选区激光全熔融烧结聚苯乙烯的精度研究

摘要

选区激光烧结(SLS)具有成型快、选材广泛等特点，是目前研究最活跃的快速成型技术之一。但是，成形精度至今仍是制约选区激光烧结技术发展的关键。本文阐述了国内外选区激光烧结(SLS)技术的研究现状，对全熔融烧结条件下的聚苯乙烯制件的尺寸精度进行研究。 本文利用HRPS-IIIA型快速成形机对聚苯乙烯粉末进行了全熔融烧结试验，研究烧结工艺参数对聚苯乙烯制件尺寸精度的影响。首先研究了单一工艺参数对制件尺寸精度的影响规律，结果表明:制件的尺寸误差随着激光功率的增加而增大，随着扫描速度、扫描间距、铺粉厚度的增加而减小。其次，在单因素试验的基础上，设计进行了正交试验，采用灰色关联度分析方法，研究了在激光烧结过程中影响聚苯乙烯制件尺寸精度的最显著因素。结果表明，扫描速度对制件尺寸精度影响最显著，激光功率次之，然后依次是扫描间距和铺粉厚度。 为了更好地揭示选区激光烧结过程工艺参数的综合影响规律，本文采用能量密度法来研究激光功率和扫描速度对制件尺寸精度的综合影响规律。结果表明，在等能量密度条件下，制件的尺寸误差保持一致;但随着能量密度的增加制件的尺寸误差有增大的趋势。在大量试验数据的基础上，建立了一个以能量密度为变量(x)的制件尺寸误差(y)的数学补偿模型。 本文对补偿模型进行了验证，烧结出的制件尺寸误差达到士0.04mm。提高了SLS技术在产品开发中的工程应用价值。