理论教育 SLS成型技术及应用原材料详解

SLS成型技术及应用原材料详解

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,SLS技术用的原材料一般为粉末,可选用的粉末有金属粉、塑料粉、陶瓷粉等,可分别制造出相应材料的产品原型或零件。SLS技术用金属粉末大致有三种:单一金属粉末、金属粉加有机物粉末、金属混合粉等。(二)塑料粉末烧结技术SLS技术采用直接激光烧结一次成型,烧结好的产品制件无需进行后续处理。

SLS成型技术及应用原材料详解

目前,SLS技术用的原材料一般为粉末,可选用的粉末有金属粉、塑料粉、陶瓷粉等,可分别制造出相应材料的产品原型或零件。

(一)金属粉末烧结技术

若材料为金属粉末,则可直接烧结成金属原型零件,但是金属粉末烧结的零件在强度和精度上都很难达到所需的外观。SLS技术用金属粉末大致有三种:单一金属粉末、金属粉加有机物粉末、金属混合粉等。以下简单介绍三种金属粉末的烧结技术。

1.单一金属粉末的烧结技术 先将粉末预热到一定温度,再用激光束扫描与烧结,然后将烧结好的产品制件经热等静压处理,从而使最后零件的相对密度达到99.9%。

2.金属粉末与有机粘结剂粉末的混合体的烧结技术 首先将金属粉末与有机粘结剂粉末按一定比例均匀混合;再使用激光束对其进行扫描,使有机粘结剂熔化并与金属粉末粘结在一起,如铜粉和PMMA(有机玻璃)粉的混合体;然后将烧结好的产品制件经高温等后续处理,去除产品制件中的有机粘结剂,从而提高制件的力学强度和耐热等物理性能,并增加成品制件内部组织的均匀性。

3.金属混合粉末的烧结技术 金属混合粉末主要是两种金属的混合粉末。两种金属粉末的熔点应该不相同,如青铜粉和镍粉的混合粉。其烧结工艺是首先将金属混合粉末预热到某一温度,然后用激光束进行扫描,此时低熔点的金属粉末(如青铜粉)被熔化,并与难熔的镍粉粘结在一起,然后再将烧结好的产品经液相烧结等后处理工序,从而使成品的相对密度可达到82%。

(二)塑料粉末烧结技术(www.daowen.com)

SLS技术采用直接激光烧结一次成型,烧结好的产品制件无需进行后续处理。其工艺过程是将塑料粉末预热至稍低于其熔点,再采用激光束加热粉末,使其达到烧结温度,进而将粉末材料烧结在一起得到成品制件。

(三)陶瓷粉末烧结技术

SLS技术烧结用陶瓷材料需在粉末中加入粘结剂。现在所用的陶瓷粉末原料主要有Al2 O3和SiC,粘结剂有金属粘结剂、有机粘结剂和无机粘结剂三种。例如,SLS烧结的Al2 O3陶瓷粉末含有以下几种成分:Al2 O3陶瓷粉加金属粘结剂Al粉、Al2 O3陶瓷粉加有机粘结剂甲基丙烯酸甲酯、Al2 O3陶瓷粉加无机粘结剂磷酸二氢铵粉等。

采用陶瓷材料烧结的SLS模型制件可以直接用于生产各类铸件或是复杂的金属零件,多用于铸造型壳的加工制造。例如,用反应性树脂包覆的陶瓷粉末为原料进行烧结,型壳部分成为烧结体,零件部分不属于扫描烧结的区域,所以仍是未烧结的粉末。将壳体内部粉末清除干净后,在一定的温度下,使烧结过程中未完全固化的树脂进行充分固化,得到最终型壳。将制得的成型件进行功能测试可知,型壳制件在透气性、强度、发气量等方面的指标均能满足要求,但表面粗糙度值还需降低。

采用陶瓷粉末烧结制成的SLS模型制件的精度是由激光烧结时以及后续处理时的精度所决定的。在SLS粉末烧结过程中,其扫描点间距、扫描线行间距、粉末收缩率、烧结所需时间及光强等因素都会对陶瓷制件的精度有很大影响。另外陶瓷制件的后续处理(如焙烧时产生的变形、收缩等)也会影响陶瓷制件的表面精度。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