膜宝珠砂SLS制件力学性能的影响 |
| 3.6.2 激光能量密度对覆膜宝珠砂SLS制件尺寸精度的影响 |
| 3.7 覆膜宝珠砂的FLSIC制件性能研究 |
| 3.7.1 激光能量密度对覆膜宝珠砂FLSIC制件力学性能的影响 |
| 3.7.2 激光能量密度对覆膜宝珠砂FLSIC制件尺寸精度的影响 |
| 3.8 应用实例 |
| 3.9 本章小结 |
| 4 石墨烯改性覆膜硅砂的制备及复合成形工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 石墨烯改性覆膜硅砂的制备与表征 |
| 4.2.1 实验设备与材料 |
| 4.2.2 粉末的制备过程 |
| 4.2.3 性能测试与表征方法 |
| 4.2.4 改性覆膜硅砂的微观形貌和粒度分布 |
| 4.3 石墨烯含量对覆膜硅砂激光吸收率及常温抗拉强度的影响 |
| 4.3.1 石墨烯含量对覆膜硅砂激光吸收率的影响 |
| 4.3.2 石墨烯含量对覆膜硅砂常温抗拉强度的影响 |
| 4.4 石墨烯含量及激光能量密度对激光烧结制件力学性能的影响 |
| 4.5 石墨烯改性覆膜硅砂FLSIC成形工艺研究 |
| 4.6 应用实例 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 轻质保温覆膜漂珠的制备及复合成形工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 覆膜漂珠轻质复合材料的制备与表征 |
| 5.2.1 主要原料及仪器 |
| 5.2.2 粉末的制备过程 |
| 5.2.3 覆膜漂珠微观形貌和粒度分布 |
| 5.3 覆膜漂珠的单层激光烧结/失效工艺研究 |
| 5.3.1 单层激光烧结工艺研究 |
| 5.3.2 单层激光失效工艺研究 |
| 5.4 覆膜漂珠FLSIC成形工艺及制件性能研究 |
| 5.4.1 激光能量密度对覆膜漂珠FLSIC制件强度的影响 |
| 5.4.2 激光能量密度对覆膜漂珠FLSIC制件比强度的影响 |
| 5.4.3 激光能量密度对覆膜漂珠FLSIC制件尺寸精度的影响 |
| 5.5 树脂含量对覆膜漂珠FLSIC制件性能的影响 |
| 5.5.1 树脂含量对覆膜漂珠FLSIC制件强度的影响 |
| 5.5.2 树脂含量对覆膜漂珠FLSIC制件导热系数的影响 |
| 5.5.3 树脂含量对覆膜漂珠FLSIC制件体积密度及比强度的影响 |
| 5.5.4 树脂含量对覆膜漂珠FLSIC制件尺寸精度的影响 |
| 5.6 覆膜漂珠冒口铸造性能评价 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）选区激光熔化过程的无网格法数值模拟及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选区激光熔化(SLM)成形概述 |
| 1.1.1 选区激光熔化(SLM)成形原理 |
| 1.1.2 选区激光熔化(SLM)成形设备的组成 |
| 1.1.3 选区激光熔化(SLM)成形的影响因素 |
| 1.1.4 选区激光熔化(SLM)成形的优点 |
| 1.1.5 选区选区激光熔化(SLM)成形的缺陷 |
| 1.2 选区激光熔化(SLM)研究现状 |
| 1.2.1 粉末颗粒的有效热传导率 |
| 1.2.2 扫描策略对成形零件的影响 |
| 1.2.3 选区激光熔化(SLM)数值模拟现状 |
| 1.3 无网格数值模拟方法 |
| 1.3.1 基于网格法的数值模拟缺陷 |
| 1.3.2 光滑粒子流体动力学(SPH)无网格法 |
| 1.4 本课题研究的目的及意义 |
| 1.5 本课题研究的方法和主要内容 |
| 第2章 光滑粒子流体动力学(SPH)方法分析及其修正 |
| 2.1 光滑粒子流体动力学(SPH)方法 |
| 2.1.1 基本原理 |
| 2.1.2 场函数的核近似 |
| 2.1.3 场函数的导数核近似 |
| 2.2 场函数及其导数的粒子离散近似法 |
| 2.2.1 场函数的粒子离散近似法 |
| 2.2.2 场函数空间导数的粒子离散近似法 |
| 2.3 其他重要的SPH公式 |
| 2.4 光滑核函数的性质及选择 |
| 2.4.1 光滑核函数的性质 |
| 2.4.2 光滑核函数的选取 |
| 2.5 SPH方法数值应用分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 选区激光熔化(SLM)的SPH数值模型 |
| 3.1 选区激光熔化的控制方程 |
| 3.1.1 连续性方程 |
| 3.1.2 动量守恒方程 |
| 3.1.3 能量守恒方程 |
| 3.2 选区激光熔化过程的SPH数值模型 |
| 3.2.1 连续性方程的SPH法粒子近似 |
| 3.2.2 动量守恒方程的SPH法粒子近似 |
| 3.2.3 能量守恒方程的SPH法粒子近似 |
| 3.2.4 粒子位置更新方程 |
| 3.3 SPH方法中的辅助方程 |
| 3.3.1 人工粘度 |
| 3.3.2 人工热量 |
| 3.3.3 人工压缩率 |
| 3.4 边界处理 |
| 3.4.1 自由表面边界处理 |
