【正文】 SLS材料要有良好的熱固性、一定的導熱性，粉末經激光束燒結后要有足夠的粘結強度，粉末的直徑不宜過大，否則會降低原型的精度。用輪廓算術平均偏差(Ra)、輪廓最大高度(Rt)和微觀不平度十點高度(Rpm)來度量零件的表面質量：SLA的Ra，Rt, Rpm比其他成型方法都小，其次是LOM，而FDM和SLS最差。但同時由于造型機理的原因，F(xiàn)DM支撐材料的選擇更廣泛一些，所以可以選擇更脆且更易移除的材料制造支撐，所以其所獲得的精度有時可能會更高些。而LOM由于后處理太過困難，能獲得的尺寸精度最差。對于中等實體尺寸，SLA的精度最高，LOM次之，而FDM和SLS較差。 主要快速成型系統(tǒng)的綜述現(xiàn)階段RP技術的基本原理在上世紀90年代初期就得到了基本的完善，這些原理的最主要成果就體現(xiàn)在目前占統(tǒng)治地位的5種快速成型系統(tǒng)上面181191:光固化立體造型(SLA, Stereolithography)，疊層制造(LOM, Laminated Object Manufacturing),激光選區(qū)燒結(SLS, Selective Laser Sintering)、熔絲沉積制造(FDM, Fused Deposition Modeling)以及三維印刷(3DP,Three Dimension Printing).多年來主要是從這些原理出發(fā)，不斷的完善系統(tǒng)性能及成型工藝，而很多其他的RP方法的發(fā)展卻嚴重滯后，有些則被淘汰。由于無需針對特定零件制定工藝操作規(guī)程，也無需準備專用夾具和工具，RP技術制造一個零件的全過程遠遠短于傳統(tǒng)工藝相應過程，使得RP技術尤其適合于新產品的開發(fā)，顯示了其適合現(xiàn)代科技和社會發(fā)展的快速反應的特征和時代要求。實體自由成型制造(SFF, Solid Free form Fabrication)“實體自由成型制造”表明RP技術無需專用的模腔或夾具，相應不受任何約束。RP由于采用了離散堆積的加工工藝，CAD和CAM能夠很順利地結合在一起，而RP的工藝規(guī)劃主要作用是對成型過程進行優(yōu)化以提高造型精度、速度和質量，所以RP可容易地實現(xiàn)設計制造一體化。 對快速成型技術的全面理解RP 的總體目標是在CAD的直接驅動下，快速完成具有復雜形狀的零件：(1)直接CAD驅動，無需專用的工夾具。它的核心是基于數(shù)字化的新型成形技術。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日目錄1緒論…………………………………………………………………………………… 6………………………………………………… 6 當前主要的RP技術…………………………………………………………… 7 主要快速成型系統(tǒng)的綜述………………………………………………… 7 幾種主要RP技術的比較…………………………………………………… 8 尺寸精度…………………………………………………………………… 8 零件制造時間……………………………………………………………… 9 制件的復雜程度…………………………………………………………… 9 制作成本…………………………………………………………………… 9 基于SLS成型技術的材料…………………………………………………… 9 RP技術的發(fā)展現(xiàn)狀…………………………………………………………… 10 金屬零件的直接制造和模具的快速制造……………………………… 12 RP系統(tǒng)的發(fā)展……………………………………………………………… 13 本課題設計的目的和主要內容…………………………………………… 132 設計方案題目要求…………………………………………………………… 133 SLS的工作原理………………………………………………………………… 13——離散處理……………………………………………………… 13——疊加成型……………………………………………………… 13 DTM——分缸鋪粉………………………………………………………… 14 ——送料槽鋪粉……………………………………………………… 144 SLS的工藝過程及特點………………………………………………………… 17 激光選區(qū)燒結（SLS）的工藝特點……………………………………… 17………………………………………………………………………… 17 粉末原料的燒結…………………………………………………………… 18…………………………………………………………… 195 SLS的系統(tǒng)組成………………………………………………………………… 20……………………………………………………………………………… 21………………………………………………………………… 21……………………………………………………………… 21 絲杠固定支撐件選擇………………………………………………… 27 步進電機的選擇………………………………………………………… 28 齒輪的選擇………………………………………………………………… 29…………………………………………………………………… 33……………………………………………………………… 33…………………………………………………………………… 33 激光器……………………………………………………………………… 34 振鏡式動態(tài)聚焦掃描系統(tǒng)………………………………………………… 34 步進電機驅動器的選擇……………………………………………… 35………………………………………………………………………38…………………………………………………………………38………………………………………………………………………… 38……………………………………………………………………… 38 傳感檢測單元……………………………………………………………… 39 驅動單元……………………………………………………………………… 395．