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%。     

GF/碳酸钙复合改性PS选择性激光烧结实验

针对选择性激光烧结工艺中聚苯乙烯(PS)粉末烧结件强度不足的缺点,通过添加玻璃纤维(GF)粉末和碳酸钙粉末制备PS/GF/CaCO_3复合粉末来提高烧结件强度。采用单因素实验法、弯曲强度测试和扫描电子显微镜分析探索了PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件成型的不同工艺参数范围,研究了不同工艺参数对烧结件弯曲强度的影响。结果表明,分层厚度在0.18~0.22 mm范围内,扫描间距在0.25~0.29 mm范围内,扫描速度在1 500~1 800 mm/s内可以确保PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件成型;分层厚度为0.18 mm,扫描间距为0.25 mm,扫描速度为1 500 mm/s时,PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件弯曲强度最高,可达10.94 MPa;在PS/GF/CaCO_3复合粉末烧结件成型的工艺参数范围内,随着分层厚度、扫描间距、扫描速度的增大,弯曲强度降低。     

选区激光烧结PS/AF复合粉末材料的初步实验研究

为了解决聚苯乙烯(PS)选区激光烧结(SLS)成型件质量较差的问题,使用不同工艺下的芳纶纤维(AF)作为增强改性材料制备了两种PS/AF复合粉末材料;在激光功率30 W,轮廓扫描速度2 200 mm/s等条件下,通过控制变量法分别研究了预热温度、分层厚度及填充扫描速度对两种PS/AF复合粉末材料SLS成型件精度及弯曲强度的影响规律。结果表明,PS/AF复合粉末材料SLS成型件的X、Y向尺寸精度不受工艺参数变化的影响;以聚合球磨AF为填料的PS/AF复合粉末材料成型件整体上的Z向成型精度较好,但其弯曲强度值低于以短切AF为填料的PS/AF复合粉末材料;在试验范围内,得到预热温度、分层厚度及填充扫描速度较优工艺参数范围为85～95℃,0. 20～0. 24 mm和1 400～1 800 mm/s。     

选择性激光烧结PS/PET/GF复合粉末工艺参数的研究

在选择经激光烧结工艺下,通过对聚苯乙烯(PS)粉末基体材料中添加聚酯纤维和玻璃纤维(GF)进行改性实验,分析总结了不同工艺参数下PS/聚酯纤维(PET)/GF烧结件尺寸精度及弯曲强度的变化规律及成因。选取扫描间距、扫描速度与分层厚度三种工艺参数进行三因素三水平正交实验,以烧结件Z向尺寸精度和弯曲强度为实验指标,通过方差分析法得到一组最佳工艺参数组合。结果表明,在工艺参数范围内,弯曲强度和精度呈现此消彼长的规律;最优参数组合为分层厚度0.19 mm,扫描速度1 700 mm/s,扫描间距0.21 mm,此时PS/PET/GF复合粉末烧结件的弯曲强度为9.75 MPa,Z向尺寸误差为10.45%。     

选择性激光烧结PS/ABS复合粉末成型件精度的实验研究

通过机械混合法制备了聚苯乙烯(PS)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)的复合粉末。针对选择性激光烧结成型件精度不高的问题,在预热温度75℃、激光功率25 W的条件下,研究了扫描间距、扫描速度和单层厚度对PS/ABS成型件长(X)、宽(Y)、高(Z)三个方向尺寸精度的影响,并用正交试验对工艺参数进行优化。结果表明,PS/ABS复合粉末烧结时,成型件的Z向尺寸相对误差变化最大;在所研究的工艺参数中,扫描速度对成型件尺寸精度影响最大,单层厚度影响最小;确定最优的工艺参数组合为扫描间距0.32 mm、扫描速度1 800 mm/s和单层厚度0.28 mm,此时Z向尺寸相对误差为0.32%。     

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%。     

运用正交试验对GB/PES复合粉末激光烧结工艺参数的优化

设计四因素三水平正交试验,以玻璃微珠(GB)/聚醚砜树脂(PES)复合粉末烧结成型件的弯曲强度和弯曲试件Z方向的尺寸精度作为参考指标,对激光烧结工艺参数进行优化。最终得到一组优化后的工艺参数为:激光功率20 W、扫描速度1 800 mm/s、扫描间距0.10 mm、分层厚度0.10 mm。无论是烧结成型件的弯曲强度还是弯曲试件Z方向的尺寸精度,在四因素中对它们影响最大的都是激光功率。     

聚苯乙烯/改性滑石粉选择性激光烧结弯曲强度的实验研究

采用钛酸酯偶联剂对滑石粉进行表面改性处理,通过机械混合法制备出聚苯乙烯(PS)/改性滑石粉复合粉末,在预热温度为85℃和8层网格支撑等条件下,采用正交试验法,研究了单层厚度、扫描间距、激光功率和扫描速度等对烧结件弯曲强度的影响。结果表明,钛酸酯偶联剂上的官能团已与滑石粉表面的活性物质发生了化学反应,达到了改性滑石粉的目的;在所研究的工艺参数中,烧结件的弯曲强度受激光功率的影响最大,受单层厚度的影响最小;最佳的工艺参数组合为:单层厚度为0.18mm、扫描间距为0.28mm、激光功率为27W和扫描速度为1200mm/s,此时烧结件的弯曲强度可达到15.27 MPa。     