| 3.4.2 固液交界面处理 |
| 3.5 相邻粒子搜索法 |
| 3.6 数值积分法和时间步长确定准则 |
| 3.6.1 跳蛙(leapfrog(LF))数值积分法 |
| 3.6.2 时间步长确定准则 |
| 3.6.3 时间步长的确定 |
| 3.7 计算程序的编写与流程 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 选区激光熔化过程中表面张力对熔池形貌的影响 |
| 4.1 二维选区激光熔化过程的物理模型 |
| 4.2 粉末材料模型 |
| 4.3 SPH法数值方案 |
| 4.3.1 熔池表面张力的SPH数学模型 |
| 4.3.2 二维SLM过程的SPH控制方程 |
| 4.3.3 初始和边界条件 |
| 4.4 数值算例分析 |
| 4.4.1 热传导数值算例 |
| 4.4.2 流体表面张力数值算例 |
| 4.5 表面张力对选区激光熔化熔池形貌的影响分析 |
| 4.5.1 熔池形貌的形成机制 |
| 4.5.2 激光功率的影响 |
| 4.5.3 扫描速度的影响 |
| 4.5.4 熔池长度和深度分析 |
| 4.6 单道熔化带纵向表面形貌的试验验证 |
| 4.6.1 试验目的 |
| 4.6.2 试验设备 |
| 4.6.3 试验参数 |
| 4.6.4 试验方法 |
| 4.6.5 单道熔化带纵向表面形貌分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 选区激光熔化中的温度分布和单道熔化带的无网格法模拟分析 |
| 5.1 激光束与金属粉末层之间的相互作用 |
| 5.2 SLM过程中的体热源及其SPH控制方程 |
| 5.2.1 SLM过程中的体热源 |
| 5.2.2 三维SLM过程的SPH控制方程 |
| 5.3 链表搜索法的改进 |
| 5.4 初始和边界条件 |
| 5.5 熔池温度分布和单道熔化带演变分析 |
| 5.5.1 单道熔化带的形成与演变分析 |
| 5.5.2 扫描速度的影响 |
| 5.5.3 激光功率的影响 |
| 5.5.4 粉末颗粒空隙率和粉层厚度的影响 |
| 5.5.5 熔池尺寸分布 |
| 5.6 Marangoni力对熔池形貌的影响 |
| 5.7 单道选区激光熔化带的试验分析 |
| 5.7.1 试验目的 |
| 5.7.2 试验设备 |
| 5.7.3 试验参数 |
| 5.7.4 试验方法 |
| 5.7.5 单道选区激光熔化带的试验分析 |
| 5.7.6 误差分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 304L不锈钢粉末选区激光熔化成形工艺的试验研究 |
| 6.1 试验方案 |
| 6.1.1 试验设备 |
| 6.1.2 试验材料 |
| 6.1.3 试验方法 |
| 6.1.4 试样处理 |
| 6.1.5 试验内容 |
| 6.2 单道选区激光熔化成形 |
| 6.2.1 激光功率的影响 |
| 6.2.2 扫描速度的影响 |
| 6.3 单层选区激光熔化成形 |
| 6.3.1 金属粉末层厚对单层选区激光熔化成形的影响 |
| 6.3.2 扫描间距对单层选区熔化成形的影响 |
| 6.4 实体方块和零件成形 |
| 6.4.1 实体方块成形 |
| 6.4.2 零件成形 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录 B 攻读学位期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
（3）基于SLS的羟基磷灰石复合材料人工骨支架工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题选题背景 |
| 1.1.2 课题研究的目的与意义 |
| 1.2 选择性激光烧结技术 |
| 1.2.1选择性激光烧结原理 |
| 1.2.2 选择性激光烧结的优势 |
| 1.2.3 选择性激光烧结的发展及趋势 |
| 1.3 人工骨支架材料 |
| 1.3.1 可降解高分子材料 |
| 1.3.2 生物陶瓷材料 |
| 1.4 激光烧结数值模拟的研究现状 |
| 1.4.1 国外激光烧结数值模拟研究现状 |
| 1.4.2 国内激光烧结数值模拟研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 人工骨支架原料的选取及烧结机理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 人工骨支架材料的选取 |
| 2.2.1 生物陶瓷材料的选择 |
| 2.2.2 可降解高分子材料的选择 |
| 2.2.3 HAP/PCL复合粉末制备 |
| 2.2.4 HAP/PCL复合材料单层烧结测试 |
| 2.3 激光与粉床表面热传导分析 |
| 2.3.1 聚己内酯烧结前后红外光谱 |
| 2.3.2 HAP/PCL复合粉末对激光热量的吸收和转化 |
| 2.3.3 HAP/PCL复合粉末烧结池的形成 |
| 2.3.4 材料表面吸收能量的物理现象 |
| 2.4 HAP/PCL复合粉末成型机理分析 |
