选择性激光烧结聚苯乙烯粉末成形温度场的数值模拟研究

摘要

本文以聚苯乙烯材料为例 ,对SLS成形三维瞬态温度场的分布变化进行数值模拟计算。计算模型中 ,考虑了材料的热物性参数随温度变化的情况和激光光强分布不均匀的因素。计算结果表明 :烧结过程可以分为两个阶段 :第一阶段是光照期的热量输入加热阶段 ,在该阶段内 ,光照表面的温度迅速升高 ,使材料处于过热状态 ,甚至超过材料的分解点 ,这一阶段完成粉床表面的致密化 ,但粉床内部的致密效果不是特别明显 ;第二阶段是光照结束之后的热量传输阶段 ,在该阶段内 ,表面材料吸收的热量向四周扩散 ,一部分通过对流和辐射换热方式散失到周围环境中 ,另一部分通过热传导的方式向粉床内部传输 ,促进粉床内部的烧结 。