激光融化PMMA：三维温度场模拟与参数影响分析

"本文主要探讨了激光融化成型过程中聚合物PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)的温度变化情况。通过建立基于热传递和能量守恒原理的CO2激光扫描辐照PMMA的有限元分析模型，研究人员进行了低功率CO2激光扫描下PMMA试样的三维瞬态温度场模拟。他们分析了激光功率、扫描时间、扫描速度和光斑直径等关键参数对温度场的影响，并深入研究了这些参数与试样温度变化之间的关系。模拟结果显示，最高温度和最低温度分别呈现出波浪式和近似线性的增长模式，随着扫描时间增加，两者之间的温度差扩大。通过选择适当的激光参数，可以将试样基体保持在软化或熔化温度范围内。该模拟结果与实际的激光融化成型实验相符，为聚合物激光融化机制及成型工艺的研究提供了理论依据。" 在激光技术领域，CO2激光由于其高效和精确的特性，常被用于材料加工，如PMMA的融化成型。本文中提到的扫描辐照技术是激光加工的一种常见方法，通过改变激光功率、扫描时间和速度，可以精确控制材料的加热和融化过程。光斑直径也是影响加热效果的重要因素，它决定了激光能量在材料表面的分布。 PMMA是一种常用的透明塑料，其在激光融化成型中温度的变化直接影响到材料的形态和性能。通过数值模拟，研究者可以预估和控制这一过程，避免过度融化导致的材料损伤或者不充分融化引起的结构缺陷。这种模拟方法为优化激光参数和提高成型效率提供了科学手段。 此外，激光参数与温度变化的内在关系研究对于理解激光与材料相互作用的物理机制至关重要。通过调整这些参数，可以控制材料的软化或熔化状态，从而实现理想的成形效果。这在聚合物激光加工中具有广泛的实用价值，尤其是在定制化和复杂结构的制造中。 这项研究为激光融化成型工艺的优化提供了理论基础，对于推动聚合物加工技术的发展以及在工业生产中的应用具有重要意义。通过结合实验和模拟，可以进一步提升激光加工的精度和效率，促进新材料和新技术的研发。