烧结颈分布对3D打印覆膜Al2O3零件强度的影响

从烧结颈的尺寸及分布入手,研究覆膜Al2O3粉末的粒径分布对零件强度的影响。使用UV激光对覆膜粉末进行原位加热,在影像测量仪下测量并获得烧结颈束腰直径与颗粒直径之间的关系。建立颗粒堆积模型,将烧结颈分布与颗粒配位点对应,计算得出某一截面上被断开的烧结颈的投影面积比例。结果表明:对于2%(质量分数)树脂含量的覆膜Al2O3粉末,随着颗粒直径从75μm增长至375μm,烧结颈的束腰直径从40μm增长至100μm。而堆积模拟结果显示,随着颗粒直径从75~107μm区间增加至300~375μm区间,烧结颈的投影面积比例从0.2557降低至0.0823,与实验测量的覆膜Al2O3粉末的抗拉强度的趋势一致。将70/100,100/140目的颗粒按照质量比0∶10,1∶9,2∶8,3∶7,4∶6,5∶5,6∶4,7∶3,8∶2,9∶1,10∶0混合后计算,发现投影面积比例从0.1772降低至0.1264,孔隙率从0.4511升高至0.4633。综合考虑抗拉强度及透气性,得出优化结果为两者比例为7∶3时,投影面积比为0.1481,堆积孔隙率为0.4596。