第四章_选择性激光烧结成型工艺概论.ppt

1 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点 2 3 选择性激光烧结工艺过程 4 高分子粉末烧结件的后处理 6 6 选择性激光烧结快速成型材料及设备 第四章 选择性激光烧结成型工艺 5 选择性激光烧结工艺参数 高分子粉末材料烧结件的后处理工艺主要有渗树脂和渗蜡两种。当原型件主要用于熔模铸造的消失型时，需要进行渗蜡处理。当原型件为了提高强硬性指标时，需要进行渗树脂处理。 以高分子粉末为基底的烧结件力学性能较差，作为原型件一般需对烧结件进行树脂增强。在树脂涂料中，环氧树脂的收缩率较小，可以较好地保持烧结原型件的尺寸精度，提高高分子粉末烧结件的适用范围。 第四节 高分子粉末烧结件的后处理 影响后处理的因素： a) 未经处理的PS原型件 b) 经过渗树脂后的PS原型件 图4-14 PS材料SLS原型处理前后的断面SEM照片 第四节 高分子粉末烧结件的后处理 从断面的SEM照片可以看出，未经处理的烧结件的微粒间除熔融粘连外，有大量的空隙存在；而经树脂处理后的烧结件，树脂填充了大量的空隙，烧结件的强度和抗冲能力都大大提高了。 （一）收缩精度的影响 （二）力学性能的影响 塑料硬度是表示抵抗其他较硬物体的压入性能，是材料软硬程度有条件性的定量反映。烧结后的材料表面有一定的硬度，浸渍后，烧结件的HD由51提高到73左右，硬度有了显著的改善。冲击性能对复合材料的宏观缺陷和微观结构上的差异十分敏感。经树脂处理后的烧结件的抗冲击性能得到了改善，抗冲性能约为未处理件的1.9~2.7倍，可以经受实际组装测试高速冲击状态下对断裂的抵抗能力。未经树脂处理的原烧结制件的最大压力为26.894MPa，经不同环氧树脂体系处理烧结制件的最大受压为47.207~67.137MPa。处理过后的抗压能力约为之前的1.8~2.5倍。经树脂处理后，烧结制件所能承受的拉伸荷载成倍地增加。烧结原型件的微粒间除熔融粘连外，亦有大量的空隙存在；而经树脂处理后的烧结件，树脂填充了大量的空隙，烧结件的抗冲能力提高。 1 选择性激光烧结工艺的基本原理和特点 2 3 选择性激光烧结工艺过程 4 高分子粉末烧结件的后处理 6 6 选择性激光烧结快速成型材料及设备 第四章 选择性激光烧结成型工艺 5 选择性激光烧结工艺参数 第五节 选择性激光烧结工艺参数 在选择性激光烧结的过程中，通过CO2激光器放出的热量使粉末材料加热熔化后一层层地叠加组成一个三维物体。激光束在计算机的控制下，通过扫描器以一定的速度和能量密度按分层面的二维数据扫描。激光束扫描之处，粉末烧结成一定厚度的实体片层，未扫描的地方仍保持松散的粉末状。根据物体截面层的厚度而升降工作台，铺粉滚筒再次将粉铺平后，开始新一层的扫描。然后激光束又照射这层被选定的区域使其牢固地粘结在前一层上。如此重复直到整个制件成型完毕。 影响SLS成型精度的因素很多，例如SLS设备精度误差、CAD模型切片误差、扫描方式、粉末颗粒、环境温度、激光功率、扫描速度、扫描间距、单层层厚等。 烧结工艺参数对精度和强度的影响是很大的。激光和烧结工艺参数，如激光功率、扫描速度和方向及间距、烧结温度、烧结时间以及层厚度等对层与层之间的粘接、烧结体的收缩变形、翘曲变形甚至开裂都会产生影响。 （1）激光功率 ? 激光功率的增加，尺寸误差向正方向增大 ? 激光功率增加时，强度也随着增大 ? 激光功率过大会加剧因熔固收缩而导致的制件翘曲变形 （2）扫描速度 ? 扫描速度增加，尺寸误差向负误差的方向减小 ? 扫描速度增加，烧结制件强度减小 因此应综合考虑上述影响而选择适宜的烧结激光功率 所以也应综合考虑上述影响而选择适宜的扫描速度 第五节 选择性激光烧结工艺参数 （3）烧结间距 ? 烧结间距增加，尺寸误差向负误差方向减小 ? 烧结间距增加，烧结制件强度减小 ? 烧结间距增加，成型效率提高 （4）单层层厚 ? 单层层厚增加，尺寸误差向负误差方向减小 ? 单层层厚增加，烧结制件强度减小 ? 单层厚度增加，成型效率提高 所以也应综合考虑上述影响而选择适宜的扫描间距 所以也应综合考虑上述影响而选择适宜的单层厚度 第五节 选择性激光烧结工艺参数 此外，预热是SL