选择性激光烧结尼龙复合材料研究进展

增材制造技术是当前最受关注的快速制造技术,而选择性激光烧结技术是当前最为成熟的增材制造技术的一种,在机械制造、汽车、牙科、骨组织修复等领域有着广泛的应用,而材料在其中起着至关重要的作用。尼龙材料是选择性激光烧结领域的热门材料,但是其自身存在一些缺陷,为了弥补缺陷,国内外学者对其展开了相关研究。对尼龙基与金属、无机非金属、高分子材料的复合材料的国内外研究进行综述,对复合材料的优势和缺陷进行总结,这将有助于研究人员了解选择性激光烧结应用在尼龙复合材料领域的国内外现状。

选择性激光烧结铝/尼龙复合粉末材料

制备了不同铝粉含量的尼龙12覆膜复合粉末,利用扫描电镜(SEM),能谱分析(EDX),差示扫描量热分析(DSC),热失重分析(TG)对粉末材料的形貌以及热性能进行了表征。对复合粉末进行激光烧结成形,并研究了不同铝粉含量对烧结件尺寸精度以及力学性能的影响。结果表明:尼龙与铝粉表面粘结良好,烧结过程中尼龙熔融,铝粉均匀分布在尼龙基体中;随着铝粉含量的增多,烧结件的弯曲强度和模量显著提高,冲击强度逐渐降低;铝粉质量分数为50 wt%时,烧结试样的弯曲强度和模量与纯尼龙烧结试样相比分别提高了62.1%和122.3%;铝粉含量的增多能够有效抑制尼龙基体的收缩,提高烧结件的精度。

聚苯乙烯粉末选择性激光烧结成型机理的研究

分析了聚苯乙烯粉末材料选择性激光烧结成型机理,并通过填充改性方法提高其成型性能。结果表明,添加无机填料可提高聚苯乙烯粉末材料烧结性能,而且,多种填料同时添加,效果更明显。

选择性激光烧结复合粉末法制造合金零件

通过混合Fe,Ni,C单质和粘接剂粉末配制了选择性激光烧结(SLS)用复合粉末,并利用间接SLS方法制备了复合粉末毛坯.经过脱脂、高温烧结和渗铜处理,制造了致密的渗铜Fe-Ni-C合金材料.对零件毛坯的成型与后处理工艺及合金的微观组织和机械性能进行了研究.结果表明:高温烧结中Ni和C能够通过固态扩散固溶到-γFe中,且合金元素分布均匀;合金经900℃固溶并在330℃等温处理1 h后,室温下由下贝氏体组织、沉淀析出的-αCu和Fe-Ni构成;合金材料的极限拉伸强度超过350 MPa,延伸率小于4%.

选择性激光烧结3D打印聚合物及其复合材料的研究进展

选择性激光烧结技术(SLS)是一种以粉末为原料的3D打印技术,而高分子材料因其良好的理化性能和可加工性能,是运用最早且最为广泛的一种SLS材料,但目前SLS加工聚合物仍存在可加工材料种类少、制品性能低等缺点。通过向聚合物引入无机功能性填料制备SLS聚合物复合材料,是改善SLS聚合物制品的性能和实现制品功能化最简单可行的方法。文中介绍了适用于SLS打印的聚合物复合粉末的制备方法,综述了该领域国内外研究现状,并讨论了SLS高分子材料在未来的发展方向。

固相剪切碾磨制备尼龙12/多壁碳纳米管复合粉体及选择性激光烧结3D打印

采用固相剪切碾磨(S^3M)技术并结合冷冻粉碎制备了适于选择性激光烧结(SLS)的尼龙12(PA12)/多壁碳纳米管(CNTs)复合粉体及相应的烧结制品。采用激光粒度分析仪、扫描电镜、透射电镜、动态力学分析、傅里叶变换红外光谱分析、差示扫描量热仪等对所得PA12/CNTs复合粉体和相应SLS制品的结构与性能进行了表征。结果表明,固相剪切碾磨-冷冻粉碎制备的复合粉体颗粒以椭球形为主,平均粒径75μm,SLS加工窗口为10℃左右,满足SLS对被烧结材料的性能要求,通过加入质量分数为0.1%的流动助剂纳米SiO_2能进一步改善复合粉体的SLS加工性能。磨盘碾磨通过其强大的三维剪切力场实现了CNTs的切割及在PA12基体中的良好分散以及CNTs与PA12大分子链的接枝,显著改善了二者之间的界面相容性。此外,通过优化SLS加工参数,成功制备了表面平整、结构复杂、性能良好的PA12/CNTs烧结制品。所得PA12/CNTs烧结样品具有优良的力学性能,拉伸强度达到44.2 MPa,缺口冲击强度达到8.12 k J/m^2。

