高分子材料在选择性激光烧结中的应用——(Ⅰ)材料研究的进展

高分子材料是应用最早,也是目前应用最广泛的选择性激光烧结(SLS)成形材料,利用SLS工艺可以成形各种结构复杂的高分子制件,广泛用于航空、力学、医疗等领域。文中介绍了SLS用高分子材料的最新研究进展,并对其未来研究趋势进行了展望。     

高分子材料选择性激光烧结中的Z轴“盈余”

Z轴"盈余"是选择性激光烧结(SLS)成形中广泛存在并影响成形件精度的问题。文中分析了Z轴"盈余"的形成原因,并通过尼龙12对SLS成形过程中影响Z轴"盈余"的因素进行了实验研究。结果表明,Z轴"盈余"是由于烧结第一层粉末材料时,激光烧结深度大于切片厚度而产生的,表现在烧结件在Z方向上尺寸变大;提高预热温度和激光能量密度及降低切片厚度都会增大Z轴"盈余"。研究结果对控制高分子SLS成形过程中的Z轴"盈余",提高SLS成形件精度具有重要的参考价值。     

金属粉末选择性激光烧结成形机制的研究

分析了纯金属粉末、预合金粉末和多组分金属粉末的选择性激光烧结成形机制;详细讨论了粉末的化学成分和物理性质,激光功率、扫描速率、扫描矢径、扫描间距等激光参数以及粉层厚度、粉床预热温度、保护气氛等工艺参数对成形机制的影响;并简要讨论了金属粉末选择性激光烧结技术的进一步研究方向.     

选择性激光烧结技术在生物医用材料中的应用

阐述了选择性激光烧结(Selective laser sintering,SLS)技术的工作原理、工艺特点及在制备生物医用材料方面的研究进展和应用现状,并探讨了今后SLS技术制备医用材料的发展方向。指出采用SLS技术可快速制造医用模型、个体化设计和生产植入体及组织工程支架,并可通过调整SLS和后处理的工艺参数,实现对生物医用材料的微观组织结构及力学性能的控制,在生物医学领域具有重要的应用价值。     

选择性激光烧结的原理及应用

选择性激光烧结（Selective Laser Sintering)是20世纪80年代末出现的一种快速成型新工艺，它利用激光束烧结粉末材料制造原型，在工业上得到了广泛应用。对选择性激光烧结的工艺原理、实际应用及发展方向作子详尽介绍。     

用于选择性激光烧结的聚合物粉末材料研究进展

选择性激光烧结是增材制造技术中的一种,可制备具有复杂结构的复合材料功能件或其它原型零件。评估烧结成型工艺的关键因素之一是聚合物粉末材料。从聚合物粉末材料种类、材料制备方法、烧结成型工艺3个方面,综述了近年来用于选择性激光烧结技术的聚合物粉末材料的研究现状,并对聚合物粉末材料在选择性激光烧结技术领域中存在的问题,及其今后的研究方向进行了展望。     

尼龙12/铜复合粉末材料及其选择性激光烧结成形

通过溶剂沉淀法制备了尼龙12覆膜铜复合粉末材料，并制备了机械混合尼龙12／铜复合粉末材料。通过扫描电子显微镜（SEM）对两种粉末材料的微观形貌进行了观察，对两种粉末的选择性激光烧结（SLS）成形件的强度及翘曲变形行为进行了对比研究。结果表明：尼龙12覆膜铜复合粉末材料中尼龙12包覆均匀，无裸露Cu粉存在，而机械混合尼龙12／铜复合粉末材料中尼龙12颗粒是零散地非均匀性分散在Cu粉颗粒中。在尼龙12含量及烧结工艺参数相同的条件下，尼龙12覆膜铜复合粉末SLS成形件的拉伸强度及弯曲强度是机械混合尼龙12／铜复合粉末SLS成形件的两倍以上，翘曲变形也明显小于机械混合尼龙12／铜复合粉的SLS成形件。     

激光选区烧结3D打印成形生物高分子材料研究进展

激光选区烧结(SLS)属于3D打印技术,通过激光逐层烧结粉末并叠加成形制件。该技术可满足不同患者的个性化需求,在生物医疗领域特别在组织工程支架和医用植入体制备方面具有非常广阔的应用前景。作为生物医用材料最重要的组成部分,生物高分子材料近年来发展迅速,成为医疗领域研究的热点。文中重点介绍了左旋聚乳酸、聚己内酯、聚醚醚酮、聚乙烯醇四类常用于SLS技术的生物高分子及其复合材料,对其研究和应用现状进行综述,并对其性能和用途进行对比讨论,提出今后该领域的发展方向。     

选择性激光烧结用原材料研究进展

文章阐述了当前快速原型技术中选择性激光烧结材料的国内外研究现状,包括金属材料、聚合物材料、陶瓷材料等。重点提出新型材料木塑复合材料的研究现状,指出基于木塑复合材料的低成本、可降解和可循环使用等优点,它将成为SLS未来发展的趋势。     

