工艺参数对聚苯乙烯/碳纤维SLS烧结件精度及致密度的影响

通过选区激光烧结技术对聚苯乙烯/碳纤维(PS/CF)复合粉末材料进行烧结实验,研究了工艺参数对PS/CF烧结件致密度和微观组织的影响及规律。结果表明,在烧结过程中烧结件致密度随着预热温度和激光功率的增大而不断提高;随着扫描速度和分层厚度增大而减小。在保证成型精度的前提下,最佳的工艺参数组合为:预热温度85℃,激光功率30 W,扫描速度1 800 mm/s,分层厚度0.20 mm;此时烧结件Z向尺寸偏差仅为1.55%,致密度可达72.35%。通过SEM微观分析可以看到,随着PS/CF复合材料烧结件致密度的提高,PS熔化程度越高,烧结件内部PS与CF融合得越充分,浸入PS中的CF含量越高。     

选择性激光烧结聚苯乙烯/玻璃纤维制件的工艺研究

将聚苯乙烯(PS)粉与玻璃纤维(GF)粉通过机械混合制备复合粉料,利用选择性激光烧结技术制备了PS/GF烧结制件,在激光功率25 W、预热温度75℃下研究了扫描速度、单层厚度和扫描间距对PS/GF制件弯曲强度和Z向尺寸的影响,并对工艺参数进行了正交优化。结果表明,在实验取值范围内,随上述3种工艺参数值的增大,制件弯曲强度呈降低趋势,而Z向尺寸相对误差由正值逐渐向负值发展。正交试验结果表明,扫描速度对制件的弯曲强度和尺寸精度影响最大,扫描间距影响次之,单层厚度影响最小;确定了扫描速度1 200 mm/s、单层厚度0.25 mm、扫描间距0.28 mm为最佳工艺参数,此时制件弯曲强度为10.41 MPa,Z向尺寸相对误差为2.35%,基本满足制件的应用要求。     

TC4钛合金粉末与SLM工艺参数匹配性研究

为进一步提高激光选区熔化成型质量,通过正交工艺实验探究了激光功率、扫描速度和扫描间距对激光选区熔化T C4钛合金致密度的影响规律,并提出了最优工艺范围.结果表明,激光功率对T C4钛合金致密度影响最大,扫描速度次之,扫描间距影响最小,适当增加激光功率、减小扫描速度可以提高TC4钛合金致密度.当铺粉厚度为0.03?m m...     

选择性激光烧结聚苯乙烯/玻璃纤维制件成型精度研究

采用选择性激光烧结(SLS)技术,在激光功率25 W、预热75℃等工艺条件下制备了聚苯乙烯/玻璃纤维(PS/GF)制件,研究了扫描速率、扫描间距和单层厚度对该制件X、Y、Z方向尺寸的影响,并通过正交试验对工艺参数进行优化。结果表明:对于PS/GF制件,其Z向的尺寸相对误差及变化幅度最大。三个工艺参数中,扫描速率对制件尺寸的影响最大,单层厚度的影响次之,扫描间距的影响最小;PS/GF制件的最佳SLS成型工艺参数为扫描速率2 000 mm/s、单层厚度0.25 mm、扫描间距0.28 mm。     

聚苯乙烯/玻璃纤维复合粉末SLS烧结件收缩率实验研究

针对选择性激光烧结(SLS)制件尺寸精度差的问题,对聚苯乙烯/玻璃纤维复合粉末进行烧结实验研究。在激光功率25 W、扫描间距0.30 mm等工艺条件下,研究了预热温度、分层厚度和扫描速度对正八面体烧结件尺寸收缩率的影响。为了得到最优工艺参数,采用正交实验设计法对三种影响因素进行研究。结果表明,在同一工艺参数组合下,制件竖直方向的尺寸收缩率比水平方向的收缩率变化幅度大;最优的工艺参数为:预热温度85℃、扫描速度2 000 mm/s和分层厚度0.20 mm;最优工艺参数下制件水平方向修正系数为1.014 7,竖直方向的修正系数为1.024 1。经过修正的模型在最优工艺参数下烧结达到了PS/GF复合粉末烧结件的精度要求。     