| 2.4.1 HAP/PCL复合粉末固相粘结 |
| 2.4.2 HAP/PCL复合粉末的熔融 |
| 2.4.3 HAP/PCL复合材料液相粘结 |
| 2.5 选择性激光烧结模型建立 |
| 2.5.1 热源模型的建立 |
| 2.5.2 粉床传热模型的建立 |
| 2.5.3 流动模型建立 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 HAP/PCL复合粉末多场耦合仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元法基础和数值模拟方法设计 |
| 3.2.1 烧结过程有限元法 |
| 3.2.2 烧结过程数值模拟分析与流程 |
| 3.3 选择性激光烧结有限元模型 |
| 3.3.1 激光及其运动轨迹 |
| 3.3.2 材料的定义 |
| 3.3.3 物理场的定义 |
| 3.3.4 网格的划分 |
| 3.4 仿真结果及参数化分析 |
| 3.5 激光烧结应力场仿真 |
| 3.5.1 激光烧结应力场仿真方案 |
| 3.5.2 材料本构关系 |
| 3.5.3 材料应力应变关系 |
| 3.5.4 成型应力应变分布规律 |
| 3.5.5 仿真结果验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于SLS的HAP/PCL复合粉末成型工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案设计 |
| 4.2.1 HAP/PCL材料的烧结影响因素 |
| 4.2.2 实验方案确定 |
| 4.2.3 选择性激光烧结快速成型设备 |
| 4.2.4 材料表征与测试仪器 |
| 4.3 HAP/PCL复合粉末正交实验设计及实验结果 |
| 4.3.1 正交实验方案设计 |
| 4.3.2 正交实验结果 |
| 4.4 单一指标正交试验结果分析 |
| 4.4.1 成型件拉伸强度方差分析 |
| 4.4.2 成型件弯曲强度方差分析 |
| 4.4.3 成型件密度方差分析 |
| 4.4.4 成型件尺寸精度方差分析 |
| 4.5 多指标正交实验结果分析 |
| 4.5.1 综合加权评价方法 |
| 4.5.2 加权平均法分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 纤维素人工骨支架的制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纤维素多孔骨支架可行性分析 |
| 5.2.1 实验方案设计 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.3 纤维素多孔骨支架的设计与加工 |
| 5.3.1 多孔骨支架的设计 |
| 5.3.2 多孔骨支架的加工 |
| 5.4 多孔骨支架孔隙率与压缩强度测试 |
| 5.4.1 纤维素多孔骨支架测试方法 |
| 5.4.2 孔隙率与压缩强度测量结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）激光直接成形氧化铝基陶瓷气孔形成机理及控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 陶瓷增材制造技术 |
| 1.2.1 陶瓷增材制造间接成形 |
| 1.2.2 陶瓷增材制造直接成形 |
| 1.3 气孔缺陷国内外研究现状 |
| 1.3.1 气孔形成机理 |
| 1.3.2 气孔形成模型 |
| 1.3.3 气孔控制策略 |
| 1.4 论文研究思路及主要内容 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 激光直接成形陶瓷成形件气孔缺陷特征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 激光直接成形氧化铝陶瓷成形方法及实验设备 |
| 2.2.1 激光直接成形过程 |
| 2.2.2 成形件结构特征 |
| 2.2.3 成形方法及实验设备 |
| 2.3 不同形状结构陶瓷件气孔特征及形成机理 |
| 2.3.1 线型陶瓷结构件 |
| 2.3.2 面型陶瓷结构件 |
| 2.3.3 体型陶瓷结构件 |
| 2.4 不同材料配比下陶瓷成形件微观特征 |
| 2.4.1 不同材料配比陶瓷成形件微观组织 |
| 2.4.2 不同材料配比陶瓷成形件气孔特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 激光直接成形氧化铝基陶瓷气孔形成机制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光直接成形氧化铝基陶瓷熔池流动特征 |
| 3.3 激光直接成形氧化铝基陶瓷气孔形成模型 |
| 3.3.1 气孔形成机理 |
| 3.3.2 模型假设 |
| 3.3.3 熔池外流模式 |
| 3.3.4 熔池内流模式 |
| 3.4 熔池不同流动模式气孔形成机制 |
| 3.4.1 熔池外流气孔形成机制 |
