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附錄A
專用組合機床的發(fā)展概況
摘要：概述組合機床綜合自動化技術的發(fā)展新動向，分析組合機床柔性化的幾個主要方面，簡介通用部件、加工精度、應用范圍等現狀及發(fā)展，介紹現代組合機床技術發(fā)展的主流。
關鍵詞：組合機床、機床技術、自動線、發(fā)展
一．組合機床概述
組合機床是對一種或若干種工件按預先確定的工序進行加工的機床。在組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、鉸孔、樘孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，它能夠對工件進行多刀、多軸、多面、多工位同時加工。隨著組合機床技術的發(fā)展，它能完成的工藝范圍日益擴大。
許多大型、形狀復雜的工件，需要的加工工序很多，不可能在一臺組合機床上全部加工完成，這就需要用多臺組合機床加工，按工件加工順序依次排列，組成組合機床流水線，在組合機床流水線的基礎上，發(fā)展成組合機床自動線。
組合機床及自動線所使用的通用部件是具有特定功能，按標準化、系列化、通用化原則設計、制造的組合機床基礎部件。每種通用部件有合理的規(guī)格尺寸系列，有適用的技術參數和完善的配套關系。
組合機床與通用機床、其它專用機床比較，具有以下特點：
（1）由于組合機床采用多刀加工，機床自動化程度高，因此比通用機床生產率高，產品質量穩(wěn)定，勞動強度低。
（2）組合機床上的通用部件和標準零件約占全部機床零、部件總量的70%~80%，因此，設計和制造周期短，經濟效益好。
（3）當機床被加工的產品更新時，專用機床的大部分部件要作廢。組合機床的通用部件是根據國家標準設計的，并等效于國家標準，因此其通用部件可以重復使用，不必另行設計和制造。
（4）組合機床加工工件，由于采用專用夾具、組合刀具和導向裝置等，產品加工質量靠工藝裝備保證，對操作工人的技術要求不高。
（5）組合機床的通用部件是經過周密設計和長期生產實踐考驗的，又有專門廠家成批生產，它與一般專用機床比較，其結構穩(wěn)定，工作可靠，使用和維修方便。
二．組合機床配套部件的發(fā)展
隨著直流伺服驅動滑臺、數控滑臺、數控三坐標加工模塊、多軸箱儲存和多軸箱更換裝置等新一代通用部件相繼出現。采用模塊化設計原則將常規(guī)組合機床的通用部件和加工中心的組成模塊統(tǒng)籌設計，組成新的型譜，也是一種新的趨勢。為了適應組合機床制造廠發(fā)展柔性制造系統(tǒng)等綜合自動化的需要，誕生了像可編程伺服驅動位置控制裝置、計算機數控滑臺、機器人裝卸料系統(tǒng)、帶誤差信息屏幕顯示的診斷裝置、數據庫系統(tǒng)等配套性通用部件模塊。
三．組合機床加工性能的新發(fā)展
現階段在組合機床上加工大平面的平面度已達到1m長上0.02~0.04mm。粗糙度達到Ra0.4~0.8um；孔徑精度達到0.0015~0.055mm。定位銷孔的中心距精度達到±0.013mm；一般孔位置精度達到±0.02~±0.025mm；單向鏜孔的同軸度達到0.005~ 0.01mm。雙向鏜孔的同軸度達到0.015~0.02mm；一些特種加工工藝的精度：如止口精度可達到0.015~0.02mm。缸蓋閥座及導管孔的同軸度達到0.00750~0.01mm。
由于采用了新的結構、新刀具、新工藝方法、刀具自動補償系統(tǒng)、專用刀具的復合工藝，直接利用軟件進行誤差補償方法，組合機床加工精度正在不斷提高。
四．自動化技術在組合機床上的新應用
組合機床自動線主要用于大批量生產。雖然技術已很成熟，但一般利用率低、缺乏柔性，難以適應現代中批量輪番生產的需要，現代柔性自動化技術給組合機床綜合自動化技術的發(fā)展，帶來根本性的變革。其中，自動裝配機也得到了發(fā)展。