选择性激光烧结用尼龙12覆膜Cu粉的制备

提出了溶剂沉淀法制备选择性激光烧结(SLS)用尼龙12覆膜Cu粉复合粉末材料,利用扫描电镜(SEM)观察了复合粉末材料的微观形貌,通过差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)对复合粉末材料的熔融、结晶行为,烧结温度窗口及热稳定性进行了研究,并测试了其烧结件的力学性能。结果表明,复合粉末材料的熔点、结晶速度及热稳定性较纯尼龙粉末有所提高,烧结温度窗口变宽,因而烧结性能优于纯尼龙粉。复合粉末材料烧结件的弯曲强度、弯曲模量、硬度均高于纯尼龙粉的烧结件。

复合尼龙粉末激光烧结快速成型技术进展

系统地论述了复合尼龙(PA)粉末激光烧结快速成型技术的国内外发展概况,介绍了美国产复合PA粉末的常用牌号,总结了目前该领域中所取得的成果及存在问题,并对复合PA粉末激光烧结快速成型技术的发展进行了展望。

松木粉/聚醚砜树脂复合材料的制备及选择性激光烧结试验

以松木粉、聚醚砜树脂为材料,用SHR-10A型高速混合机制备松木粉/聚醚砜树脂复合粉末;用HRPS-ⅢA型激光粉末烧结快速成型机,遴选出复合粉末可用于选择性激光烧结工艺参数及适宜的预热温度,烧结成型。测量了不同松木粉质量比对复合粉末力学性能的影响,观察并测量了输入不同的能量密度时,烧结试件的成型效果和力学性能。结果表明:随着松木粉质量比的增加,木塑复合材料的力学性能降低。对于松木粉质量比为20%的木塑复合粉末,当输入的能量密度为0.128 J/mm3时,复合粉末即可成型;当输入的能量密度为0.312J/mm3时,木塑复合材料的拉伸强度达到4.846 5 MPa,弯曲强度为8.215 2 MPa,冲击强度为1.257 4 MPa,此时力学性能最强;若输入的能量密度大于0.312 J/mm3时,出现过烧现象,力学性能下降。采用扫描电镜对烧结件断面的形貌进行了表征。

复合尼龙粉末改性及激光烧结成形工艺试验研究

针对目前还不能用传统尼龙粉末材料直接烧结功能件的现状,采用溶剂沉析法合成低熔点聚酰胺粉末作为复合尼龙粉末基材,对基料添加各种无机填料进行物理共混改性。采用正交设计方法和SEM分析方法,以烧结密度和成形件综合力学性能为指标对复合尼龙粉进行烧结工艺优化试验。结果表明,通过物理共混改性能够制备出适合于选择性激光烧结用的高性能复合尼龙粉末,同时,能够大大减小复合尼龙的收缩和翘曲变形。

尼龙/Cu复合粉末选择性激光烧结成形

基于烧结机理分析了激光热作用下尼龙对铜颗粒表面的润湿与粘结行为,通过对SLS烧结件的力学性能测试,探讨了材料不同配比对SLS成形件强度的影响,以及不同工艺参数对成形质量的影响.结果表明:预热温度为165℃,单层厚度0.15 mm,激光功率15 W,扫描速度2000 mm/s时制件的成形性能比较理想,且拉伸强度和抗弯强度分别可达34.76 MPa和51.75 MPa.

选择性激光烧结用复合尼龙粉的制备与性能

采用溶剂沉析法制备了低熔点复合尼龙12基料,对其改性处理后获得适合于选择性激光烧结用的复合尼龙粉末。通过正交实验的方法对复合尼龙粉末的烧结工艺进行研究,得到优化的烧结工艺参数,探讨了烧结工艺参数对成型件烧结成型性能的影响,对复合尼龙粉及其烧结成型件进行了SEM分析,发现尼龙12烧结件的烧结精度和力学性能都得到了很大的改善。

尼龙12/铜复合粉末材料及其选择性激光烧结成形

通过溶剂沉淀法制备了尼龙12覆膜铜复合粉末材料,并制备了机械混合尼龙12/铜复合粉末材料。通过扫描电子显微镜(SEM)对两种粉末材料的微观形貌进行了观察,对两种粉末的选择性激光烧结(SLS)成形件的强度及翘曲变形行为进行了对比研究。结果表明:尼龙12覆膜铜复合粉末材料中尼龙12包覆均匀,无裸露Cu粉存在,而机械混合尼龙12/铜复合粉末材料中尼龙12颗粒是零散地非均匀性分散在Cu粉颗粒中。在尼龙12含量及烧结工艺参数相同的条件下,尼龙12覆膜铜复合粉末SLS成形件的拉伸强度及弯曲强度是机械混合尼龙12/铜复合粉末SLS成形件的两倍以上,翘曲变形也明显小于机械混合尼龙12/铜复合粉的SLS成形件。