高分子粉末烧结件的增强后处理的研究

以高分子粉末为在底材料的烧结件机械性能较差，质脆，其可作为原型测试件，但作为功能测试件则较难达到使用要求。本文在具体研究原型件性能差别的基础上，对其进行树脂增强后处理，以扫描电镜（SEM）为手段，对材料断裂面的形态结构进行了研究，并对体系的形态结构与拉伸性能、冲击之间的关系进行了探讨，优化了后处理条件，得到机械性能为原型烧结件3－4倍的增强烧结件。     

纳米二氧化硅增强尼龙12选择性激光烧结成形件

使用纳米二氧化硅增强尼龙12选择性激光烧结(SLS)成形件,通过溶剂沉淀法制备SLS用纳米二氧化硅/尼龙12复合粉末材料,研究了纳米二氧化硅对SLS成形件力学性能的影响,结果表明:纳米二氧化硅以纳米尺寸均匀分散在尼龙12基体中:复合粉末的粒径比纯尼龙12的粉末小,因而有利于提高烧结速率及成形件精度;复合粉末比尼龙12的粉末具有更高的热稳定性;复合粉末烧结件的拉伸强度、拉伸模量以及冲击强度比纯尼龙12烧结件分别提高了约20.9%、39.4%和9.5%,说明纳米二氧化硅对尼龙12 SLS成形件的增强效果显著.     

选择性激光烧结铝/尼龙复合粉末材料

制备了不同铝粉含量的尼龙12覆膜复合粉末,利用扫描电镜(SEM),能谱分析(EDX),差示扫描量热分析(DSC),热失重分析(TG)对粉末材料的形貌以及热性能进行了表征。对复合粉末进行激光烧结成形,并研究了不同铝粉含量对烧结件尺寸精度以及力学性能的影响。结果表明:尼龙与铝粉表面粘结良好,烧结过程中尼龙熔融,铝粉均匀分布在尼龙基体中;随着铝粉含量的增多,烧结件的弯曲强度和模量显著提高,冲击强度逐渐降低;铝粉质量分数为50 wt%时,烧结试样的弯曲强度和模量与纯尼龙烧结试样相比分别提高了62. 1%和122.3%;铝粉含量的增多能够有效抑制尼龙基体的收缩,提高烧结件的精度。      

直接金属粉末激光烧结成形机制的研究

分析了直接金属粉末激光烧结中单组元金属粉末、多组元金属粉末和预合金粉末的烧结成形机制;详细讨论了表面张力、粘度、颗粒尺寸及其分布和吸收率/反射率等材料特性以及激光参数、铺粉厚度、保护气氛、粉床预热温度和烧结辅助材料等工艺参数对成形质量的影响;并讨论了直接金属粉末激光烧结的进一步研究方向.     

激光成形制备生物医用材料研究现状与发展趋势

激光成形技术能够实现生物医用材料、人造肢体及医用植入体的个性化设计和生产,并且具有很少的工序环节和很短的加工周期,因此在生物医用材料的制备领域具有重大应用价值。目前适合于生物医用材料制备的激光成形技术主要有立体光刻(SL),分层实体制造(LOM),选择性激光烧结/熔化(SLS/SLM)和激光立体成形(LSF)技术。基于各种激光成形制备技术的原理和特点,综述了激光成形制备生物医用材料的研究进展和应用现状,认为中国在激光成形的各个单项技术领域同发达国家的差别并不大,但综合集成和产业化的差距却非常大。因此,形成包含完整产业链的产学研创新联盟是激光成形技术在中国生物医用材料领域科技发展和产业振兴的重要途径。先进的装备技术是任何一种技术充分发展和应用的必要基础,也是我国生物医用材料产业落后于发达国家的关键环节之一。因此,迫切需要建立适用于医用植入体制造的专用激光立体成形制备系统,形成具有市场化前景、自主知识产权的产品工程化技术和工艺流程,并建立相应的技术标准体系,以显著提升我国生物医用材料及医用植入体的技术水平,促进我国医用植入及组织工程领域的整体发展。     

选择性激光粉末烧结的成型过程研究

本文通过对选择性激光粉末烧结的成型过程的分析,讨论了粉床特性、材料热物性以及激光热载荷对成型件质量的影响,并采用有限元的方法对其三维温度场分布进行了模拟计算,     

选择性激光粉末烧结的成型过程研究

本文通过对选择性激光粉末烧结的成型过程的分析,讨论了粉床特性、材料热物性以及激光热载荷对成型件质量的影响,并采用有限元的方法对其三维温度场分布进行了模拟计算,     

聚苯乙烯/聚酰胺-12合金的选择性激光烧结成形

在选择性激光烧结(SLS)成形中,聚苯乙烯(PS)成形件精度高但其力学性能差,而聚酰胺-12(PA12)成形件力学性能高但其尺寸精度较差。为此,通过添加增容剂合成了PS/PA12合金粉末并用于SLS成形,研究了PS/PA12合金、PS及PA12成形件的力学性能、精度及断口微观形貌。结果表明,PS/PA12合金成形件的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、弯曲强度及弯曲模量分别是PS成形件的4.72倍、1.94倍、4.92倍、4.57倍及1.37倍;PS/PA12合金粉末成形件在x、y及z方向的尺寸误差比PA12分别降低了46.9%,47.3%及20.3%。说明PS/PA12合金粉末成形件兼顾了PS成形件精度高及PA12成形件力学性能好的优点,具有较高的推广使用价值。