HRPS-ⅢA选择性激光烧结机预热系统的研究

摘要

选择性激光烧结技术(SLS—Selective Laser Sintering )是一种以粉末材料为加工对象的快速成形(RP—rapid prototyping )技术,具有材料选择范围广、适合多种用途等突出优点.华中科技大学在该领域的研究工作始于1996年,现已开发出了商品化的HRPS-ⅢA选择性激光烧结机.该文就该设备的温度控制和温度场均匀性展开了研究.为保证系统稳定性,在HRPS-ⅢA中采用热电偶、可控硅、 AD/DA接口板等硬件组成闭环控制系统,利用操作系统和PID/模糊控制算法实现温度的实时控制.由此开发出来的VxD(虚拟驱动程序),其数据结构使系统各功能模块之间相互独立,实现了从人机界面到控制内核的多层次开放,适应了RP技术快速发展的需要.烧结成形的基本操作是用激光束扫描固化零件截面,烧结件的质量和成形效率与很多因素相关,温度的精确性和温度场的均匀性就是众多因素中的两个.该文以详尽的实验对粉末烧结的预热能量的大小和分布进行分析与研究.从中总结影响能量分布不均的因素,并且提出相应的解决措施.该文主要研究SLS预热温度问题.从硬件的选型原则到控制的程序开发,从影响温度场均匀性的因素到提出相应的解决措施等都进行了大量的分析和实验.从中得出一些结论已应用于HRPS-ⅢA中,取得了较好的效果.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1选择性激光烧结技术简介

1.2 SLS技术温度问题在国内外的研究现状

1.3课题来源、目的和意义

1.4课题的主要研究内容和本文的主要工作

2HRPS-ⅢA温度控制系统的设计

2.1 HRPS-ⅢA温度检测部分

2.2 HRPS-ⅢA温度控制部分

3温度控制的算法

3.1温度控制算法的发展

3.2 PID控制算法

3.3模糊控制算法

4HRPS-ⅢA温度控制的软件设计

4.1 Windows运行机制及VxD驱动程序的开发

4.2 HRPS-ⅢA温度模糊控制软件实现

5HRPS-ⅢA烧结机预热温度场研究

5.1 HRPS-ⅢA的预热系统

5.2温度场均匀性分析

6总结与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

致谢

参考文献

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