選擇性激光燒結過程溫度場數值模擬
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由溫度值可判斷粉末是否凝固。設粉末熔點為 Ts，則當計算點的溫度 T>Ts 時，表明粉末已燒融；當 T
作者根據所建立的數學模型，編制了二維有限元程序[5]，并用實例對程序進行了驗證。
本例中所選粉末為聚乙烯蠟和氧化鋁、 氧化鋯的混合粉末，粉末的相對密度為58%，掃描功率為 (15～25) W，線寬 0.4 mm，掃描速度4mm/s，Ts=80 ℃。作者對其進行了溫度場數值模擬，其有限元模型及計算結果如圖 3 所示。
圖 3 燒結過程溫度等值線分布(℃)
Fig。3 Isoline of temperature during sintering progress由圖3可知，在選定的燒結參數下，燒結寬度為 (0.4～1.2) mm，最大燒結深度為 0.15 mm。說明在已選擇的燒結參數下，粉末是在全熔狀態下燒結的，層與層之間的搭接良好，燒結控制參數是最優的。
用 WRe5-WRe25 熱電偶測量了溫度隨時間的變化曲線，并將計算值與實測值作了比較，結果見圖 4。由圖 4 可看出，計算結果與實測結果相差很小(第一測點位于粉層中間，第二測點位于層與層接觸處)。
圖 4 實測溫度與理論值比較
Fig.4 Comparison between tested value and calculated value5 結 論
建立了 SLS 燒結過程的數學模型，并對其邊界條件進行了合理的處理。該模型及方法同樣適用于其他粉末材料變長線掃描激光燒結過程溫度場的求解。
對聚乙烯蠟和氧化鋁、 氧化鋯的混合粉末燒結過程進行了溫度場數值模擬并與實測值進行了比較，計算值與實測值基本吻合。
利用計算結果可確定相匹配的燒結工藝參數，如鋪粉厚度、 掃描速度、 掃描功率等。
部級“九五”預研基金資助項目
杜建紅(1969-)，女，講師，碩士。從事專業：汽車工程.
杜建紅(華北工學院 機械電子工程系，山西 太原 030051)
白培康(華北工學院 材料工程系，山西 太原 030051)
程軍(華北工學院 材料工程系，山西 太原 030051)
參考文獻：
[1] 馮濤，孫建民，宗貴升等。用選擇性激光燒結實現快速精密鑄造
[2] Nelson J C，Vail N K，Barlow J W，et al。Select laser sintering of polymer-coated silicon carbide
[3] 孔祥謙。有限元法在傳熱學中的應用
[4] Nelson J C，Xue S，Barlow J W，et al。Model of the selective laser sintering of bisphenol-a polycarbonate
[5] 程軍。計算機在鑄造中的應用(end)
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