現代自動裝配機廣泛采用了組合機床原理及相關技術，現代機電產品的生產規(guī)模不斷擴大，裝配工作量占據愈來愈大的比重。為此，裝配作業(yè)自動化技術得到了迅速發(fā)展。目前，國外自動化裝配工藝、已從零件緊固連接、壓入、扭合、鉚接、粘接、焊接等基本作業(yè)方式，發(fā)展到去毛刺、清洗、檢測及產品總裝后的試車、檢驗、注油、噴漆、包裝等工序，一些綜合自動化加工系統(tǒng)內通常設有自動裝配工序。
一個現代化自動裝配系統(tǒng)。由裝配元件及裝配主體件的供料及輸送系統(tǒng)，裝配裝置及控制和檢測裝置所組成。這些系統(tǒng)裝置的設計原則和組合機床及其相似：結構典型，部件和組件通用，形式統(tǒng)一。用于不同裝配對象時只是夾具不同。自動裝配機的通用部件中也有裝配工作頭、裝配機主體、供料裝置及檢測裝置等。目前，世界各國都大力發(fā)展通用化程度較高的直線或回轉型間歇輸送式裝配機來替代連續(xù)輸送式裝配機，發(fā)展具有柔性及可進行多品種裝配的自動裝配線。該種裝配線廣泛采用：“功能模塊式結構技術”，采用柔性連接的輸送方式。工業(yè)機器人由于可在一次動作循環(huán)中靈活完成各種動作，可代替裝配機許多復雜部件的動作，從而大大簡化裝配機自身的復雜結構。工業(yè)機器人有固定程序的，也有計算機控制的，其采用大大增加了自動裝配線的柔性。
五．組合機床的優(yōu)勢
現代組合機床已經逐漸打破了通常認為只適用于箱體類零件加工的模式，其功能和應用范圍正在不斷地延伸和擴展。
組合機床加工旋轉體零件的情況下，采用組合機床加工軸類和盤類零件具有明顯的優(yōu)越性。一些軸件，尤其是大型軸件，可以用旋轉夾具夾持中部，在組合機床或專用機床上進行兩端同時加工，其優(yōu)點是工序集中，省去調頭加工，增加了刀具及其驅動部件的布置空間。
現代成批大量生產的儀表、精密機械、家用電器、鐘表等工業(yè)部門，常有小型箱體類、蓋罩類、連桿撥叉類、雜件等小型異形零件。這類零件由于廣泛采用先進高效的毛坯制造工藝，金屬切除量較小，且大部分零件的材質是鋁合金或銅合金，加工時，切削力較小。由于生產節(jié)拍短，要求有極高的生產率。用組合機床加工這類零件時，要作專門的設計，以適應這類零件構造和加工上的特殊性。通常加工這類零件的組合機床稱為小型組合機床，自成體系，發(fā)展迅速。
參考文獻
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[5]潘鬼善，淺談實現組合機床柔性化的技術發(fā)展途徑。組合機床與自動化加工技術，1992（2）
英文翻譯1
處理微結構和物產SLS 尼龍12的作用
H.扎英哈拉, N.霍普金, N.F.卡佩曼, J.J. 德 威列格
快速制造研究小組,校機械與制造工程,沃爾夫森大樓
拉夫伯勒大學,拉夫伯勒乙二醇酯,英國
收到2006年2月13日; 收到修改形成2006年6月9日; 接受7月21日2
摘要
現在需要為迅需速的制造業(yè) (RM) 改良復現性和 SLS 尼龍零配件的機械性質。 為了要達到這一要求, 促進基礎的研究是不可或缺的，藉由調查缺乏復現性潛在源的效果，這需要關于水晶的結構、顯微組織、化學的結構 (分子的重量) 和機械性質寫報告效果。 不同的水晶的表格被識別了而且被講到不溶化的粒子心了和那融化結晶顯微組織的區(qū)域。 熔化點形狀改變仰賴處理狀態(tài)。 當比較零配件的顯微組織的時候，觀察得出的不同也是存在的。重要的零配件分子重量比純凈的粉末高，但是二手的粉末也表示分子的重量增加。 這在從二手的粉末被建造的零配件的破裂講到改良的伸長,與早先的研究一致。被選擇的機器叁數表明改良的抗拉強度有一些增大，但是楊氏模數相似。
關鍵字：選擇的激光燒結; 尼龍 12; 水晶的結構; 顯微組織; 分子的重量
1. 介紹
不需要再用工具工作,迅速的制造業(yè) (RM) 是產品從 3D立體電腦輔助設計數據直接地在添加劑方法中被做的一個技術的分支。 因為零配件的財產生產，技術本來即是迅速的設計原型 (RP) 通常唯一適當的為原尺零配件。 然而, 技術已經扼要進展哪里 RM 在多數的應用面積 [1,2] 中是能養(yǎng)活的制造業(yè)的技術.