| 3.4.2 熔池内流气孔形成机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于工艺参量下气孔分布特征与工艺优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 陶瓷成形件截面特征 |
| 4.2.1 成形件截面图像处理 |
| 4.2.2 成形件截面尺寸特征 |
| 4.3 成形件气孔率 |
| 4.4 气孔面积特征 |
| 4.5 基于田口法的工艺参量优化 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于过程参量的气孔缺陷控制策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 熔池温度对成形件气孔缺陷的控制分析 |
| 5.2.1 熔池温度监测方法 |
| 5.2.2 熔池温度动态特征 |
| 5.2.3 熔池温度对成形气孔的影响 |
| 5.3 陶瓷等离子体羽辉对气孔缺陷的控制分析 |
| 5.3.1 陶瓷等离子体羽辉监测平台 |
| 5.3.2 等离子体羽辉质心提取算法 |
| 5.3.3 等离子体羽辉质心高度对成形气孔的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 激光直接成形陶瓷件力学性能验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 陶瓷成形件力学性能分析 |
| 6.2.1 硬度和断裂韧性 |
| 6.2.2 抗压强度 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士学位期间发表或录用的论文 |
| 附录 B 攻读博士学位期间申请的专利 |
| 附录 C 攻读博士学位期间承担或参与的科研项目 |
（5）电子束选区熔化技术制备高Nb-TiAl合金的成形工艺和组织调控研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 电子束选区熔化技术研究现状 |
| 2.1.1 金属增材制造技术的分类和研究现状 |
| 2.1.2 电子束选区熔化设备简介 |
| 2.1.3 电子束选区熔化技术的成形过程 |
| 2.2 电子束选区熔化制备TiAl合金的研究现状 |
| 2.2.1 EBM制备TiAl合金的应用 |
| 2.2.2 EBM制备TiAl合金的致密化和脱Al研究 |
| 2.2.3 EBM制备TiAl合金的组织调控研究 |
| 2.2.4 EBM制备TiAl的后处理工艺研究 |
| 2.2.5 EBM制备TiAl合金的力学性能研究 |
| 3 EBM制备高Nb-TiAl合金的工艺控制 |
| 3.1 EBM成形高Nb-TiAl合金的操作过程 |
| 3.2 原料粉末的性能 |
| 3.2.1 粉末的成分 |
| 3.2.2 粉末粒径分布 |
| 3.2.3 粉末形貌差异 |
| 3.2.4 粉末的流动性和松装密度 |
| 3.2.5 粉末显微组织分析 |
| 3.3 扩大高Nb-TiAl合金的稳定成形工艺窗口 |
| 3.3.1 吹粉抑制策略 |
| 3.3.2 致密度提高策略 |
| 3.3.3 抑制开裂策略 |
| 3.3.4 抑制脱Al策略 |
| 3.4 EBM成形高Nb-TiAl合金的工艺与参数调节 |
| 3.4.1 铺粉过程控制 |
| 3.4.2 预热过程控制 |
| 3.4.3 熔化过程控制 |
| 3.5 EBM成形复杂形状薄壁样件 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 电子束选区熔化过程温度场仿真模拟 |
| 4.1 模型建立 |
| 4.1.1 控制方程 |
| 4.1.2 边界条件 |
| 4.1.3 基体材料的物性参数 |
| 4.1.4 粉末层的物性参数 |
| 4.1.5 相变潜热的处理 |
| 4.1.6 熔池流体的控制方程 |
| 4.2 稳态的热传导模型 |
| 4.2.1 稳态的热传导模型构建 |
| 4.2.2 不同参数下的熔池形态 |
| 4.3 时间相依的热传导模型 |
| 4.3.1 预热温度场的模拟 |
| 4.3.2 熔化温度场的模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 EBM成形高Nb-TiAl合金的凝固相变机制 |
| 5.1 微区快速凝固过程 |
| 5.1.1 高Nb-TiAl合金的非平衡凝固理论 |
| 5.1.2 表面层与近表面层的快速凝固组织 |
| 5.1.3 表面层的快速凝固机制 |
| 5.2 热影响区的循环热处理过程 |
| 5.2.1 热影响区对显微组织的影响 |
| 5.2.2 片层团组织的析出机制 |
| 5.3 片层组织退化机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 EBM成形高Nb-TiAl合金的显微组织和力学性能调控 |
| 6.1 显微组织调控原理 |
| 6.1.1 对照试验的设计 |
| 6.1.2 成形参数对相结构的影响 |
| 6.1.3 成形参数对显微组织的影响 |
| 6.1.4 全片层组织的制备 |
| 6.2 力学性能调控原理 |
