选区激光烧结PS/PMMA成形工艺优化与性能研究

为改善聚苯乙烯(PS)粉选区激光烧结出来的制件强度与精度低的问题，通过添加聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粉末制备PS/PMMA复合粉。以制件尺寸精度、抗拉强度为指标，选取分层层厚、扫描速度、激光功率、扫描间距进行正交试验，采用极差分析法进行成形工艺优化与性能研究。结果表明，选区激光烧结PS/PMMA复合粉末烧结件尺寸精度的最优工艺参数组合为预热温度101℃、扫描速度4 m/s、激光功率20 W、扫描间距0.25 mm、分层厚度0.24 mm。该工艺参数组合下PS/PMMA复合粉末烧结的X、Y、Z三向尺寸精度分别可达到0.004、0.033、0.020。经力学性能分析，选区激光烧结PS/PMMA较激光选区烧结PS的抗拉强度提高2.4%。     

SiC纳米陶瓷粉末的激光烧结初探

在纳米材料的成型领域引入选择性激光烧结 ,进行了SiC纳米粉末材料的激光烧结实验 ,采用x射线衍射、SEM等手段对烧结制件的物相、微观组织等进行了分析。在此基础上 ,系统研究了各烧结参数对成型工艺的影响 ,提出了针对烧结不良现象的工艺措施 ,为纳米粉末陶瓷材料的自由成型提供了依据。研究表明 ,采用合理的工艺参数 ,通过选择性激光烧结可以实现SiC纳米陶瓷材料的自由成型 ,烧结制件材料晶粒有所长大 ,但仍保持纳米结构。成型过程中 ,部分粉末材料分解 ,分解产物也保持纳米结构。     

纳米Al2O3激光烧结快速成型试验初探

将快速成型技术引入纳米材料成型领域,在Al2O3纳米粉末的选择性激光烧结试验基础上,系统分析了纳米陶瓷材料激光烧结工艺的影响因素,初选了烧结参数,得到了较为合理的纳米Al2O3粉末激光烧结工艺。通过多层烧结试验对其进行了验证,对烧结制件进行了成分、微观组织等检测分析。试验表明,采用得到的选择性激光烧结工艺,可以实现纳米Al2O3的自由成型,烧结制件内部组织保持纳米结构,材料晶粒尺寸基本不长大。     

选区激光烧结聚丙烯成型制件及增强的研究

选区激光烧结是3D打印技术的重要分支。选用适合的工艺参数进行激光烧结聚丙烯粉末成型, 但粉末颗粒之间粘接不够充分, 制件内部孔隙较多、强度较低, 必须改善。选用适合工艺参数实现激光烧结聚丙烯粉末成型并进行增强, 综合考虑增强渗透效果和对制件冲击强度性能的影响, 按照配比配制适合聚丙烯SLS制件的增强后处理剂, 其渗透性好, 并提高了制件的性能。实验结果表明, 增强SLS聚丙烯制件的拉伸强度为7 MPa, 拉伸强度比7.8。研究为SLS应用提供了一定基础。     

灰色关联分析选区激光烧结成型研究

选区激光烧结(SLS)是重要的3D技术之一。烧结高分子材料成型过程中,材料的不均匀收缩导致制件翘曲变形及尺寸减小。而在烧结过程中工艺参数起着主要影响作用。激光烧结聚丙烯(PP)复合粉末成型过程中,采用各工艺参数不同水平组合烧结成型制件;用灰色关联分析法(GRA)研究工艺参数对成型精度的影响。结果表明,对于翘曲量及尺寸精度最重要的影响因子为扫描速度。综合工艺参数对翘曲量和尺寸误差的影响,得到激光烧结PP制件的优化工艺参数:扫描速度为1.9 m/s,激光功率为16.5 W,铺粉厚度为0.15 mm,扫描间距为0.12 mm。     

激光烧结陶瓷粉末成型零件的机理分析和实验研究

激光烧结陶瓷粉末快速成型三维零件的过程包括激光烧结和二次烧结后的处理两个步骤,本文研究了陶瓷粉末激光烧结和二次烧结后处理的机理,对激光烧结的主要参数如激光功率和扫描速度进行了优化。通过成型实验研究获得了激光烧结成型的陶瓷零件。     

微细金属粉末材料的激光快速微成型

快速成型技术 (RP)是一种基于离散 /堆积成型原理的新型数字化成型技术。采用激光熔化金属粉末材料直接制造金属零件是RP技术向RM (RapidManufacturing)发展的必然趋势 ,也是世界各国研究开发的热点。而利用微纳粉末金属材料进行微成型目前尚处于探索阶段。本文采用自行设计的激光精细烧结装置对粗、细粉末金属材料进行了对比烧结成形试验 ,分析了影响激光烧结微细金属粉末微成型的各种参数。结果表明 ,烧结金属细粉所需的功率远低于烧结粗粉所需的功率 ,成形精度好。通过对参数的优化 ,找到了最佳的成形工艺 ,成功制作出壁厚只有 10 0 μm左右的微小金属件     

