选择性激光烧结技术是快速成型方法中比较成熟的一种,由于其成型材料范围广、不需要夹具和模具等优点而受到国内外越来越多的关注。在选择性激光烧结制造零件过程中,温度是决定成型精度的关键因素。而成形过程中复杂多变的温度场是会引起零件发生变形,无法满足使用要求。本课题的目的是通过对选择性激光烧结覆膜金属粉末过程的温度场进行模拟,选择合适的激光烧结工艺参数,制备出较高精度的成型金属零件。主要研究内容如下:以覆膜不锈钢粉末为成型材料,研究了覆膜金属粉末的选择性激光烧结机理;分析了覆膜不锈钢材料在激光点照射和点扫描条件下,不同工艺参数(包括激光功率、扫描速度、预热温度、铺粉厚度)对其成型精度的影响。根据选择性激光烧结过程中的热传导的方式和温度场有限元分析的理论研究基础,建立了选择性烧结温度场有限元分析模型,提取出通用的有限元物理建模信息,并设计了有限元热分析作业物理模型;采用有限差分法对时间域进行离散,利用Galerkin加权余量法完成了温度场有限元计算公式的推导;并给出了计算的程序流程。采用BP神经网络算法对覆膜金属粉末的热物性参数进行预报,并利用得到的热物性参数参与有限元计算;分析了不同工艺参数对覆膜不锈钢材料热固结过程温度场及热固结影响区大小的影响;在激光烧结成型过程的三维温度场的仿真计算的基础上,研究了各工艺因素对成型的影响及其各工艺因素之间的相互关系;通过实验验证和数值模拟分析,模拟结果和试验结果吻合较好;利用得到的覆膜不锈钢粉末选择性激光烧结的合理工艺参数范围和最佳工艺参数(激光功率23 W,预热温度75℃,扫描速度1300 mm/s,铺粉厚度0.15mm),成功制备了覆膜金属零件样件。最后结合本文的工作,展望了温度场有限元分析在选择性激光烧结成型加工中进一步应用的思路和方法。