选择性激光烧结陶瓷设备铺粉机构的优化设计

论文摘要

选择性激光烧结(Selective Lasers Sintering,简称SLS)技术是20世纪90年代初在RP技术中发展起来的又一种全新的原型制作方法,它以各种粉末材料(陶瓷、石英砂以及金属等粉末)为加工对象。制件的精度问题是任何一种商品化设备必须考虑的问题。影响SLS制件精度的主要因素有铺粉装置的机构因素、材料的收缩性能、环境温度、扫描路径以及铺粉厚度等。笔者主要从铺粉装置的机构因素、环境温度、扫描路径以及铺粉厚度等方面进行探讨,以此提高制件的精度。本设计采用三缸送粉结构,该系统结构紧凑,并且增加了一些控制元器件,使得整个系统的运行更加稳定可靠,制件的精度得到进一步提高。

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前言

1 铺粉装置对激光选区烧结成形的影响规律分析

1.1 提升装置对成形件的影响分析

1.2 铺粉装置对成形件的影响分析

1.3 密封装置对成形件的影响分析

1.4 激光振镜参数的影响

1.5 加工过程中温度场的影响

1.6 扫描路径的影响

1.7 烧结层厚对精度的影响

2 铺粉装置的设计

2.1 铺粉机构选型及论证

2.1.1 采用步进电机作为送粉缸和成形缸的驱动装置

2.1.2 采用滚珠丝杠模块作为送粉缸和成形缸的传动装置

2.1.3 采用气动装置作为铺粉装置的驱动装置

2.1.4 采用直线导轨作为铺粉装置的传动装置

2.1.5 密封装置

2.2 送粉缸及成形缸的设计

2.2.1 步进电机的选型

2.2.1.1 转动惯量计算

2.2.1.2 加速度计算

2.2.1.3 步进电机的力矩计算

2.2.2 步进电机与丝杠连接处联轴器的选型

1)联轴器类型的选择。

2)联轴器的校核。

3)确定联轴器的型号。

2.2.3 提升装置（滚珠丝杠）的选型

2.2.4 送粉缸和成形缸的设计

2.3 铺粉装置的的设计

2.3.1 总体装置的设计

2.3.2 气缸的选择

2.3.2.1 气缸的类型的选择

2.3.2.2 气缸的主要尺寸及其结构的设计

2.3.2.3 气缸电磁阀的选择

2.3.3 滚动导轨副的设计选择

2.3.4 铺粉辊子及其推板的设计

2.4 密封装置的设计

2.5 残粉收集装置的设计

2.6 机架的设计

3 控制部分的的设计

3.1 总体设计

3.1.1 总体方案

3.1.2 工控板的选型

3.2 辅助装置控制模块的设计

3.2.1 传感器的选择

3.2.2 温度加热与检侧装置的选择

4 结论

4.1 创新之处

4.1.1 双缸送粉

4.1.2 气动装置

4.1.3 密封装置

4.1.4 十字联结的适用

4.2 本设计缺点

4.2.1 制件在烧结时易偏斜

4.2.2 悬臂传动

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨高峰

关键词: 激光烧结,粉末材料,铺粉厚度,铺粉装置,制件精度

来源: 陶瓷 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 无机化工

单位: 榆林化工能源学院

分类号: TQ174.6

DOI: 10.19397/j.cnki.ceramics.2019.07.010

页码: 51-64

总页数: 14

文件大小: 3288K

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