微细金属粉末材料的激光快速微成型

快速成型技术(RP)是一种基于离散 /堆积成型原理的新型数字化成型技术.采用激光熔化金属粉末材料直接制造金属零件是RP技术向RM(Rapid Manufacturing)发展的必然趋势,也是世界各国研究开发的热点.而利用微纳粉末金属材料进行微成型目前尚处于探索阶段.本文采用自行设计的激光精细烧结装置对粗、细粉末金属材料进行了对比烧结成形试验,分析了影响激光烧结微细金属粉末微成型的各种参数.结果表明,烧结金属细粉所需的功率远低于烧结粗粉所需的功率,成形精度好.通过对参数的优化,找到了最佳的成形工艺,成功制作出壁厚只有100 μm左右的微小金属件.     

激光能量密度对尼龙12/HDPE制品尺寸的影响

为了研究激光能量密度对尼龙12/高密度聚乙烯(HDPE)制品尺寸的影响,基于选择性激光烧结快速成型技术,利用CO2激光对尼龙12/HDPE粉体材料进行了激光烧结成型试验,并用扫描电镜分析了烧结层中尼龙12/HDPE的显微组织。结果表明,随着激光功率/扫描速率(P/v)的增加,烧结件的翘曲量逐渐增大;较佳的成型激光能量密度为P/v=0.8%,此时的翘曲量约为0.4mm。该结果对复合尼龙粉末的激光烧结的研究是有帮助的。     

SiC纳米陶瓷粉末激光烧结成形试验研究

基于选择性激光烧结快速成型技术,利用CO2激光对纳米SiC粉体材料进行了激光烧结成型的试验.用X射线衍射、扫描电镜等分析了烧结层中纳米SiC的显微组织,同时对激光烧结过程及工艺参数的影响进行了探讨.研究结果表明,采用选择性激光烧结工艺参数,可以实现SiC陶瓷块体的烧结成型,烧结件内部组织保持纳米结构,材料晶粒尺寸基本不长大.烧结过程中SiC有分解反应,产生纳米Si和C.     

选区激光烧结聚苯乙烯粉的基础实验研究

为了探寻选区激光烧结工艺参量对聚苯乙烯粉烧结质量影响的规律,并通过工艺参量的优化来提高其烧结精度与强度,采用对聚苯乙烯粉进行热重/差示扫描量热法实验分析、利用SLS300快速成型机对聚苯乙烯粉烧结等方法,进行了理论分析和实验验证,发现烧结温度在150℃～260℃之间时,试样烧结尺寸精度较高。结果表明,聚苯乙烯粉烧结件的x向和y向尺寸精度受工艺参量影响较小,而z向尺寸精度受工艺参量影响较大;弯曲强度表现为随激光功率、扫描间隔、分层厚度的增大而减小的变化趋势。这对于工艺参量优化选择来提高聚苯乙烯粉的烧结质量提供了实验依据。     

糖基材料选择性激光烧结实验研究

为了开发应用于食品、医药及生物工程的新型选择性激光烧结快速成型材料,采用热重/差示扫描热法对蔗糖进行了热重-差热分析;利用SLS300快速成型机对蔗糖粉末以及淀粉-蔗糖混合粉末进行烧结实验分析,并评价了烧结质量。结果表明,蔗糖的最终升温温度在187℃~220℃时能保证良好的成型质量,利用淀粉对蔗糖改性后的混合材料烧结成型质量优于单一蔗糖粉的烧结,其尺寸精度为2.1%,最大弯曲强度为0.5620MPa,满足一般食品强度要求,这对于3-D打印技术在食品领域应用具有一定意义。     

选择性激光烧结/冷等静压复合制造高密度Al2O3异形陶瓷件的研究

为了获得高密度复杂形状氧化铝陶瓷件,提出采用覆膜和混合相结合的方式制备出含有机粘接剂w(PVA)=1.5%和w(ER06)=8.0%的Al2O3复合粉体,对复合粉体进行选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)/冷等静压(cold isostatic pressing,CIP)成形、再经脱脂、高温烧结获得最终陶瓷零部件的制造方法。研究了激光烧结的4个工艺参数,得出在激光功率为21 W、扫描速度为1 600 mm/s、扫描间距为100μm、单层层厚为150μm时,获得的SLS陶瓷坯体密度和强度较好,较高强度的SLS坯体有利于后续其它工艺的进行。研究了具有随形包套的SLS陶瓷件的CIP工艺,得出随着压力的增大,陶瓷坯体的孔隙得到更大程度的消除,粉体颗粒重排压实,密度和强度显著提高,而当CIP压力大于200 MPa时,致密化速率减小。基于环氧树脂粘接剂的热重(TG)曲线分析,对SLS/CIP试样进行合理的脱脂、高温烧结处理,所得Al2O3陶瓷件相对密度大于92.26%。为制造高性能复杂形状的陶瓷件提供了一种新的方法,并拓展了SLS技术的应用范围。     