PS/PMMA复合粉末选择性激光烧结成型精度工艺参数的研究

针对聚苯乙烯(PS)粉末在激光烧结成型过程中出现的成型件精度不足的问题,通过机械混合方式制备PS/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合粉末,研究成型件在激光功率30 W、预热温度95℃条件下,填充扫描速度、分层厚度及激光扫描间距对其长(X)、宽(Y)、高(Z)三个方向上尺寸精度变化的影响。首先采用单因素实验确定了三种工艺参数范围,再通过多因素正交实验对影响成型精度的工艺参数进行优化,得出烧结过程中的最优参数,以提高PS/PMMA复合粉末的激光烧结精度。结果表明,分层厚度对Z向成型精度影响最大,其次为扫描速度和扫描间距,分层厚度0.22 mm、扫描速度2 600 mm/s、扫描间距0.32 mm为最优参数,实验最终将试验件误差控制在0.34%。     

PS/化学气相沉积CF选区激光烧结多指标正交试验参数的优化

针对选择性激光烧结(SLS)工艺中聚苯乙烯(PS)粉末烧结件精度不高且强度不能满足实际需求的问题,将经过化学气相沉积法处理的碳纤维(CF)粉末、PS粉末、分散剂和抗静电剂进行机械混合,制备了PS/气相沉积CF复合粉末。以Z向尺寸相对误差、致密度和弯曲强度为实验指标,先采用极差分析法进行单个指标的优化,再利用综合平衡法对多指标正交试验进行整体参数优化分析。结果表明:复合粉末粒度主要分布在30.63~142.00μm;对于PS粉末烧结件,化学气相沉积CF粉末比普通的CF粉末具有更好的改善尺寸精度、填充和增强的效果;烧结件的最佳工艺参数组合为:预热温度为80℃,激光功率为27 W,扫描速度为1 800 mm/s和扫描间距为0.30 mm。此时烧结件的Z向尺寸相对误差为5.47%,致密度为0.626 g/cm3,弯曲强度为10.68 MPa。相比于纯PS粉末烧结件,分别提高了24.55%,30.42%,136.28%。     

PS/CF复合粉末激光选区烧结工艺研究

为提高聚苯乙烯粉末烧结件的强度,制备了聚苯乙烯/碳纤维(PS/CF)复合粉末,采用正交实验方法研究了不同工艺参数对PS/CF复合粉末SLS烧结件弯曲强度的影响,确定了最优工艺参数。结果表明,复合粉末试样的弯曲强度最高可达7.49 MPa,比纯PS粉提高2.88倍;弯曲强度随扫描速度和层厚的增大而减小,随预热温度的增加而增大;PS/CF复合粉末的最优工艺参数为扫描速度1 800 mm/s,预热温度85℃,层厚0.18 mm。     

PS对PS/CF复合材料SLS烧结件力学性能及成型精度的影响

以聚苯乙烯（PS）作为基体材料制备了聚苯乙烯/碳纤维（PS/CF）复合粉末材料,在激光功率为30 W,预热温度为80 ℃和分层厚度为0.25 mm等条件下,研究了基体材料的粒径及含量对PS/CF复合材料选择性激光烧结件的力学性能及成型精度的影响。结果表明,制得的PS/CF复合粉末材料的粒径满足选择性激光烧结工艺（SLS）的要求;当基体材料的平均粒径为75 μm,PS与CF的质量比为9∶1时,PS与CF之间的融合效果最佳;此时弯曲、拉伸和冲击强度分别可达6.88、2.97 MPa和298 kJ/m2,x向、y向及z向的尺寸偏差绝对值仅为0.8 %、0.22 %、1.6 %;与相同粒径的纯PS相比,弯曲、拉伸和冲击强度分别提高了62.06 %、74.29 %、83.95 %,x向、y向及z向尺寸精度分别提高了5.44 %、69.44 %、81.34 %。     

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。     

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。     

碳酸钙改性聚苯乙烯的初步选择性激光烧结实验

针对选择性激光烧结(SLS)成型的高分子粉末烧结件尺寸精度差、强度低的问题,以聚苯乙烯(PS)为基体粉末,探讨了不同扫描速度下铝酸酯偶联剂处理前后的碳酸钙对PS粉末烧结性能的影响。结果表明,随扫描速度的增加,烧结件的尺寸精度提高、弯曲强度降低;未经处理的碳酸钙对PS烧结件的尺寸精度没有影响,反而降低了弯曲强度;经铝酸酯处理的碳酸钙在一定程度上提高了PS烧结件的尺寸精度和弯曲强度,当扫描速度为1 500 mm/s时,添加质量分数为2%的经铝酸酯处理的碳酸钙,PS烧结件的Z向高度相对误差为4.25%,较纯PS烧结件减少了48.5%,弯曲强度达到6.32 MPa,比纯PS烧结件提高了18.4%,但当扫描速度提高到1 800,2 000 mm/s时,两者之间的弯曲强度差异变小。