3 冷卻器………………………………………………………………………… 396編寫計算程序……………………………………………………………………… 39總結…………………………………………………………………………………… 42致謝…………………………………………………………………………………… 43參考文獻……………………………………………………………………………… 441 緒論20世紀80年代末、90年代初發(fā)展起來的快速成形（Rapid Prototyping amp。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。作者對比DTM，EOS兩大公司的經典設計方案，改進設計結構，增強工作性能，試圖將新的思想帶入到SLS成型機的設計中。是借助精確引導的激光束使材料粉末燒結或熔融后凝固形成三維原型或制件。吉林大學本科畢業(yè)設計說明書摘 要快速成型(RP)技術是近年來倍受學術界和制造業(yè)關注的一種先進成型制造技術。選擇性激光燒結工藝（SLS）又稱為激光選區(qū)燒結。其中，最早將SLS市場化的是DTM公司。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。涉密論文按學校規(guī)定處理?？焖俪尚渭夹g可以自動、快速、直接、精確地將設計思想轉化為具有一定功能的原型或直接制造零件（模具），有效地縮短了產品的研發(fā)周期，是提高產品質量、縮減產品成本的有力工具。RP以極高的柔性給制造業(yè)予全新的概念。材料添加制造 （MIM, Material Increase Manufacturing)“材 料 添 加 制 造”將材料單元采用一定方式堆積、疊加成形，有別于車削等基于材料去除原理的傳統(tǒng)加工工藝。離散堆積制造“離 散 堆 積制造”是現(xiàn)代成型學理論中在對成型技術發(fā)展進行總結的基礎上提出的，表明了模型信息處理過程的離散性，強調了成型物理過程的材料堆積性，體現(xiàn)了RP技術的基本成型原理，具有較強的概括性和適應性。即 時 制 造(IM, Instant Manufacturing)“即 時 制 造”反映了該類技術的快速響應性。不同的RP系統(tǒng)都有其特有的優(yōu)勢，但是同時也存在自身的缺陷，所以必須根據(jù)具體的使用要求進行RP系統(tǒng)的選擇。 尺寸精度:在大多數(shù)情況，SLA能獲得的尺寸精度最高，以下依次是LOM, F DM和SLS。對于較小的空心尺寸，F(xiàn)DM和LOM,S LA能獲得的精度要優(yōu)于SLS，這主要是由于受SLS材料的粉末粒度的限制及加工過程中產生過燒結而造成的:對于加工微小尺寸的特征，SLA最好，F(xiàn)DM和SLS次之，并且同一水平上。當建造有懸臂特征的零件時，F(xiàn)DM和SLA必須要有支撐，而且由于FDM加工時，零件暴露于空氣中，所以相對而言，F(xiàn)DM對支撐的依賴性更大。而臺階效應、填充方式、層片變形是影響零件表面質量的主要原因。 制作成本制作成本應包括設備購置成本、設備運行成本以及人工成本，經過綜合評價認為SLA較高，F(xiàn)DM和SLS次之，LOM的制作成本較低。國外的DTM公司在SLS成型材料的開發(fā)上作了大量的工作，而且粉末細小，層厚最小可到 mm，所以可以達到很高的精度和表面光潔度，幾乎不需要后續(xù)拋光處理。m。南京航空航天大學在覆膜砂材料方面也作了大童的工作，選用250目在使用特性上與酚醛樹脂類似的環(huán)氧樹脂粉末作為搜膜砂粘結劑，經過合理的配比，獲得了很好的燒結性能。它經SLS快速燒結成型后使之在300℃環(huán)境下燒失(Debinding)粘結劑包衣，在700℃時使鋼粉顆粒之間發(fā)生弱聯(lián)結困(Necking)。Keltool被認為是目前最有發(fā)展前景的一種快速制造金屬模具的方法，由美國3D Systems公司開發(fā)。近年來五大RP系統(tǒng)占據(jù)了絕大部分的RP設備市場份額，并且這五種成型方法以外的孫系統(tǒng)所占比例越來越小，所以大力改善這五大快速成型系統(tǒng)的制作精度、可靠性、生產率和制作大件的能力，并推出新一代(或改進)的機型是當前RP設備的發(fā)展方向。Stratasys公司的FDM Quantum成型機采用的Magna Drive系統(tǒng)，利用磁浮技術原理，使XY軸移動時速度更快，更滑順，定位更準確，而且能在同一時間獨立控制兩個獨立的加熱噴頭，加快了建造速度。例如Z公司的Z402采用多與125個噴嘴的打印頭，其售價低于5萬美元，成型速度比其他RP系統(tǒng)快20倍。這種方法的原理如下:利用等離子放電來加熱金屬絲材料，熔化的材料熔積到工件逐漸成型。在每一層面上，根據(jù)各部分所需要的材料要求，分別噴上所需材料，這樣逐層制造就可成型出一個多種材料和部件的三維實體器件。(2)快速高精度的直接切片軟件。RP與CAD,CAE,CAPP,CAM,R T以及高精度自動測量技術的一體化集成可以大大提高新產品迅速上市成功的可能性，也可快速實現(xiàn)反求工程。目前美國、歐洲和日本都站在21世紀制造業(yè)競爭的