| 6.2.1 不同EBM制备典型组织的力学性能 |
| 6.2.2 组织退化对力学性能的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 EBM工艺成形高Nb-TiAl的等轴晶-柱状晶组织调控 |
| 7.1 定向生长成形参数的筛选 |
| 7.1.1 稳态模拟的熔池界面性质 |
| 7.1.2 成形参数的筛选 |
| 7.2 柱状晶片层团组织的形成机制 |
| 7.2.1 EBM典型组织与柱状片层团组织的对比 |
| 7.2.2 柱状片层团组织的织构分析 |
| 7.2.3 柱状片层团组织的形成机制 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 EBM成形高Nb-TiAl基纳米复合材料 |
| 8.1 高Nb-TiAl基陶瓷纳米复合材料的制备 |
| 8.1.1 增强相纳米陶瓷颗粒的选取 |
| 8.1.2 EBM成形TiAl基纳米复合材料的工艺优化 |
| 8.2 TiC增强高Nb-TiAl基纳米复合材料的显微组织 |
| 8.2.1 纳米TiC的分散性与稳定性 |
| 8.2.2 纳米TiC对TiAl基体显微组织的影响 |
| 8.3 TiC增强高Nb-TiAl基纳米复合材料的力学性能 |
| 8.4 本章小结 |
| 9 结论 |
| 10 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）铝合金选择性激光熔化成形工艺控制与组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 金属增材制造技术及发展现状 |
| 1.3 SLM成形铝硅合金研究现状 |
| 1.4 影响SLM成形AlSi10Mg合金工艺因素 |
| 1.5 研究目的及内容 |
| 第二章 实验方法及制备工艺 |
| 2.1 研究技术路线 |
| 2.2 粉末特性 |
| 2.2.1 粉末化学成分 |
| 2.2.2 粉末微观形貌 |
| 2.2.3 粉末物相组成 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.3.1 光学平台 |
| 2.3.2 成形平台 |
| 2.3.3 数控平台 |
| 2.4 选区激光熔化成形加工工艺参数介绍 |
| 2.5 AlSi10Mg合金的单道粉末熔化温度场模拟 |
| 2.6 重熔扫描叠加成形实验 |
| 2.7 铝合金热处理研究 |
| 2.8 分析检测 |
| 2.8.1 金相组织观察 |
| 2.8.2 表面形貌和表面质量检测 |
| 2.8.3 物相分析及鉴定 |
| 2.8.4 晶粒大小和织构取向 |
| 2.8.5 致密度测量 |
| 2.8.6 显微硬度和模量测试 |
| 2.8.7 拉伸试验 |
| 2.9 本章小结 |
| 第三章 选择性激光熔化制备AlSi10Mg合金的成形性研究 |
| 3.1 SLM成形AlSi10Mg合金温度场数值模拟及熔池变化规律 |
| 3.1.1 SLM成形AlSi10Mg合金温度场的求解设置 |
| 3.1.2 扫描速度对温度场分布和熔池尺寸的影响规律 |
| 3.1.3 激光功率对温度场分布和熔池尺寸的影响规律 |
| 3.2 SLM成形AlSi10Mg合金工艺优化研究 |
| 3.2.1 不同扫描速度对SLM成形性的影响 |
| 3.2.2 不同激光功率对SLM成形性的影响 |
| 3.2.3 工艺参数优化研究 |
| 3.3 SLM成形AlSi10Mg合金典型形状结构件的研究 |
| 3.3.1 薄壁结构设计和制造 |
| 3.3.2 悬垂结构设计和制造 |
| 3.3.3 大尺寸结构件的制备 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 SLM与重熔扫描叠加成形AlSi10Mg合金的缺陷控制研究 |
| 4.1 SLM成形AlSi10Mg合金过程中缺陷的来源 |
| 4.1.1 氧化夹杂的来源 |
| 4.1.2 球化现象的产生 |
| 4.1.3 孔洞的来源 |
| 4.2 气孔的形成机理 |
| 4.3 激光工艺参数对孔洞的影响 |
| 4.4 重熔扫描叠加成形对孔隙率的影响 |
| 4.5 重熔扫描叠加成形对表面成形质量的影响 |
| 4.6 重熔扫描叠加成形降低缺陷的机理分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 SLM与重熔扫描叠加成形AlSi10Mg合金的组织控制及凝固行为研究 |
| 5.1 SLM成形AlSi10Mg合金的微观组织和熔化凝固行为研究 |
| 5.2 SLM成形AlSi10Mg合金的力学性能研究 |
| 5.3 重熔扫描叠加成形AlSi10Mg合金微观组织和凝固行为研究 |
| 5.3.1 重熔扫描叠加成形对表面微观组织影响 |
| 5.3.2 重熔扫描叠加成形对纵截面晶粒和晶界分布的影响 |
| 5.3.3 重熔扫描叠加成形对织构取向的影响 |
| 5.3.4 重熔扫描叠加成形对物相和性能的影响 |
| 5.3.5 重熔扫描叠加成形影响组织特征和凝固行为的机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士学位期间发表的论文与专利申请情况 |