PS/ABS复合粉末选择性激光烧结工艺参数的实验研究

针对选择性激光烧结件力学性能和尺寸精度差的问题,通过机械混合法制备了聚苯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(PS/ABS)的复合粉末。在预热温度85℃、8层网格支撑等条件下,采用单因素实验法研究激光功率、扫描速度、扫描间距和单层厚度对烧结件强度和相对误差的变化规律,并用正交试验对工艺参数进行优化。结果表明,烧结件的弯曲强度随着激光功率的增加而提高,随扫描速度、扫描间距和单层厚度的增加而降低。Z向尺寸相对误差随着激光功率的增加而增大,随着扫描速度、扫描间距和单层厚度的增加而减小;由极差分析可知,激光功率对PS/ABS烧结件弯曲强度和Z向尺寸相对误差的影响最大;最优的工艺参数组合为:激光功率30 W、扫描速度1 200 mm/s、扫描间距0.32 mm和单层厚度0.26 mm,此时烧结件的弯曲强度为7.85 MPa,Z向尺寸相对误差为1.30%。

选择性激光烧结后处理工艺技术研究现状

针对选择性激光烧结(SLS)在无压以及无支撑条件下对材料进行激光加热烧结获得成型件的致密性较低、强度较差的问题,采用后处理工艺可以提高成型件的各项性能。根据不同原材料烧结机理的不同,介绍SLS原材料及其成型方法,分别论述金属粉末、高分子粉末、陶瓷粉末以及复合粉末烧结成型件的后处理工艺研究现状和方法以及成型件经后处理后的性能变化。重点研究SLS新型原材料木塑复合材料和它的后处理工艺,研究表明通过后处理不仅提高制件力学性能和表面质量,其渗蜡件还可以作为精密铸造消失模。

尼龙纳米复合材料的选区激光烧结成型技术研究进展

系统地论述了选区激光烧结原理及尼龙纳米复合材料选区激光烧结的国内外发展概况,总结了目前该领域中所取得的成果,指出了实现选区激光烧结制备尼龙纳米复合零件,不仅要解决其成型收缩,还必需解决无机纳米粒子的分散问题。并展望了尼龙纳米复合材料选区激光烧结快速成型技术的发展前景。

选择性激光烧结尼龙制件翘曲研究

通过大量的复合尼龙粉末烧结实验,研究不同工艺参数如激光功率、铺粉厚度、预热温度对制件翘曲程度的影响,并采用翘曲高度法、弦长与实长的差异法来表征翘曲程度,根据实验数据绘出了尼龙制件翘曲程度随各工艺参数的变化曲线,总结出了制件翘曲程度随各工艺参数变化的趋势。

基于选择性激光烧结C-Al_2O_3复合粉体微观形貌和成型机理的研究

用正交试验设计来安排试验,对高温烧结前后样品的宏观和微观结构进行表征。结果表明,样品的结构特征与激光烧结工艺参数密切相关,并且激光烧结样品的致密度、升温和降温速率、保温时间以及烧结助剂的选择,对最终样品的致密度和力学性能的提高有着重大影响。同时分析了选择性激光烧结的机理,发现激光束与粉末的作用是一个动态瞬间的熔化-凝固的平衡过程。

工艺参数对选择性激光烧结PS/SBS/纳米CaCO_(3)制件弯曲强度影响

针对聚苯乙烯(PS)粉末选择性激光烧结(SLS)成型件强度较低的问题,采用机械混合法制备了PS/苯乙烯–丁二烯–苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/纳米CaCO_(3)复合粉末,通过单因素实验分析了SLS工艺参数对成型件弯曲强度的影响,并通过正交试验和极差分析获得了最优工艺参数组合。实验结果表明,烧结件的弯曲强度随着激光功率的增大而升高,随着扫描速度、扫描间距和分层厚度的增大而降低;激光功率对PS/SBS/纳米CaCO_(3)复合粉末烧结件弯曲强度的影响最大,分层厚度对弯曲强度的影响最小,扫描速度和扫描间距的影响介于两者之间;最佳工艺参数组合为:激光功率27 W,扫描速度1300 mm/s,扫描间距0.24 mm,单层厚度0.22 mm。在此工艺参数组合下PS/SBS/纳米CaCO_(3)复合粉末烧结件的弯曲强度为13.38 MPa;改性纳米CaCO_(3)与PS和SBS的相容性较好,能有效起到增强的作用。

快速成型技术在生物赝复体制造中的应用

介绍了快速成型技术的原理及其在生物赝复体制作中的应用.比较了几种常用的快速成型方法的特点,提出采用选择性激光烧结快速制造赝复体的方法.在人造五官医学假体特别是整容术赝复体的设计及制造方面,具有良好的应用前景,并采用选择性激光烧结复合蜡粉制作出赝复体原型蜡模.