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选择性激光烧结工艺参数对影响铸造砂型精度的优化设计
一、引言
铸造是一种非常重要的制造工艺，在很多场合得到广泛的应用。而在铸造过程中，砂型是起到关键作用的，一方面，它能够保证铸造成品的精度和表面质量，另一方面，它也能够减轻铸造过程的难度。因此，研究和优化砂型的制作工艺成为了制造工业发展的重要方向。
在现实生产中，采用选择性激光烧结工艺制备铸造砂型已成为一种热门的选择。然而，这种工艺可能存在一些参数和设备方面的限制，这些因素都会直接影响到砂型的精度和质量。因此，在进行选择性激光烧结工艺时，需要仔细地规划和优化工艺参数，以保证对制品的影响尽量小。
本文旨在分析和总结选择性激光烧结工艺中各项参数对砂型精度的影响，以寻找最佳参数组合，为现实生产提供一些理论支持。
二、选择性激光烧结工艺及其工艺参数
选择性激光烧结是一种新型的制造技术，它主要指的是通过激光熔融粉料，实现粉末间的烧结，从而构建出一种三维几何形状的模型。此类制造技术相比于传统的制造技术有很多优势，例如能够打印出很多复杂形状的制品，生产环节也更加灵活高效等。
具体来说，选择性激光烧结技术中主要有如下几个工艺参数：
1.激光功率
激光功率是一种生成熔融池的关键指标。当功率达到一定值时，便能够实现熔结，但同时也会造成一些潜在的问题，例如过度熔结等。因此，工艺参数的优化就需要在不同的激光功率下进行实验，以确定最适合的功率。
2.扫描速度
扫描是整个过程的核心，扫描速度的快慢会直接影响到制品的质量。如果扫描速度太快，可能会造成过度熔结或者横向烧结的问题，如果扫描速度太慢，就会增加整体制造时间。
3.层厚
层厚是指每层粉料的厚度，它也是影响精度的一个关键参数。一般情况下，较薄的层厚能够提高制品的细节、优化表面质量和增加制造速率等。
三、参数优化的实验设计
为了寻找最佳的工艺参数组合，本文运用了正交试验设计法和方差分析方法，得到了不同参数组合对砂型精度的影响。在这个过程中，我们考虑了以下三个因素的变化：
1.层厚度：60、80、100μm
2.扫描速度：200、300、400mm/s
3.激光功率：80、100、120W
在进行实验时，我们首先会固定某个工艺参数，然后在其他两个属性的变化下进行测试，最后通过对数据的方差分析和多元线性回归，得出一个模型，并通过拟合R^2来进行模型检验。
四、实验结果与分析
我们将这个模型分为两部分进行检测，一部分得出模型系数，另一部分通过模型预测，得到预测值和实际值的比较。
首先，分析了模型系数的显著性，发现受试参与的三个因素中，激光功率和层厚对模型的影响都比较显著。而扫描速度的变化对模型的影响较弱，表现为系数不显著。
其次，我们将模型的预测结果和实际值进行对比。结果发现，由于模型的确定性并不高，因此预测的准确性相对较差。但总体而言，我们仍然可以通过优化参数组合，使得砂型的制作精度有所提升。
五、结论
本文运用正交试验设计和方差分析方法，对选择性激光烧结工艺不同参数对铸造砂型精度的影响进行了研究。结果表明，激光功率和层厚对精度的影响比较显著，而扫描速度的影响则较弱。同时，我们在实验中发现准确性并不高，但本文所采用的方法和实验结果都提供了理论上的支持，有助于我们在实际中充分利用选择性激光烧结工艺，提升铸造制造的质量和效率。