CO2连续激光烧蚀CFRP树脂层工艺优化

碳纤维树脂基复合材料(CFRP)的激光表面处理是一项重要工艺，主要用于CFRP的胶接或修复。CFRP表面粗糙度和树脂清除程度是衡量加工效果的主要标准。为探索内在机理和优化连续激光表面处理的参数，开展CO₂连续激光烧蚀CFRP树脂层试验。通过点射试验确定最小离焦量激光半径为1 477.47μm，进行矩形表面处理试验发现，激光功率在30～60 W范围内的粗糙度先减小后增大并在60 W得到最大值，扫描速度为70 mm/s时得到最佳效果。同时对加工后CFRP表面起伏值计算发现，CFRP表面起伏值随功率和扫描速度变化的规律基本和粗糙度结果一致，功率和扫描速度两组参数是相互关联的。构造连续激光烧蚀树脂层的能量密度单元体，然后把参数转化为能量密度发现，能量密度为0.285～0.571 J/mm²范围内进行处理得到质量效果较好的表面，而且在0.571 J/mm²时粗糙度得到最大值7.816μm，清洗后仍保持可以用于胶接的较高粗糙度。此外，通过不规则图形扫描试验发现，能量密度为0.794 J/mm²得到最佳表面效果。...     

信噪比与灰色关联分析选区激光烧结成型工艺的研究

针对选区激光烧结制件收缩率大,精度较低的问题,利用信噪比与灰色关联度相结合的选区激光烧结(SLS)工艺参数优化方法,提高尺寸精度。以制件X、Y、Z三个方向尺寸收缩率为目标函数,基于正交试验结果,采用信噪比和灰色关联分析的方法,得到工艺参数对目标函数的影响程度,同时将多目标优化问题转化为单目标优化问题,获得最佳工艺参数组合。结果表明,最佳的工艺参数组合为,激光功率为25 W,扫描速度为2200 mm/s,单层厚度为0.19 mm,扫描间距为0.31 mm。此时X/Y/Z向尺寸精度为:0.803%、0.817%、1.305%。将信噪比与灰色关联度相结合的优化方法应用到SLS工艺中,能够有效提高制件精度。     

PS/ABS复合粉末选择性激光烧结工艺参数的实验研究

针对选择性激光烧结件力学性能和尺寸精度差的问题,通过机械混合法制备了聚苯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(PS/ABS)的复合粉末。在预热温度85℃、8层网格支撑等条件下,采用单因素实验法研究激光功率、扫描速度、扫描间距和单层厚度对烧结件强度和相对误差的变化规律,并用正交试验对工艺参数进行优化。结果表明,烧结件的弯曲强度随着激光功率的增加而提高,随扫描速度、扫描间距和单层厚度的增加而降低。Z向尺寸相对误差随着激光功率的增加而增大,随着扫描速度、扫描间距和单层厚度的增加而减小;由极差分析可知,激光功率对PS/ABS烧结件弯曲强度和Z向尺寸相对误差的影响最大;最优的工艺参数组合为:激光功率30 W、扫描速度1 200 mm/s、扫描间距0.32 mm和单层厚度0.26 mm,此时烧结件的弯曲强度为7.85 MPa,Z向尺寸相对误差为1.30%。     

选区激光烧结PP试件成型性研究

利用HPRS-Ⅲ快速成型系统，对选区激光烧结聚丙烯粉末材料成型性进行了探索，研究了激光功率、扫描速度和铺粉厚度等工艺参数对聚丙烯试件成型精度的影响。实验结果表明，试件的翘曲量随激光功率减小而减小；铺粉厚度从0．15mm逐渐增大时，试件翘曲量随之增大；随着扫描速度的变化，试件翘曲量存在极小值。试件的尺寸误差随着激光功率增大、扫描速度降低或铺粉厚度减小而降低。在激光功率为12．5W，扫描速度为1．8m／s，铺粉厚度为0．15mm的工艺参数条件下，能够烧结改性聚丙烯材料成型，试件的翘曲量为0．22mm，长宽尺寸相对误差分别为2．53％和2．97％。     