泉華 (SLS) 的選擇性激光在 RM[3] 是普遍二手的技術而且已經證明對各種不同的應用是適當的包括創(chuàng)造為公式 1 比賽用車 [5] 預約助聽器 [4] 而且分開. 特別是航太工業(yè)已經為它是現在最廣泛二手的技術 [6] 的 RM 辨認出 SLS 的利益。 一些航空器已經有多數的 SLS 生產零配件當標準的 [3,7] 然而應用仍然被限制, 部分由于被生產的零配件的機械性質。
選擇的激光燒結農產品藉由以一個粉狀形狀 (聚合物、金屬,窯業(yè)) 使用對材料的選擇性地泉華個別層的一個激光分開. SLS 系統(tǒng)從 3D立體美國 (先前動態(tài)同步傳輸套式) 的系統(tǒng)和德國的EOS的二個不同的制造業(yè)者商業(yè)地現在可得。 在建立一個電腦輔助設計模型之前一定哪一個含被產生然后處理 '切成薄片' 進入 0.1-0.15 毫米厚的 2個 D 層之內的電腦輔助設計模型。 在這之后，數據為在表 1 被描述的部分建筑物被送到機器。 下列各項建立部分從離開逐漸地使用被刷以及/ 或噴霧的被不泉華的粉末和松動粒子被移動被壓縮的
空氣。
半的意思結晶聚合物 (居多尼龍 12 和 11) 能成功地超過無定形的聚合物 [8,9] 與上好的機械性質一起泉華。 然而，收縮在結晶期間阻礙正確零配件 [10] 的生產。 對于這理由它是必要的為材料被 SLS 處理熔化溫度非常地比結晶溫度高以便結晶能被延遲而且減少在那期間建立程序 [11] 讓新的層以一個比較同種的顯微組織對早先的層黏住。 一個熔解的高焓也較好的避免對由于熱的傳導被激光對準的粒子的粉狀粒子地方的熔化。 除此之外，在激光燒結期間，一個狹窄的熔化溫差在結合以一個低熔化黏性是非常快地沒有輸入過度能 [11] 達成必需電平的流動性所必要者。
當直接地描述上將 [12] 和重量的聚合物平均的分子重量 (Mw) 影響熔化黏性 [10] 的時候，分子的重量廣為人知是一個具決定性的固有。
熔化流量程序用來根據熔化流量分度 (MFI) 有熔化黏性的特征。 低的 MFI 與高的熔化黏性和高的分子重量有關。 Gornet 等人 [13] 和 Shi 等人 [10] 在破裂 (EaB) 特別地調查粉狀熔化黏性的效果而且相關了對改良的機械性質的較低的 MFI( 因此較高的熔化黏性和 Mw) 伸長。 它是在工業(yè)中的標準練習混合純凈的粉末用維持以二手粉狀 [13] 的繼續(xù)使用惡化的可接受的部分特性.熱的負載在那期間建立程序被假定有責任的為分子的重量增加而且如此增加熔化黏性。 維珍粉末通常在它自己的上不被用為了要減少聯(lián)合的成本。 在機械性質的 ForRMconsistency 特別地重要而且因此為財產的復現性的缺乏抓住現有的位很重要。
關于其他的脂肪族的尼龍尼龍 12 已經廣泛地被顯示造形任一的穩(wěn)定水晶結構那 _- 或 _- 造形 [14,15] 。 因為尼龍 12 那 _-形狀,更穩(wěn)定, 總是在一個較高的溫度融化超過那 _-形狀 [16]. 它已經被示范在多數的處理狀態(tài)液體的相之下將會結晶到那 _-形狀, 是因此那最普遍在尼龍 12 發(fā)現晶體形狀. 然而, 特定的狀態(tài)確實造成那 _-形狀。 這些已經被寫報告為溶液鑄造 (在大氣的或減少壓力, 在 90下面 ?C) [16], 正好熔化點和高度下面的制圖強迫結晶 [21]. 它已經被示范比例比率 _- 而且 _-形狀能藉由控制熱的歷史 [16,17] 被改變 (從 0%-100% 為每個). 不同變化那基本的 _- 而且 _-水晶的表格已經被產生靠處理狀態(tài)而且這些的通能被靠的多數方法從一轉換到另外一從哪一個和到哪一個晶體造形，材料將會被轉換 [18-21].
研究報告熔點為那 _-形狀被被從 172 排列到 185 的 Aharoni[15] 和價值檢討了 ?C 用大多數的數據磨利接近 179?C. 比較不通常人的熔化點 _-形狀已經被寫報告為 ca。 173?C[16]. SLS 尼龍藉由在藉此被慢結晶后繼成形晶體的提高的溫度在壓力之下在乙醇中溶解聚酰胺-12 被獲得與一相對地 ca 的高熔點。 190?C 和一相對地熔化 [9,11] 的高熱. SLS 尼龍粉末的水晶結構或零配件在生產期間還沒有在然而慢的冷卻率上被寫報告會或許造成純凈的粉末被相對大量晶體包含。 生產程序為 SLS 尼龍 12 不完全地符合需求為形成 _ 晶體形狀和高熔化溫度標準的指示那 _-形狀。
出版為 SLS 粉末的制造與其它可能的方法有關的信息描述標準尼龍 12 能如何被修正用對結晶溫度 [22] 的無關重要的增大增加熔化溫度. 描述的程序包括水蒸氣加熱粉末或材料的小粒延長的時間期間 (達 100 h) 。 它被要求這藉由讓分子的鏈條被再排列增加熔化溫度。 一般知道， ' 偶數' 尼龍，像是尼龍 12 才能達成完整的在分子之間的氫會接和如此在不平行鏈系配置 [14] 中排列的分子鏈條的結晶而且它被認為這是鏈條是如何 '再排列'.
