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若何削减PS/PMMA复合资料选区激光烧结成型缩短率?

削减字体  削减字体 宣布日期:2018-05-06  来历:工程塑料利用  阅读次数:189
焦点提醒:选区激光烧结手艺(SLS)是一种利用普遍的增材制作手艺,接纳模子团圆/资料聚积的道理,根据加工模子有用截面信息,由计较机支配
       选区激光烧结手艺(SLS)是一种利用普遍的增材制作手艺,接纳模子团圆/资料聚积的道理,根据加工模子有用截面信息,由计较机支配激光束根据特定的扫描途径,烧结扫描地区内的粉末,去掉过剩粉末便可成型[1]。在SLS成型进程中,粉末受热融化粘结,温度降落,资料缩短并固化,烧结件的精度难以保障,是以节制成型件缩短率非常主要。在整机成型进程中,拔取公道的工艺参数对减小成型件缩短率,进步精度起着相当主要的感化。
 
       今朝,陶瓷、木塑、聚碳酸酯(PC)、白腊和金属等都可利用于SLS手艺中。聚苯乙烯(PS)粉具备吸湿率小,粉末活动性好等杰出机能,是以PS粉已被普遍利用于SLS手艺中,但PS成型件孔隙率高,缩短率大,精度差。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具备精度高,价钱低,韧性强,抗拉伸等长处,且PMMA份子支链为短链,更好地添补了PS的空地,减小了成型件的孔隙率。
 
       西安科技大学以PS/PMMA复合粉末为质料,经由过程大批烧结尝试,研讨影响烧结件缩短率的身分,并对成果停止降噪处置和极差阐发,取得最优工艺参数组合,在最优组合下停止烧结尝试,经由过程批改系数对模子批改弥补精度,减小了整机缩短率。
 
        之前期大批尝试数据为支持,获得较为适合的工艺参数组合为:激光功率30 W,XYSTA扫描体例,预热温度100℃,扫描速率2400 mm/s,分层厚度0.25 mm,扫描间距0.30 mm。为了获得单个工艺参数(预热温度、扫描速率、分层厚度、扫描间距)对PS/PMMA烧结件缩短率的影响纪律,改变上述组合中的单一工艺参数停止单身分尝试,测试烧结件精度计较缩短率。
 
预热温度对PS/PMMA烧结件缩短率的影响
 
       SLS成型之前必不可缺的关头是对质料停止必然时候的预热。必然时候的预热,任务缸内构成了不变均匀的温度场,防止了激光束间接照耀粉末时,烧结地区粉末与四周粉末温差较大,成型件显现翘曲景象,同时减小了熔融所需能量。
 
       经研讨得出,预热温度为94~106℃,跟着温度的回升,程度标的目的缩短率全体显现降落趋向,数据动摇较小,均匀在2.57%摆布。竖直标的目的的缩短率大幅回升。预热温度为94℃时,竖直标的目的缩短率为负值,此时预热温度较低,激光扫描地区粉末与未扫描地区粉末温差梯度大,烧结件显现翘曲,烧结件现实尺寸大于现实尺寸。跟着预热温度的不时降低,层与层之间的温度梯度慢慢降落,翘曲景象削减,制件精度变好。在103℃时靠近PMMA的玻璃化改变温度(Tg) 105℃,成型件缩短率较着回升,申明粉末充实熔融。热塑性资料的预热温度普通略低于Tg,且在97℃时制件现实尺寸最靠近现实尺寸,是以拔取97,100,103℃为正交尝试程度值。
 
       扫描速率对PS/PMMA烧结件缩短率的影响
 
       扫描速率不只影响激光束在成型资料上扫描照耀时候的是非,并且影响着成型效力。是以在适合规模内挑选扫描速率。
 
       拔取的扫描速率规模为1800~3000 mm/s。经研讨得出,随扫描速率的增大,程度标的目的缩短领先回升后降落。竖直标的目的缩短率全体显现回升趋向。在1800~2000 mm/s时,缩短率为负值。此时扫描速率小,激光照耀粉末时候变长从而粉末领受能量大,次烧结景象显现,现实尺寸大于现实尺寸。当扫描速率大于3000 mm/s时,成型效力变快,但激光束照耀粉末时候变短,粉末难以充实熔融,层与层之间粘结缺乏,粉末易被清撤除。是以拔取2100,2400,2700 mm/s为正交尝试程度值。
 
分层厚度对PS/PMMA烧结件缩短率的影响
 
       分层厚度表现为模子的切片厚度,即铺粉厚度。粉末粒径,成型效力等浩繁身分配合肯定分层厚度的巨细。分层厚度太小,成型效力太低。分层厚渡过大,“台阶效应”景象较着,烧结件精度变差。
 
       拔取的分层厚度规模为0.19~0.27 mm。经研讨得出,跟着分层厚度的增添,程度标的目的缩短率迟缓回升,且都为正值。竖直标的目的缩短率较着回升。分层厚度在0.19~0.21 mm时,竖直标的目的缩短率为负值,这是由于分层厚度太小,激光在粉末上穿透性强,扫描地区底部的粉末也被熔融粘结在制件上,致使烧结件的现实尺寸变大。分层厚度的慢慢增添,激光的穿透性变弱,过烧结景象慢慢消逝,烧结件精度进步。统筹烧结件品质与成型效力,拔取0.23,0.25,0.27mm为正交尝试程度值。
 
扫描间距对PS/PMMA烧结件缩短率的影响
 
       扫描间距是指相邻两条的激光束扫描线之间的垂直间隔。扫描间距的取值普通与激光直径有关。
 
       拔取的扫描间距规模为0.24~0.32 mm。经研讨得出,扫描间距对程度标的目的缩短率影响程度小,数值在2.5%摆布动摇。随扫描间距的增大,竖直标的目的缩短率显现回升趋向。竖直标的目的缩短率在0.24~0.26 mm为负值,即现实尺寸大于现实尺寸。这是由于扫描间距太小时,相邻激光束屡次照耀堆叠地区,此地区的能量太高,局部能量向下延长,构成过烧结景象,烧结件底部粘结景象严峻,烧结件尺寸变大,精度变差。扫描间距过大时,未领受到能量的地区变大,局部粉末处于未熔状况,轻易被清粉时清掉。综合斟酌拔取0.26,0.28,0.30 mm为正交尝试程度值。
 
       经丈量计较,批改后的烧结件的程度标的目的缩短率为0.947%。竖直标的目的缩短率为1.015%。发明,烧结件无翘曲,卷边,错层等错误谬误,烧结件品质杰出,为后续的研讨奠基根本。
 
 
关头词: 复合资料
 
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