PS粉末SLS快速成型收缩率实验研究

为了得到聚苯乙烯粉末的选择性激光烧结(SLS)快速成型最佳工艺参数,采用正交试验方法,结合SLS实验,分析影响烧结试样尺寸精度的4个主要因素,并得到最佳工艺参数及在此工艺下的修正系数。结果表明,随着激光功率的增加,试样的收缩率呈先增加后减小的趋势;随着扫描速度和铺粉厚度的增加,试样的收缩率呈减小趋势;随着预热温度的升高,试样的收缩率呈先减小后增加的趋势。最佳工艺参数为:激光功率44 W、扫描速度1 900 mm/s、铺粉层厚0.23 mm、预热温度70℃。水平方向修正系数为1.004 9,竖直方向修正系数为1.005 0。在最佳工艺参数下烧结的修正尺寸后的试样满足精度要求。     

工艺参数对选择性激光烧结PS/SBS/纳米CaCO3制件弯曲强度影响

针对聚苯乙烯(PS)粉末选择性激光烧结(SLS)成型件强度较低的问题,采用机械混合法制备了PS/苯乙烯–丁二烯–苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/纳米CaCO₃复合粉末,通过单因素实验分析了SLS工艺参数对成型件弯曲强度的影响,并通过正交试验和极差分析获得了最优工艺参数组合。实验结果表明,烧结件的弯曲强度随着激光功率的增大而升高,随着扫描速度、扫描间距和分层厚度的增大而降低;激光功率对PS/SBS/纳米CaCO₃复合粉末烧结件弯曲强度的影响最大,分层厚度对弯曲强度的影响最小,扫描速度和扫描间距的影响介于两者之间;最佳工艺参数组合为:激光功率27 W,扫描速度1300 mm/s,扫描间距0.24 mm,单层厚度0.22 mm。在此工艺参数组合下PS/SBS/纳米CaCO₃复合粉末烧结件的弯曲强度为13.38 MPa;改性纳米CaCO₃与PS和SBS的相容性较好,能有效起到增强的作用。     

激光烧结制备塑料功能件

采用选择性激光烧结技术(SLS)直接制备高强度塑料功能件，考察了激光功率、扫描速度、单层层厚等工艺参数及无机填料对成型件强度的影响。在激光功率10W、扫描速度1500mm／s、单层层厚0．15mm的较佳烧结工艺参数下，制备了拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别达到44MPa、50．8MPa、37．214／m^2的SLS成型件。随着填料用量的增加，烧结件的拉伸强度略有增加，冲击强度下降，在填料用量为40％(质量含量，下同)时弯曲强度达到最大值。     

选择性激光烧结尼龙12/碳酸钙复合材料的成型工艺

采用选择性激光烧结技术制备了纯尼龙(PA)12,PA12/碳酸钙(CaCO_3)和PA12/硅烷偶联剂KH-550改性碳酸钙(CaCO_3)(PA12/CaCO_3/KH-550)复合烧结件。在相同工艺参数下研究了这3种烧结件的成型质量(Z向尺寸精度、弯曲强度和拉伸强度)。在单层厚度0.15 mm、扫描间距0.28 mm下研究了激光功率、扫描速度和预热温度对PA12/CaCO_3/KH-550烧结件成型质量的影响。结果表明,相比未改性的CaCO_3,经KH-550改性的CaCO_3在一定程度上提高了PA12烧结件的成型质量;在实验取值范围内,PA12/CaCO_3/KH-550烧结件的弯曲强度和拉伸强度随激光功率和预热温度的增大而增大,随扫描速度的增大而降低,而Z向尺寸相对误差随激光功率和预热温度的增大表现出由负值逐渐向正值发展,随扫描速度的增大表现出由正值向负值发展;激光功率对烧结件成型质量影响最大,扫描速度影响次之,预热温度影响最小;确定了激光功率25W、扫描速度2000 mm/s、预热温度85℃为最佳工艺参数,此时烧结件Z向尺寸相对误差为-0.02%、弯曲和拉伸强度分别为30.3,26.4 MPa。     

Optimizing the mechanical properties of TiO2/PA12 nano-composites fabricated by SLS 3D printing