表 2 制造業(yè)者為 SLS 尼龍 12[27,28] 出版了材料特性
3D立體系統(tǒng)
EOS
抗拉強度 (MPa)
44
45
拉的率 (MPa)
1600
1700
破裂拉伸(%)
9
20
部分熔點 (?C)
184
184
粒度,平均 (m)
58
58
粒度90%(_m)
25-92
不可得的極差
部分水分吸收23 ?C (%)
0.41
0.52
泉華尼龍 12 的楊氏模數和選擇激光的抗拉強度為被鑄成試樣 [23] 的標準的噴射是可比較的具有價值。然而 EaB(指示延性) 至少是一個大小的次序比較低的。 Gornet 等人 [13] 示范，機械性質能如何在不同的機器之間改變和為相同的機器甚至在不同的建立。 Saleh 等人 [24] 和桀布生和 Dongping[25] 為不同的部分定向表示相當多的變異性和在不同的定位中建造的零配件在那建立一樣的里面的容積建立。Tontowi 和孩子 [26] 調查粉狀底溫度 (周圍建立粉狀表面溫度) 對密度的效果而且表示在溫度的小的變化對能影響機械性質的部分密度產生一個顯著的效果。
SLS 機器制造業(yè)者供給粉末和出版機械的 (和其他的) 財產的他們的鍵,為他們的分別 SLS 尼龍 12 粉末,在表 2 被概述。 因為機器叁數過去一直發(fā)生數據不有被兩者的制造業(yè)者而且因為數據被發(fā)生使用不同的標準，這不能夠直接地被比較。 它應該因此只概略地習慣于精確計量 SLS 尼龍 12 的位. 在制造引述多種的價值的地方, 那平均已經被提供。 從 SLS 的應用當做一個生產程序, 需求改良復現性而且給 RM 的 SLS 尼龍零配件的機械性質存在。 為了要達成這, 促進在下面機械裝置的基礎知識是不可或缺的。 這紙哪一位址這需要藉由調查效果建立程序、叁數而且粉末關于水晶的結構、顯微組織、化學的結構 (分子的重量) 和機械性質混合而且寫報告效果。
2. 方法學
SLS 尼龍 12 粉末和零配件的不同試樣被分析。 粉末用不同的熱歷史被分析了，而且零配件從這些被生產。 這些被在表 3 概述而且在第 2.1 節(jié)被更進一步解釋。 零配件和粉末從 TNO 科學和工業(yè)和迅速的制造業(yè)的研究組,Loughborough 大學被獲得。 分別地,這些被稱為 TNO 和 Lboro 。 已經一起配置的不同機器被用對比叁數。 這預計提供一個比較寬類型的數據。 每部機器被被分別機器制造供給的 SLS 尼龍 12 粉末用。 不同被在第 2.2 節(jié)更進一步解釋。 粉狀試樣為膠體滲透套色版 (GPC) 的分子重量分布、熱的財產和藉著光學上顯微鏡學掃描量熱法 (DSC) 、和顯微組織的兩路線的運費差額的水晶結構被分析。 部分試樣也是機械性質的拉伸試驗。
2.1. 粉末的準備
粉末在建筑物之前以不同的方式被準備,依下列各項:
1. 維珍: 從未在一個激光燒結機中被處理的粉末。
2. 用: 分開結塊而且泛濫已經透過一個完全 SLS 流動的粉末。
3. 使:生氣蓬勃 一個 67% 的混合用了和 33% 純凈的粉末。
2.2. 部分生產
標準的拉伸試驗試樣 (如圖 1 所示) 依照 ISO 527-21 A 被生產。 機器為將機械性質最佳化的被設定的 TNO 的叁數當那些的時候為機器為被預期給縮小的機械性質的將精度最佳化的被配置的 Lboro。兩者的機器能為改良的機械性質或改良的精度被配置而且因此構型的選擇為這研究只是在不同操作員的使用中已經以現有的構型為基礎。 粉狀底機器為每個類型的粉末被調整的 Lboro 的溫度當機器為所有的粉狀類型被保持常數的 TNO 的粉狀底溫度的時候。 二部不同的機器和他們的個別項目之間的不同建立裝備在表 4 被列出. 為了要確定熱穩(wěn)定以一個二公分的惡劣層為條件而且一公分的最上面的層作為每個流動。 零配件被建造平面, 放置平行對機器 X軸, 在中央中的固定場所那建立如圖 1 所顯示的面積.