| 附录 B 攻读博士学位期间主持和参研项目 |
| 附录 C 攻读博士学位期间获奖情况 |
（7）选择性激光熔化316L不锈钢粉末数值模拟及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 选择性激光熔化工艺概述 |
| 1.2.1 选择性激光熔化工艺原理与优势 |
| 1.2.2 选择性激光熔化(SLM)与选择性激光烧结(SLS)对比 |
| 1.3 国内外SLM工艺研究进展 |
| 1.3.1 SLM工艺的研究现状和发展 |
| 1.3.2 国内外SLM工艺模拟研究进展 |
| 1.4 SLM工艺存在的问题 |
| 1.5 课题研究目的意义及主要内容 |
| 1.5.1 本课题研究意义 |
| 1.5.2 本文主要研究内容 |
| 第2章 316L粉末SLM工艺温度场模拟研究 |
| 2.1 温度场有限元法 |
| 2.2 温度场模拟的初始条件 |
| 2.3 有限元模型的建立 |
| 2.3.1 基板与粉末层网格划分 |
| 2.3.2 移动热源模型的设计与加载 |
| 2.4 工艺参数对温度场的影响 |
| 2.4.1 不锈钢金属粉末SLM成形瞬态温度场分布 |
| 2.4.2 工艺参数对温度场分布的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 316L粉末SLM工艺实验方法与设备 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 SLM成形设备 |
| 3.3 实验方案 |
| 3.3.1 技术路线 |
| 3.3.2 试样形状 |
| 3.4 性能测试方法及设备 |
| 3.4.1 表面形貌的测试 |
| 3.4.2 致密度的测试 |
| 3.4.3 微观组织分析 |
| 3.4.4 力学性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 316L粉末SLM工艺对表面形貌理论与实验研究 |
| 4.1 SLM工艺成形表面粗糙度理论 |
| 4.2 工艺参数对表面质量的影响 |
| 4.2.1 激光功率对表面质量的影响 |
| 4.2.2 扫描速度对表面质量的影响 |
| 4.2.3 扫描间距对表面质量的影响 |
| 4.2.4 铺粉厚度对表面质量的影响 |
| 4.2.5 扫描方式对表面质量的影响 |
| 4.2.6 激光能量密度对表面质量的影响 |
| 4.3 提高表面粗糙度的方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 SLM工艺对316L不锈钢微观形貌与力学性能影响 |
| 5.1 激光能量密度对成形件微观形貌影响 |
| 5.1.1 内部结构形貌及元素分析 |
| 5.1.2 SLM成形物相分析 |
| 5.1.3 微观组织 |
| 5.2 激光能量密度对力学性能的影响 |
| 5.2.1 激光能量密度对成形件显微硬度影响 |
| 5.2.2 激光能量密度对成形件拉伸性能影响 |
| 5.2.3 断口形貌分析 |
| 5.3 激光能量密度-微观组织-力学性能的关系 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文与专利 |
（8）聚苯乙烯粉末的选择性激光烧结成型工艺参数预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 SLS工艺研究现状 |
| 1.2.2 SLS工艺仿真分析及预测研究现状 |
| 1.3 研究内容及章节安排 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 2 仿真模型建立与材料物性参数测定 |
| 2.1 SLS成型过程及机理分析 |
| 2.1.1 SLS成型过程介绍 |
| 2.1.2 SLS成型机理分析 |
| 2.2 SLS成型工艺参数仿真预测模型的建立 |
| 2.2.1 仿真预测的可行性分析 |
| 2.2.2 仿真预测模型的建立 |
| 2.3 成型材料物性参数的测定 |
| 2.3.1 铺粉密度的测定 |
| 2.3.2 消光系数的测定 |
| 2.3.3 材料热学性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 PS粉末材料的SLS成型工艺参数预测 |
| 3.1 SLS成型质量评价指标 |
| 3.1.1 弯曲强度 |
| 3.1.2 成型精度 |
| 3.2 影响SLS成型质量的主要工艺因素 |
| 3.2.1 激光扫描方式 |
| 3.2.2 预热温度 |
| 3.2.3 分层厚度 |
| 3.2.4 扫描速度 |
| 3.2.5 激光功率 |
| 3.2.6 扫描间距 |
| 3.3 PS粉末材料SLS成型工艺参数预测 |
| 3.3.1 仿真预测模型的前期处理 |
| 3.3.2 PS成型激光功率值的范围预测 |
| 3.3.3 PS成型扫描间距值的范围预测 |
| 3.4 PS成型工艺参数预测结果的实验验证 |
| 3.4.1 实验设备及仪器 |