In this paper, the selective laser sintering process was used to fabricate the TiO₂/PA12 nano-composite parts by considering the parameters of laser power, scanning speed, and TiO₂ content. The response surface methodology was used to improve the mechanical properties of TiO₂/PA12 nano-composite parts. The fracture surface characteristics of the specimens were examined using the scanning and transmission electron microscopy. The results indicated that the increase in laser power from 10 to 15 W improved the tensile strength, modulus, and impact strength of the nano-composite parts because of the fine dispersion of TiO₂ nano-particles. An increase in the scanning speed from 2000 to 3000 mm/s resulted in the reduction of tensile strength and modulus due to lower heat input and consequently incomplete densification of polyamide-12. In addition, the increase of TiO₂ content up to 5 wt% can improve the tensile strength, modulus, and impact strength, but requires increasing the laser power. However, the mechanical properties of the nano-composite parts were enhanced simultaneously at laser power of 12.4 W, scanning speed of 2000 mm/s and TiO₂ content of 1.9 wt%. Moreover, the addition of TiO₂ up to 5 wt% showed a slight influence on thermal stability and crystallinity of the sintered specimens.     

尼龙6的选择性激光烧结成型工艺实验研究

使用尼龙6(PA6)粉末材料进行选择性激光烧结(SLS)成型实验,以成型件的成型精度和表面粗糙度作为衡量指标,通过控制变量法、正交试验以及极差分析研究了预热温度、激光功率和扫描速度对其成型质量的影响。结果表明,PA6粉末材料SLS成型件的X向和Y向尺寸精度以及侧面表面粗糙度并不会明显受到相关工艺参数的影响,其均存在于-1.26%^-0.99%和-1.96%^-1.29%以及16.91~19.87μm范围内;以成型件的成型精度和上表面粗糙度作为衡量指标,PA6粉末材料SLS成型的最优工艺参数组合为:预热温度115℃,激光功率35 W和扫描速度1800 mm/s;在最优条件下进行烧结验证实验,得出成型件的X向、Y向和Z向的成型尺寸精度分别为-1.13%、-1.48%和0.75%;上表面及侧面的粗糙度分别为14.6和18.55μm。     

工艺参数对PS/改性滑石粉SLS烧结件力学性能的影响

利用硅烷偶联剂KH560对滑石粉进行表面改性,之后将其与聚苯乙烯(PS)粉机械共混,制备PS/改性滑石粉复合粉末。在预热温度85℃和8层网格支撑等条件下,采用选择性激光烧结(SLS)工艺将粉末制备成烧结件。采用扫描电子显微镜观察了滑石粉与PS的界面,发现通过对滑石粉进行表面改性,不仅可以使其均匀地分散于PS粉中,而且两者的相容性也得到了改善。通过正交实验法研究了SLS工艺参数对PS/改性滑石粉烧结件力学性能的影响。利用极差分析法与综合平衡法得到了多指标下的最优工艺参数组合,即单层厚度0.18 mm,扫描间距0.28 mm,激光功率27 W,扫描速度1 200 mm/s,此时PS/改性滑石粉烧结件的拉伸强度为4.29 MPa,弯曲强度为14.4 MPa,冲击强度为4.4 k J/m~2,相比纯PS粉烧结件分别提高了4.9%,10%和56%。     

激光熔覆技术制备新型Al-TiC复合涂层的研究

采用预置激光熔覆技术,将Al-Ti-C混合粉末预置于铝合金基体表面,并在氩气保护下,利用YAG激光器实现了在铝合金表面原位形成Al-TiC复合熔覆层。通过改变激光束能量密度和激光束扫描速度等工艺参数,获得了不同工艺条件下的激光熔覆层,并对其显微组织、物相分布及耐磨性能进行比较研究。结果表明由于激光能量密度和激光束扫描速度不同,所形成的熔覆层中TiC的分布状态有很大差别。随着激光能量密度的增大,TiC分布趋于均匀。当激光束扫描速度为2.5mm/s、激光束能量密度为6.09 J/mm2时,熔覆层具有最高的耐磨性能。