2.3. 分子的重量
分子的重量被 GPC 決定了藉由弄干 25個毫克試樣在 120?為 1 h 的 C。 試樣然后在 5 毫升哥羅仿 (以甲川膽色素穩(wěn)定) 和 0.5 毫升 trifluor 醋酸醋酐 (TFA) 中的室溫被溶解。 在 2 溶解溶液的 h 與 20 毫升哥羅仿一起沖淡之后。 這溶液沒有加熱被過濾而且使用二 WatersTM Styragel 分析? HT6 E, 7.8 毫米 × 300 毫米柱在結合以一個差別的折射分度探測器 (WatersTM 410) 和一個可調節(jié)的吸光率探測器 (WatersTM 486) 在波長 264個 nm。 聚苯乙烯被當作叁考材料使用。
2.4. 熱的財產
掃描量熱法 (DSC) 的兩路線的運費差額被用決定熱的財產為了要學習熔化的和結晶行為和識別水晶的表格。 大眾 ca 的試樣。 10個毫克在氮流量之下在 ' 熱分析' DSC 機器中被分析。 試樣在 10 點從室溫被加熱 ?C/最小至 200?C 然后在 10 點立刻冷卻了 ?C/最小。
2.5. 顯微組織
加工材料的顯微組織經由光學上的顯微鏡學被分析了。 試樣 3-5_m 厚度在顯微鏡用薄片切片機旁邊的室溫被減低。 [映]象在被極化照明的明亮的領域中被拿。
2.6. 機械性質
拉的數據被記錄使用一個夾-在伸長計上。 每個拉伸試驗與五個個別的試樣一起運行，而且結果為拉的伸長在破裂、極限抗拉強度和楊氏模數被記錄了。
表 3 試樣歷史
來源 特性
試樣
粉末 部件來源
EOS PA2200 粉末,EOS P380 純凈 純凈
TNO 機器 (調節(jié)為機械的財產) 使用過 -
更新 更新
Lboro 3D立體系統(tǒng) 尿素樹脂膠 PA 純凈 純凈
粉末,3D立體系統(tǒng)前鋒機器 使用過 使用過
(為精度調節(jié)) 更新 更新
表 3 機器的差異
TNO Lboro
叁數優(yōu)化 機械性質 精度
機器 EOS P380 3D立體系統(tǒng)前鋒
物質的 PA2200 尼龍 12 尿素樹脂膠PA 尼龍 12
層厚度 0.1 毫米 0.15 毫米
粉狀沈淀機械裝置 漏斗 滾筒
補給制成粉狀 '寒冷'(～ 50 ?C) 熱的 (+100 ?C)
建立月臺 熱的 不熱的
激光動力 (填充) 45.7W(90%,50 W) 11W
激光動力 (輪廓) 10.9W(20%,50 W) 5W
掃描速度 5000 毫米/s 4000 毫米/s
精檢間隔 0.15 毫米 0.3 毫米
3. 結果和討論
3.1. 粉末
3.1.1. 維珍粉末: 熱分析和分子的重量分析的 Lboro 和 TNO 粉末的比較
Lboro 和 TNO 純凈的的圖 2 表演 DSC 結果制成粉狀。 兩者的表演相對地銳利用熔化的峰巔選出 endotherms 在 189?C 為 TNO 純凈的粉末和 188?Lboro 純凈的的 C 制成粉狀。 這些為純凈的粉狀 [29,11] 然而以已知的價值符合他們至少 3?C 比先前寫報告的價值高為水晶形式的非 SLS 的加工尼龍 12(172-185?C)。
如先前之時, 在 SLS 尼龍 12 粉末的生產的狀態(tài)不同于那些必需者造形 _-形狀晶體結構和這建議恒溫動物獲得從純凈的粉末與通常人保持良好關系 _-形狀。 在延長了分子的遷移率的基礎上增加熔化溫度它能因此被推論出恒溫動物與那有關 _-以更為大而且更多完全的晶體結構 (由于增加的氫會接) 造形超過先前分
析尼龍 12 試樣。 另外地, Ishikawa 和 Nagai[16] 示范在尼龍 12 上的一個 DSC 測試的恒溫動物不過是試樣的固有含有 100%_ 自從試樣以后，晶體造形有 100%_ 晶體形狀不變化地在 DSC 期間發(fā)展一個第二個熔化峰跑由于試樣的部分的再結晶到那 _ 晶體造形。測試叁數是相同于那些目前用了在純凈的 SLS 尼龍 12 材料的水晶的出席結構是的調查支持視圖那 _ 晶體形狀。
Lboro 和 TNO 純凈的的圖 3 表演 GPC 結果制成粉狀。 比較的重量平均的分子重量是 TNO 的 Lboro 純凈的粉末的 90,000 g/摩爾和 70,000 g/摩爾純凈的粉末。 polydispersity 分度為 Lboro 純凈的粉末是 2.26 和 2.34 為 TNO 純凈的粉末。在每個曲線的正尾部上的小的峰巔可能地抗氧化劑, 被知道從EOS [28] 與純凈的尼龍 12 粉末一起混合是特性的因此假定用 3D立體系統(tǒng)是一樣的供給粉末。 Lboro 的比較高的分子重量粉末可以理論上阻礙處理和如此財產 [30] 然而不同是太小而無法是重要的。
