选择性激光烧结分形扫描及激光功率的控制与试验研究

摘要

该学位论文以生长型制造技术中选择性激光烧结(SLS)工艺为对象,对激光烧结中影响开型质量的扫描路径和激光功率控制算法两方面进行研究.提出了用分形曲线填充零件轮廓的方法,并将传统的线扫描路径与分形扫描路径对烧结零件薄层质量的影响进行了对比分析.建立了激光烧结线宽与烧结材料的物理化学性质、烧结点物理位置、激光功率大小、扫描速度等因素的关系.提出采用神经网络算法对激光功率进行实时控制的方法.建立了激光功率双神经网络控制模型.研制了反向间隙小、响应速度快的选择性激光烧结实验装置,同时设计并实现了选择性激光烧结的主从式专用控制系统,并开发了扫描控制系统软件.设计并实现了基于CCD传感器的图象放大观测装置.通过大量实验获得训练样本,进行神经网络的离线训练,实现烧结过程中激光功率的神经网络实时控制.为了对比线扫描和分形扫描路径对烧结零件性能的影响,采用这两种路径进行薄层烧结和3D试件烧结,对比了两种薄层的组织均匀性,进行了两种试件的抗夺强度测试.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

§1.1课题概述

§1.2生长型制造技术(MIM)简介

§1.3生长型制造技术国内外发展与现状

§1.4本论文的研究内容

§1.5本章小结

第2章选择性激光烧结中扫描路径的分析

§2.1选择性激光烧结机理研究

§2.2影响烧结质量的因素

§2.3不同扫描路径对烧结性能的影响

§2.4本章小结

第3章选择性激光烧结中激光功率实时控制算法的研究

§3.1激光烧结中实时控制问题的提出

§3.2激光烧结传热过程分析

§3.3激光烧结中激光系统的分析

§3.4烧结线宽与相关参数关系的分析

§3.5激光烧结过程神经网络实时控制算法

§3.6本章小结

第4章选择性激光烧结实验装置的研究与实现

§4.1基于分形扫描路径的SLS系统的要求

§4.2典型SLS扫描系统的比较

§4.3基于分形扫描路径3轴系统工作台的研制

§4.4选择性激光烧结控制系统硬件的研制

§4.5选择性激光烧结控制系统软件的设计与实现

§4.6 CCD放大观测装置的设计与实现

§4.7本章小结

第5章选择性激光烧结实验研究

§5.1选择性激光烧结条件的选取

§5.2烧结线宽与相关参数正交试验分析

§5.3激光功率控制BP神经网络学习训练

§5.4激光功率神经网络控制与恒功率控制线烧结对比实验

§5.5选择性激光烧结线间搭接的影响

§5.6激光功率神经网络控制与恒功率控制薄层烧结对比实验

§5.7线形和分形路径扫描烧结实验

§5.8本章小结

第6章全文总结

§6.1主要结论

§6.2研究展望

致谢

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参考文献