选择性激光烧结过程温度场数值模拟
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由温度值可判断粉末是否凝固。设粉末熔点为 Ts，则当计算点的温度 T>Ts 时，表明粉末已烧融；当 T
作者根据所建立的数学模型，编制了二维有限元程序[5]，并用实例对程序进行了验证。
本例中所选粉末为聚乙烯蜡和氧化铝、 氧化锆的混合粉末，粉末的相对密度为58%，扫描功率为 (15～25) W，线宽 0.4 mm，扫描速度4mm/s，Ts=80 ℃。作者对其进行了温度场数值模拟，其有限元模型及计算结果如图 3 所示。
图 3 烧结过程温度等值线分布(℃)
Fig。3 Isoline of temperature during sintering progress由图3可知，在选定的烧结参数下，烧结宽度为 (0.4～1.2) mm，最大烧结深度为 0.15 mm。说明在已选择的烧结参数下，粉末是在全熔状态下烧结的，层与层之间的搭接良好，烧结控制参数是最优的。
用 WRe5-WRe25 热电偶测量了温度随时间的变化曲线，并将计算值与实测值作了比较，结果见图 4。由图 4 可看出，计算结果与实测结果相差很小(第一测点位于粉层中间，第二测点位于层与层接触处)。
图 4 实测温度与理论值比较
Fig.4 Comparison between tested value and calculated value5 结 论
建立了 SLS 烧结过程的数学模型，并对其边界条件进行了合理的处理。该模型及方法同样适用于其他粉末材料变长线扫描激光烧结过程温度场的求解。
对聚乙烯蜡和氧化铝、 氧化锆的混合粉末烧结过程进行了温度场数值模拟并与实测值进行了比较，计算值与实测值基本吻合。
利用计算结果可确定相匹配的烧结工艺参数，如铺粉厚度、 扫描速度、 扫描功率等。
部级“九五”预研基金资助项目
杜建红(1969-)，女，讲师，硕士。从事专业：汽车工程.
杜建红(华北工学院 机械电子工程系，山西 太原 030051)
白培康(华北工学院 材料工程系，山西 太原 030051)
程军(华北工学院 材料工程系，山西 太原 030051)
参考文献：
[1] 冯涛，孙建民，宗贵升等。用选择性激光烧结实现快速精密铸造
[2] Nelson J C，Vail N K，Barlow J W，et al。Select laser sintering of polymer-coated silicon carbide
[3] 孔祥谦。有限元法在传热学中的应用
[4] Nelson J C，Xue S，Barlow J W，et al。Model of the selective laser sintering of bisphenol-a polycarbonate
[5] 程军。计算机在铸造中的应用(end)
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