3.1.2. 子熔化溫度加熱了粉末: 使比較生氣蓬勃的和熱分析和分子的重量分析的純凈的粉末
純凈的的圖 4 表演 DSC 結果而且使 TNO 粉末生氣蓬勃。 被粉末生氣蓬勃的表示最的微小增加熔化溫度 (<1?C) 由于結晶[性]的改組指出比較完全的晶體。 純凈的的晶狀球蛋白而且使粉末生氣蓬勃當做 55% 和 51% 被測量, 分別地以 115.7 而且
106.6 J/g 的熔化焓, 分別地。 給 100% 結晶[性]的材料熔化焓當做 209.3 J/g[31] 被拿。 晶狀球蛋白 方面的微小減少用被粉末生氣蓬勃的而非增大支持視圖熔化溫度的增加是由于結晶[性]的改組并非增加的晶狀球蛋白。 給被粉末生氣蓬勃的 endotherm 表示輕蔑 '脹' 到它的左邊指示的多形體或許由于混和的 1/3 純凈的破面。
對于純凈的和二手的 TNO 的圖 5 表演 GPC 結果制成粉狀。 比較的重量平均的分子重量是二手的 TNO 粉末的 170,000 g/摩爾和純凈的的 70,000 g/摩爾 TNO 粉末。 polydispersity 分度為二手的 TNO 粉末是 2.84 和 2.34 為純凈的 TNO 制成粉狀。 這個的增加平均的分子重量和分子的重量分布指示聚合在堅硬的州粉末中發(fā)生。 這可能是機械裝置之一帶領修正用 SLS 粉末的重復使用泉華特性。 舉例來說，減少了分子的動作由于增加的分子重量可以阻礙結晶 [18]. 因為這一個分析的目的將決定加熱沒有熔化的粉末的效果, 只有 TNO 材料被分析了。 這是因為一般期望任何的變化會是更顯著的超過與 Lboro 物質的由于增加的熱負載在材料上。
3.2. 零配件
3.2.1. 部分顯微組織的光學上分析
圖 6 表演 Lboro 的橫斷面的一個顯微像在右手邊上舍棄注解。 被注解的特征也在 TNO 試樣上被發(fā)現。 [映]象的陀螺對粒子已經融化哪一個不溶解表示部分的邊緣。 Moeskops 等人 [32] 已經示范如何部分顯微組織由被球粒包圍的粒子心組成。 這些心被描述為發(fā)生粒子何時不受到充足的熱完全融化的粒子的不溶化中央區(qū)域。 圖 6 表演這以及表示沒有從夠小來完全融化的粒子造形的心的球粒。 Moeskops 等人 [32] 陳述了這些心的出現被相信對 SLS 加工的材料財產和機械回應是具決定性的。
3.2.2. 熱分析和分子的重量分析的純凈的粉末和零配件的比較
圖 7 表演 DSC 的三個被重疊的組為 TNO 材料產生。 結果是給純凈的粉末, 一個部分從純凈的粉末建造和被暴露兩次 (相同的面積第二曝光在下一個層的沈淀之前) 的從純凈的粉末建造的一個部分和哪一個因此被一般承認的增加能輸入。 給純凈的粉末的曲線是相同于在圖 4 和表演一個熔化峰在 189?C. 給正常的部分曲線表示二個峰巔, 比單一峰小為純凈的粉末。 那比較大的這些二是在 185?C 和比較小人在 190?C. 曲線為雙重的暴露部分唯一的表演一個峰是在 185?C。
圖 7 的解釋是那因為分開峰巔在 185?C 與一有關 _ 晶體形狀, 從熔化和純凈的粉末的結晶出現。 小的峰在 190?給零配件的 C 表現一減少開始線的全體破面 _-純凈的造形物質的而且示范一個 190-189 錯模 ?C, 類似在圖 4 顯示.(比較純凈的而且用了粉末)
圖 8 表演一個 DSC 曲線為 Lboro 部份地從純凈的粉末和一個一個粒子心的光學上 [映]象以周圍的球粒建造。 這舉例說明觀念 DSC 到達高點在 190?C 直接地表現不溶化的粒子心 (是本質上因此二手的粉狀材料) 而且周圍的 spherulitic 區(qū)域與已經被融化然后結晶的材料有關。
圖 9 表演 GPC 結果為 TNO 純凈的粉末和一個部分建造從 TNO 純凈的粉末。 一個比較分子的重量清楚增大和分子的重量分布由于聚合被觀察如從 2.34 到 3.32 來自 70,000 到 230,000 g/摩爾的一個增大重量平均的分子重量和一個增大所定量因為 polydispersity 編入索引中。 這個的增加分子的重量自通常的比較高的分子重量之后用燒結可能是令人想要的造成改良的機械性質。 把圖 9 與圖 5 作比較二手粉狀落砂的分子重量在那些之間為從純凈的粉末被建造的純凈的粉末和部分由于聚合的性質.(為二手的粉末和部分也就是堅硬的州和液體的州, 分別地)
3.2.3. Lboro 和 TNO 零配件的比較從熱分析和光學上的顯微鏡學的純凈的粉末建造
