理论教育 SLS成型材料:应用、现状和研究方向

SLS成型材料:应用、现状和研究方向

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:目前,SLS技术常用原材料主要是金属复合粉末、塑料、陶瓷和蜡等。当前,SLS技术研究和发展的另一热点,是直接用金属粉末烧结成三维实体零件。SLS技术系统虽然比较昂贵,但成型材料多种多样,材料价格也比较适中,利用率高且无废料,无需后处理,并且可加工制作出各种复杂形状的原型制件。为了提高原型制件的强度,SLS成型用材料的研究方向正逐渐转向金属和陶瓷。表3-5列出了近年来开发出的、较为成熟的SLS技术常用材料。

SLS成型材料:应用、现状和研究方向

目前,SLS技术常用原材料主要是金属复合粉末、塑料陶瓷和蜡等。用金属粉末可以制造金属结构件,用热塑性塑料可以制造消失模,用陶瓷可以制造铸造型壳、型芯和陶瓷构件,用蜡可以制造精密铸造用蜡模等。

目前,研究较多的主要是反应性树脂包覆的陶瓷粉、覆膜树脂砂等原材料,采用SLS技术,可将其烧结成模型或铸造型壳制件。南京航空航天大学利用SLS技术,采用覆膜树脂砂加工制造出了整体叶轮和齿轮、叶轮铸造蜡型、摩托车车灯及扶手原型等。首先,依据零件三维CAD模型提供的STL文件,采用分层切片数据处理软件,得到零件的激光扫描轨迹,再对其进行反求工作,把CAD设计的数据模型转变成为实体模型;最后,选择铸件分型面及浇注系统,烧结出精密铸造用型壳实体零件。

当前,SLS技术研究和发展的另一热点,是直接用金属粉末烧结成三维实体零件。美国的Austin大学的Agarwda等人选用Cu-Sn、Ni-Sn混合粉末,Bourell等人选用Cu-(70Pb-30Sn)粉末材料,比利时的Schuere等人选用Fe-Sn、Fe-Cu混合粉末,采用SLS技术,进行了金属粉末烧结试验,都成功地制造出了所需的金属零件。近期,美国Austin大学用Ti-6Al-4V合金和INCONEL625超合金成功地制造了用于AIM-9导弹的金属零件。美国航空材料公司研发成功了用于钛合金制件的SLS成型技术。目前,中国科学院沈阳自动化研究所、中国科学院金属所和西北工业大学等单位正致力于研究高熔点金属的SLS技术的研究工作。

SLS技术系统虽然比较昂贵,但成型材料多种多样,材料价格也比较适中,利用率高且无废料,无需后处理,并且可加工制作出各种复杂形状的原型制件。但SLS技术成型速度较慢,制件强度与精度较低。为了提高原型制件的强度,SLS成型用材料的研究方向正逐渐转向金属和陶瓷。(www.daowen.com)

表3-5列出了近年来开发出的、较为成熟的SLS技术常用材料。SLS技术是目前发展较为迅速的快速成型方法,应用也越来越广泛。

表3-5 SLS技术常用材料

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