红外激光烧结模拟与测量：瞬态温度场研究

"红外激光烧结瞬态温度场的模拟和测量 (2011年)" 这篇论文探讨了红外激光烧结快速成型过程中瞬态温度场对成型质量的影响。作者使用了有限元方法，并借助ANSYS软件对CO2红外激光与Al2O3覆膜陶瓷粉末之间的瞬态温度场进行了三维数值模拟。这一过程充分考虑了热物性参数的变化以及材料在固态和液态间的转换。同时，他们利用高速CCD成像测温系统对烧结过程中的温度进行实时测量，实现了瞬态温度场的三维重建。 在实验中，数值模拟和实际测量的结果显示出良好的一致性。研究发现，Al2O3覆膜陶瓷粉末的烧结温度显著低于Al2O3的熔点（1500℃）。当激光光束在观测点附近反复折返时，观察到了有利于提高成型质量的二次峰值温度。这一现象与Al2O3覆膜陶瓷粉末的实际烧结机制相吻合。 激光烧结是一种增材制造技术，其中红外激光被用来熔化并结合粉末材料，逐层构建物体。在这一过程中，温度场的控制至关重要，因为它直接影响到材料的熔化、凝固以及最终产品的微观结构和性能。通过精确的温度场模拟和测量，可以优化烧结工艺，减少缺陷，提高产品的精度和可靠性。 文章还指出，采用高速CCD成像测温系统能实时监测烧结过程中的温度变化，为理解和改进烧结工艺提供了重要数据支持。此外，这种三维温度场的重建对于理解复杂的热量传递过程和激光与材料相互作用的物理机制具有重要意义。 总结起来，这篇论文的研究工作不仅深化了我们对红外激光烧结过程中瞬态温度场的理解，也为优化快速成型工艺提供了理论基础和实用工具。其研究成果对材料科学、工程技术和工业生产等领域具有重要的参考价值。