圖 10 showsDSCresults forTNOand Lboro 零配件從純凈的粉末建造。 給 TNO 部分的曲線在圖 7 是 '正常的部分' 的相同曲線成績二個峰巔, 一在 185 和一個較小的峰在 190?C. 曲線為 Lboro 部份地也表示二個峰巔, 在 189 和 181?兩者都較小的峰巔的 C. 是 ca 。 1?C 比他們的分別峰巔高為如圖 2 示范所顯示的純凈的材料不溶化的破面在那部分以相似的樣子修正到如何被不融化的純凈的粉末到它的修正 '用' 州。 較大的峰巔之間的不同指示為 Lboro 和 TNO 裝備被融化而且結晶的材料的水晶尺寸的重要的不同。 這不同可以從在機器裝備之間為這研究 (像是加熱/不熱的建立月臺) 以及/ 或固有的不同被選擇的不同的叁數出現。
圖 11 表演顯微鏡用薄片切片機零配件的斷面從從純凈的 TNO 粉末 (c) 被鑄成的 TNO 純凈的粉末 (一) 、 Lboro 純凈的粉末 (b) 和零配件噴射建造. 為 TNO 和 Lboro 純凈的材料比較 [映]象 Lboro 試樣表示不溶化的心清楚地對比對抗有平均地分配的球粒結構的周圍的材料。 這些心在 TNO 試樣中也是出現但是清楚地更不被定義。因為 Lboro 試樣與較多的連續(xù)相較為 TNO 試樣從一變更到另一個，有心和周圍的相之間的一個清楚的階段變化。 Lboro 試樣也有較大的心因此晶體的增加容積破面 (與優(yōu)越的 189?C 熔化峰) 在材料里面也可能在機械性質中成為變化的因素。
心的出現對 SLS 加工的材料可能是固有的，但是較高的能輸入 (舉例來說 TNO 試樣) 減少心尺寸。 一個較高的 '熔化的度' 在試樣 (圖 11 一) 可以指示粒子和因此上好的機械性質的較好的熔解/燒結的 TNO 中發(fā)生。 噴射鑄成試樣清楚地沒有表示粒子心和一更多甚至而且罰款顯微組織由于藉著較快速的冷卻完全被融化 (和推測上更流動的) 而且后繼的給料。
3.2.4. 機械性質
圖 12 表演結果為伸長在破裂 (EaB) 為零配件在不同的機器上以不同的粉末制造。 為與純凈的粉末相較使用粉末生氣蓬勃而且的圖 12 表演 (為 TNO 和 Lboro 零配件) EaB(一個延性的指壓計) 的重要增加。 清楚的趨勢能被觀察使增加的 EaB 和為改良的強度被選擇的二手粉末和叁數的較高的比例比率產生關聯(lián)。 這些結果相配早先研究 [13] 的。
二手粉末的增加分子重量因為它會直接地與粒子心的分子重量有關而且可能已經阻礙被融化而且使區(qū)域結晶的環(huán)境的結晶可能負責改良的延性。 使來自 Lboro 的零配件純凈的零配件生氣蓬勃的 Lboro 的 EaB 的增加是純凈的-部分的價值的 94% 的。 為零配件是只有 36% 的 TNO 的增大. 這可能是由于增加的粉狀底溫度因為由于調整 Lboro 為每個粉狀型分開。 然而它也可以與較大的心有關，而且因此建筑物用比較二手的粉末 (也就是使)生氣蓬勃會對機械性質產生一個比較重要的效果。 反復地說, 那比較大的心那比較棒的前熔化的粉狀歷史的重要性.(舉例來說粉狀混和) 同樣地, 那比較小的心 (融化而且使區(qū)域結晶也就是比較棒的破面) 比較棒的重要性建立相關的因數.(舉例來說建立叁數)
圖 13 表演對于零配件的極限抗拉強度的結果在不同的機器上以不同的粉末制造。 圖 13 指示在從純凈的被建造的零配件之間的機械應力回應的一種不同,使而且生氣蓬勃用了粉末。 極限抗拉強度的變化在純凈的之間而且使材料生氣蓬勃然而很小有抗拉強度的顯著增加為二手的粉末。 抗拉強度價值對 TNO 零配件是比較高的反映叁數二手的.(見表 4)
圖 14 表演對于零配件的楊氏模數的結果在不同的機器上以不同的粉末制造。圖 14 表演來自幾乎有給 TNO 的來自純凈的粉末的與零配件相同的楊氏模數的使粉末生氣蓬勃的零配件分開但是與 Lboro 分開與使粉狀生氣蓬勃的表演一個較低的楊氏模數一起建造的零配件。 楊氏模數價值些微地對 TNO 是比較高的分開。
4. 結論和忠告
改良的上下文的材料研究在 SLS 的財產的復現性藉由建筑使用不同的機器的零配件被引導,與改變混和與對比建立叁數和不同的粉末。 這研究直接地不能夠習慣于比較這二部機器因為不同的叁數和粉末被用了。比較機器對抗彼此一項研究可能被運行使用同一的粉末 (從相同的批), 在使用他們的完全類型的叁數的每部機器上建筑零配件, 也就是 '強的零配件 ' 和 ' 正確部分可能在每部機器上被建造而且比較。
