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激光烧结3D打印技术使用各种材料成分和成型原理

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-03-04 16:24:35 * 浏览: 3
分层制造(LM)技术是快速原型(RP),快速模具(RT)和功能性最终产品(RM)的基础。许多人不了解3D打印的各种材料组成和原理。基于激光和粉末烧结技术的分层制造技术(例如选择性激光烧结,ILS(SLS / SLM)等)被用于分层制造技术中。中国占有特殊地位。适用于激光成型的材料探讨了这些材料在成型过程中的潜在物理特性和化学机理。研究表明,尽管SLS / SLM可以使用聚合物材料,金属,陶瓷和其他复合材料进行分层,但是SLS / SLM技术本身的问题和局限性导致材料的应用受到限制。在未来的研究中,仍然需要解决技术与所用材料之间的矛盾,以扩大分层制造技术的应用范围。硅橡胶材料硅橡胶具有长链结构,很少有交联结构。在玻璃化转变温度以下,硅橡胶非常脆,在此温度以上,它们开始变得有弹性。当硅橡胶的截面结构扩大时,其强度和硬度将增加。与其他硅橡胶相比,具有更显着结构特征的硅橡胶是氯丁二烯和EPDMSn天然橡胶。聚合物混合材料聚合物的混合提供了一种获得具有特殊结构和性能的SLS成型零件的新方法。该方法具有新的应用前景。聚合物混合物具有多相态,因此混合物的性能很大程度上取决于混合物的微观结构。例如,Salmoria〜0使用PASnHDPE〜E组合(混合比质量比分别为80/2050 / 5O和20/80)以获得所需的性能。根据混合物的比例,用电子显微镜观察不同阶段的微观结构,并用EDXSnXRD分析其结构特征。美国专利文件指出,用于选择性激光烧结的颗粒(SLS)至少包含一种材料制成的芯,然后在该材料上涂覆第二种材料(其他部分是可选的),以及第二种材料软化的温度比其他材料低约70°C。涂层通常包含聚合物,尤其是热塑性聚合物,例如缩醛聚乙烯,聚乙烯醛酯。涂层也可以由保险丝上使用的几种低熔点合金组成。另外,也可以使用链长为ge的16羟基酸(十七烷(烷)酸,熔点60-63°C)填充,或者更深的意义上讲,也可以使用聚合物。第二种材料的温度大约为I1〜70oC或更低,因此与目前仍在使用的各种材料相比,该材料可以在非常低的温度下进行激光烧结,从而可以对颗粒进行辐射和温室之间的温度差很大。测试还表明,温差越小,整个工作区域就可以视为一个整体。热固性材料热固性材料可用于JLS工艺的所有阶段。这种材料可以经济地实现整体成型,因此这种材料可用作填充剂,并用于具有硬度要求和基于聚合物材料的网状结构的工件。此外,该材料用于模制过程的中间阶段,在此阶段可以轻松实现严格的形状和公差要求。使用热塑性塑料作为填料的示例是使用SLS成型方法形成金属环氧模型。在此过程中,使用SLS成型方法形成原型的型腔模型,然后添加涂覆有可熔热固性粘合剂的金属粉末。在上述阶段,通过加热除去粘合剂。在金属粉末被氧化之后,形成具有许多空隙的空腔结构。结构的收缩率非常低,并且可以保留原型的相关几何特征,并增强了空腔结构的强度。添加填料并使用环氧树脂来弥补空隙。使用激光烧结,还可以从混合金属生产金属工件l和热固性材料。当用激光照射热固性材料时,该材料立即变成粘性液体。以环氧树脂和铁的粉末混合物的选择性激光烧结为例,分子中的极性基团(例如环氧树脂基团)与树脂基团同时被极化。液体从由孔形成的空腔中流出,以润湿金属颗粒。这在不同的粒子之间建立了桥梁。结合效果主要由树脂和铁之间的界面特性控制。由于铁的磁性,一些分子(例如H,O和HCl)经常吸附在铁材料的表面上,因此活性氢原子附着在铁表面上。氢原子的结合附着在树脂分子极性基团上的带负电荷的氧原子上,并与铁结构表面上的带正电荷的活泼氢原子反应。铁颗粒具有很强的键合强度,主要是因为原子键合力强于在铁质材料和其他非极性聚合物表面之间出现的分子分子。随着温度升高,树脂的粘度降低,粘性液体可以更好地扩散。因此,将有更多的树脂附着在铁质材料的表面。但是,由于过多的激光能量引起的树脂降解也可能发生,从而降低了接合能力。