| 3.4.2 激光功率值预测结果的实验验证 |
| 3.4.3 扫描间距值预测结果的实验验证 |
| 3.4.4 PS成型件微观组织结构对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 工艺参数预测方法对PS复合材料的适用性验证 |
| 4.1 PS复合材料SLS成型工艺参数预测 |
| 4.1.1 PS/CF复合材料SLS成型工艺参数预测 |
| 4.1.2 PS/PE复合材料SLS成型工艺参数预测 |
| 4.2 PS复合材料工艺参数预测结果的实验验证 |
| 4.2.1 PS复合粉末材料介绍 |
| 4.2.2 PS/CF成型工艺参数预测结果的有效性验证 |
| 4.2.3 PS/PE成型工艺参数预测结果的有效性验证 |
| 4.3 大尺寸铸造原型烧结实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）钛合金叶轮快速熔模铸造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 熔模铸造国内外研究现状 |
| 1.2.1 熔模铸造国外研究现状 |
| 1.2.2 熔模铸造国内研究现状 |
| 1.3 聚苯乙烯的选择性激光烧结技术 |
| 1.3.1 SLS技术成型特点及应用 |
| 1.3.2 聚苯乙烯简介 |
| 1.3.3 选择性激光烧结PS粉末基础理论 |
| 1.4 快速铸造技术 |
| 1.5 快速熔模铸造 |
| 1.5.1 快速熔模铸造概述 |
| 1.5.2 快速熔模铸造的应用 |
| 1.6 本文研究内容、技术路线及章节安排 |
| 1.6.1 本文研究内容 |
| 1.6.2 技术路线及章节安排 |
| 2 熔模铸造数值模拟理论基础 |
| 2.1 铸造数值模拟概述 |
| 2.2 充型过程数值理论 |
| 2.3 凝固过程数值理论 |
| 2.3.1 传热方式 |
| 2.3.2 结晶潜热的处理 |
| 2.3.3 铸造残余应力理论 |
| 2.4 缩孔缩松预测方法 |
| 2.5 数值模拟软件ProCAST |
| 2.5.1 铸造仿真软件的选用 |
| 2.5.2 ProCAST的功能模块与模拟流程 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 叶轮熔模铸造数值模拟分析 |
| 3.1 叶轮初始浇注方案 |
| 3.2 叶轮初始浇注系统前处理设置 |
| 3.2.1 网格划分 |
| 3.2.2 材料热物性参数设定 |
| 3.2.3 工艺参数设置 |
| 3.3 初始方案模拟结果分析 |
| 3.3.1 充型过程 |
| 3.3.2 凝固过程 |
| 3.3.3 缩孔缩松 |
| 3.4 浇注系统优化与模拟分析 |
| 3.4.1 浇注系统优化 |
| 3.4.2 充型过程 |
| 3.4.3 凝固过程 |
| 3.4.4 缩孔缩松分布 |
| 3.5 两种浇注系统的对比分析 |
| 3.6 浇注工艺参数优化 |
| 3.6.1 试验方法 |
| 3.6.2 工艺参数优化方案 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 聚苯乙烯原型的激光烧结工艺研究 |
| 4.1 影响SLS制件成型质量的工艺参数 |
| 4.1.1 预热温度分析 |
| 4.1.2 激光功率选择 |
| 4.1.3 扫描间距分析 |
| 4.1.4 扫描速度影响 |
| 4.1.5 分层厚度影响 |
| 4.1.6 扫描方式选择 |
| 4.2 工艺参数优化 |
| 4.2.1 实验方法 |
| 4.2.2 工艺参数优化方案 |
| 4.3 原型件精度测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 叶轮快速熔模铸造工艺验证 |
| 5.1 浸蜡处理 |
| 5.2 组树 |
| 5.3 型壳制作 |
| 5.3.1 耐火材料 |
| 5.3.2 黏结剂 |
| 5.3.3 型壳涂挂与干燥 |
| 5.3.4 脱蜡和焙烧 |
| 5.4 合金熔炼与浇注 |
| 5.4.1 钛合金熔炼 |
| 5.4.2 钛合金浇注 |
| 5.5 后处理 |
| 5.5.1 铸件清理 |
| 5.5.2 热等静压 |
| 5.5.3 退火 |
| 5.6 力学性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）3D打印用特种金属粉末的制备与使用性能表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 3D打印成形技术特点及研究现状 |
| 1.1.1 金属打印成形技术原理及特点 |
| 1.1.2 选区激光熔化技术的成形工艺研究现状 |
| 1.1.3 金属打印成形存在的主要缺陷 |
| 1.2 粉末特性对成形性及成形件组织性能的影响 |
| 1.2.1 粉末的粒度和形态 |
| 1.2.2 松装密度及流动性 |
| 1.2.3 成分组成 |
| 1.2.4 其他因素 |
| 1.3 金属粉末的主要制备方法 |
| 1.3.1 雾化法 |
| 1.3.2 等离子旋转电极法 |
