【摘 要】
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选择性激光烧结技术(Selective laser sintering,SLS)是当前发展最快、应用最广的3D打印技术之一,具有广阔的应用前景。目前,尼龙12是SLS成形的主要耗材,成本较高,且品种较为单一,
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选择性激光烧结技术(Selective laser sintering,SLS)是当前发展最快、应用最广的3D打印技术之一,具有广阔的应用前景。目前,尼龙12是SLS成形的主要耗材,成本较高,且品种较为单一,极大限制了SLS技术的推广应用。本论文研究了高分子粉末材料的特性,采用改进的不良溶剂沉淀法制备出PA12粉末,并通过溶胶凝胶法制备出的新型PA6复合粉末材料,取得了以下成果: 1、系统地研究了高分子粉末材料的特性对SLS成形的影响。高分子材料的基本属性光、热、流变性能,是决定其是否可用于激光烧结工艺的内在因素;高分子粉末的颗粒外形、粉末粒径及其分布、流动性能,主要由制粉工艺所决定,影响着SLS工艺的铺粉性能,决定着烧结制件的精度和强度,是激光烧结工艺中的可控因素。通过分析高分子粉末材料的特性,可为SLS用高分子选材及其新型粉末制备提供一定的理论依据。 2、研究了PA12粉末的制备工艺及其性能。采用改进的不良溶剂沉淀法研制出PA12粉末,详细介绍了制粉工艺原理,探究了不同因素对PA12粉末粒径的影响,并用SEM、DSC、氦氖镓三束显微镜对粉末性能做出了表征。SEM显示粉末个体呈规整的球形颗粒,粒度分布均匀,利于SLS工艺的铺粉过程;DSC数据体现出粉末烧结窗口大,结晶度好,利于烧结过程的预热控制;氦氖镓三束显微镜显示微球表面虽有一定的沟壑状,但内部较为密实,满足SLS成形工艺。 3、研究了PA6及其复合粉末的制备工艺和性能。通过不良溶剂沉淀法研制出PA6粉末,首次以溶胶凝胶法将硅源在PA6微球内部或表面原位生成二氧化硅制得复合粉末。通过性能表征发现,复合二氧化硅后成功降低了尼龙6的吸水性,提高了粉末的堆密度,还提升了粉末的防静电吸附功能,有效增加了SLS工艺的铺粉性能,利于提升制件的尺寸稳定性;通过与湖南华曙高科的粉末FSPA6对比,发现两者拉伸强度性能接近,可完全满足于产品应用要求,是一种合格的SLS新型原材料。
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