激光直接快速成形金属零件的机理分析

以Cu粉和Sn粉的混合粉末为对象分析双组元金属粉末的激光烧结成形机理,分析了材料特性和工艺参数对成形机理的影响,设计了双组元金属粉末的烧结机理实验,并对实验结果进行了分析。     

选择性激光烧结制件冷等静压工艺及模拟

为了提高选择性激光烧结制件的相对密度,使用冷等静压进行致密化。在Drucker-Prager-cap模型的基础上对选择性激光烧结制件的冷等静压过程进行数值模拟,并对模拟结果进行了理论分析和实验验证。结果表明,通过冷等静压工艺可使选择性激光烧结制件的相对密度明显提高,制件收缩比较均匀,典型尺寸的实验结果与目标尺寸的误差在0.41mm以内,模拟结果与实验比较符合。对选择性激光烧结制件进行冷等静压处理,拓展了粉末激光快速成形技术的应用领域,为其应用于工程实际奠定了技术和实验基础。     

铜基金属粉末选区激光烧结的工艺研究

优化工艺参数（激光功率275～1125W，扫描速率0．04～0．06m／s，扫描间距0．15～0．30mm），对多组份铜基金属粉末（组份包括纯Cu，预合金CuSn和预合金CuP）进行了选区激光烧结（SLS）实验，其成形机制为粉末部分熔化状态下的液相烧结机制。在保证适宜的成形机制的前提下，研究了激光功率、扫描速率、扫描间距、铺粉厚度等工艺参数对烧结组织及性能的影响。结果表明，适当增加激光功率或减小扫描速率能改善烧结致密度及组织连续性。减小扫描间距致使烧结线从断续分布连续转变为较为平整的结合状态，组织致密性及均匀性显著提高。减小铺粉厚度有利于改善层问结合性；但最小铺粉厚度需适当选择，否则会因凝固收缩效应及铺粉不均匀性而降低烧结致密度。     

CO2激光选区烧结铁粉制造微型金属零件的研究

使用激光进行微成形的方法有多种 ,本文介绍了通过激光选区烧结技术 (SLS)来进行激光微成形的试验。通过大量的工艺试验和对激光选区烧结微成形过程中影响因素的系统分析 ,探讨了激光选区烧结微成形的工艺参数对激光扫描金属粉末的烧结线宽和烧结深度的影响 ,并最终成形了米粒大小的金属实体。     

选区激光烧结单组份金属粉末试验研究

选区激光烧结由于可以不受材料的限制,可以快速烧结出任意复杂的三维实体,被认为是最具发展前景的快速制造技术.用激光直接烧结金属粉末成形已成为目前研究的重点.本文用YAG激光对铝粉、铁粉、铅粉进行了对比烧结试验,同样条件下,不同的金属粉末激光烧结的结果不同,铝粉烧结球化现象严重,铅粉烧结伴有飞溅严重,铁粉烧结随着扫描速度的增加,烧结由连续金属线逐渐成为断续的以至球形金属颗粒.最后分析了激光烧结球化的机理.     

金属粉末激光气化去除与烧结成形初探

激光选区烧结成形(SLS)技术是自下而上通过添加材料来成形的加成技术,它是不同于传统的自上而下的材料去除方式的机械加工方法.然而目前还没有一种将材料去除与加成相结合的激光加工成形技术.在研究激光与粉末材料相互作用时观察到粉末材料被气化的同时,激光光束周围的粉末被烧结的现象,利用这一现象探讨了激光气化烧结成形(LVS)的新方法,它既利用激光将粉末材料气化去除,同时又利用激光将粉末烧结加成在一起,形成所需的形状.该技术在制备、成形微型薄壁件时有独特的优势,薄壁的厚度由数个粉末颗粒组成,有望在激光烧结粉末微成形领域得到广泛应用.     

Bi2O3过量对熔盐法制备Bi4Ti3O12粉体的影响

以NaCl-KCl熔盐法制备了各向异性的Bi4Ti3O12粉体,研究了w(Bi2O3过量)对粉体的影响,优化了制备Bi4Ti3O12粉体的工艺参数。结果表明:w(Bi2O3过量)为7.5%,1100℃烧结2h所得到的Bi4Ti3O12粉体微观形貌最佳,并探讨了Bi4Ti3O12粉体在熔盐中的生长机理。