| 1.3.3 射频等离子球化法 |
| 1.3.4 球磨法 |
| 1.3.5 其他方法 |
| 1.4 3D打印用金属粉末研究中存在的主要问题 |
| 1.5 本课题主要研究内容及意义 |
| 第2章 实验设备与测试分析方法 |
| 2.1 研究技术路线 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 惰性气体蒸发冷凝炉 |
| 2.2.2 离心喷雾干燥机 |
| 2.2.3 热处理炉 |
| 2.2.4 3D打印成形设备 |
| 2.3 实验分析与测试方法 |
| 2.3.1 粉末成分和物相分析 |
| 2.3.2 粉末流动性与松装密度测定 |
| 2.3.3 粉末粒度粒形分析 |
| 2.3.4 扫描电子显微镜与背散射电子衍射分析 |
| 2.3.5 透射电子显微镜分析 |
| 2.3.6 表面粗糙度的测定 |
| 2.3.7 相对密度的测定 |
| 2.3.8 力学性能的测定 |
| 第3章 小粒径高活性金属球形粉末的制备研究 |
| 3.1 过渡金属(以Fe、Co、Ni为例)纳米粉末的制备、表征与分析 |
| 3.1.1 纳米粉末的制备工艺 |
| 3.1.2 纳米粉末的表征与分析 |
| 3.2 金属氢化物(以TiH_2为例)纳米粉末的制备、表征与分析 |
| 3.2.1 TiH_2 纳米粉末的制备工艺 |
| 3.2.2 TiH_2 纳米粉末的表征与分析 |
| 3.3 难熔金属(以W为例)纳米粉末的表征与分析 |
| 3.4 微米级球形金属粉末的制备研究 |
| 3.4.1 粉末造粒过程 |
| 3.4.2 造粒粉末的热处理 |
| 3.4.3 成分和物理参量分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 可控粒径分布球形粉末的制备研究 |
| 4.1 粒径不同尺度的初始粉末 |
| 4.1.1 初始粉末的表征与分析 |
| 4.1.2 喷雾干燥工艺研究 |
| 4.1.3 热处理工艺研究 |
| 4.2 粒径双峰分布球形粉末 |
| 4.2.1 制备方法设计 |
| 4.2.2 粒径分布的影响因素 |
| 4.2.3 双峰分布粉末的热处理 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 打印成形工艺参数对成形件组织性能的影响研究 |
| 5.1 Ni粉的打印成形工艺参数研究 |
| 5.1.1 表面质量 |
| 5.1.2 致密度与显微组织 |
| 5.1.3 物相与织构 |
| 5.1.4 力学性能 |
| 5.2 难熔金属W的打印成形工艺参数研究 |
| 5.2.1 表面质量 |
| 5.2.2 致密度与显微组织 |
| 5.2.3 物相 |
| 5.2.4 力学性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 粉末特性对成形件组织性能的影响 |
| 6.1 粉末显微组织与亚结构 |
| 6.1.1 团聚造粒粉末与气雾化粉末的比较分析 |
| 6.1.2 成形件物相比较 |
| 6.1.3 熔道宽度与激光吸收率 |
| 6.1.4 成形件致密度与组织结构 |
| 6.1.5 表面球化现象 |
| 6.1.6 成形件力学性能 |
| 6.2 粉末粒径分布 |
| 6.2.1 成形件的物相分析 |
| 6.2.2 熔道宽度、致密度与显微组织 |
| 6.2.3 温度分布 |
| 6.2.4 成形件力学性能 |
| 6.3 粉末颗粒致密度 |
| 6.3.1 粉末形貌、成分及物理特性 |
| 6.3.2 成形件表面质量 |
| 6.3.3 打印成形性与致密度 |
| 6.3.4 导热系数与表面张力 |
| 6.3.5 成形件力学性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所发表的研究成果 |
| 致谢 |
四、热传导预热装置及在SLS直接成形金属件过程中作用的研究（论文参考文献）
- [1]铸造用覆膜粉体光纤激光烧结/失效复合增材制造工艺及装备研究[D]. 童强. 大连理工大学, 2021
- [2]选区激光熔化过程的无网格法数值模拟及试验研究[D]. 刘石柏. 湖南大学, 2020
- [3]基于SLS的羟基磷灰石复合材料人工骨支架工艺研究[D]. 王元震. 东北林业大学, 2020
- [4]激光直接成形氧化铝基陶瓷气孔形成机理及控制研究[D]. 李发智. 湖南大学, 2019(01)
- [5]电子束选区熔化技术制备高Nb-TiAl合金的成形工艺和组织调控研究[D]. 阚文斌. 北京科技大学, 2019(06)
- [6]铝合金选择性激光熔化成形工艺控制与组织性能研究[D]. 关杰仁. 昆明理工大学, 2019(06)
- [7]选择性激光熔化316L不锈钢粉末数值模拟及实验研究[D]. 周建. 江苏大学, 2019(02)
- [8]聚苯乙烯粉末的选择性激光烧结成型工艺参数预测[D]. 王勃. 西安科技大学, 2019(01)
- [9]钛合金叶轮快速熔模铸造工艺研究[D]. 熊聪. 西安科技大学, 2019(01)
- [10]3D打印用特种金属粉末的制备与使用性能表征[D]. 张亚娟. 北京工业大学, 2019