各種不同因數通的效果 SLS 零配件的顯微組織被分析了。 為在系統(tǒng)機器 (Lboro) 造成被很好定義的為在一部EOS機器 (TNO) 上被建造的改良的機械性質被選擇的不溶化的粒子心 (純凈的材料) 和叁數的一個 3D立體上被建造的改良的精度被選擇的叁數給予了一個光鏝轉變在不溶化的粒子心之間和那融化/結晶區(qū)域。 這些不同可能是適當的到那處理狀態(tài), 但是也可能被是每部機器或特定的粉末物質的財產唯一的固有熱的狀態(tài)影響。
材料的水晶結構被調查使用 DSC 識別水晶的表格。 不溶解粒子心被相配到二手的粉末材料了而且有, 最有可能的, 那 _ 晶體造形。 熔點被測量在 188 和 190之間 ?比普遍還要高的 C 為非 SLS 的加工尼龍 12 指示特別地大量的晶體寫報告價值。 那融化/結晶區(qū)域與較低的熔點一起觀察 (181 和 185?C) 超過出現在已知的極差的純凈的粉末為那 _-形狀。 兩者的 _ 水晶的表格被相配到清楚的材料里面的區(qū)域觀察得出的顯微組織了。 在熔點之間的不同
為那推測上融化/結晶區(qū)域是由于不同的熱處理狀態(tài)。 較慢的冷卻因為 TNO 分開 (由于叁數以及/ 或固有的機器行為) 有可能的被造成的較大的晶體較高的熔化點由此而來。 被 X光衍射的分析會允許水晶結構的詳細描述。
粉末和零配件的比較分子重量被寫報告在。之上 的重要增加分子的重量一起觀察建筑零配件而且由于堅硬的州聚合它也被顯示了以在熔化點 (二手的粉末) 下面的粉末的加熱增加。 雖然它的重要性不確定， Lboro 純凈的粉末超過 TNO 純凈的粉末有了一個些微比較高的分子重量。 它應該被注意對批的變化表面上同一的粉末 (Duraform 的舉例來說不同批) 的批還沒有被考慮，而且如此觀察的 Lboro 和 TNO 粉末之間的變動的重要性現在未知。
與機械性質一起觀察的最重要的趨勢是對 EaB 的變化。 TNO 零配件超過 Lboro 零配件表示較高的 EaB 和, 在每個組里面，建筑物用二手的粉末造成改良的 EaB。注意很重要 SLS 的其他重要機械性質分開如此的當做抗拉強度而且當 SLS 的 EaB 分開的時候，楊氏模數與為傳統(tǒng)加工的試樣，像是噴射模制被獲得的那些類似在后，然而，遙遠地落后。 這一個加亮區(qū)關于 EaB 調查 SLS 物質的特性的重要。 在被增加二手粉末的分子重量的這研究可能地被講到零配件的改良 EaB 。 其他的因數也可能然而被考慮。 這紙示范變異性典型地在尼龍 12 材料的 SLS 遇到了而且提供了注釋和分析。 分子的重量被間接地在使用熔化流動程序決定熔化黏性的其他的研究考慮。 這一個禮物研究第一次然而提供了平均的分子重量價值更高深的研究是適當地了解分子的重量和之間的關系所必要者在機械性質中觀察的變異性。在這個特定的面積的深度研究應該評論如方面方面的改變薄片厚度分布,用鐵鏈鎖住使密度和拉桿-分子的密度糾纏。
SLS 零配件的多孔性質被了解對照慣例生產的零配件 [33] 的低與那相關的 EaB 是至少部分有責任。 另外的一個潛在的議題在部分里面各種不同接口和接口是那。 不溶化粒子心的出現導致像集成物一樣的結構。 同樣地, 在中間-晶體-形狀和, 也許，在球粒之間的接口可能有機械性質上改變影響力。 一個強的在晶體-形狀之間的接口 (在粒子心和環(huán)境之間融化了/使區(qū)域結晶) 可以帶領到那高度地結晶[性]的 _-形狀被鎖在一 _-形狀基地那用每個的微寸級機械性質融化/結晶區(qū)域 _-形狀粒子心有一個強烈的正效果在句集級者, 也就是 SLS 部分的機械性質。 一個弱的在晶體-形狀之間的接口然而可以帶領在造成迅速的裂痕形成和傳播和如此次等的機械性質，像是低的 EaB 的相對弱的應力之下來自基地的心破裂,也就是脆性。
較進一步的工作可以在這些上的 SLS 加工的材料和不同的處理和其他的叁數精密效果以水晶出席的表格的深度描述把重心集中在。 調查方法在試樣中定量大量的粒子心會是有趣的。 物質的接口, 特別地在粒子心之間而且融化/結晶的區(qū)域, 也可能被調查。 分子重量對熔化黏性的效果和他們的效果通處理和機械性質還沒有在這一個報告中被討論以及會是一個有用的主題追求。這紙自從這也重要控制，機械性質然而進一步的工作的考慮過復現性也可以調查幾何學和精度議題。研究,像是現在的紙，在這些各種不同的大街的焦點能在使用現有的材料和設備的復現性中導致進步以及對發(fā)展新的材料和硬件將會是有用的。
承認
在 Loughborough 大學實行的工作被堅硬觀念和 3D立體系統(tǒng)支持了。
叁考
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