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光固化倏地成型方式
发布时间: 2019-08-30浏览次数:

  1.SLS的根基道理 SLS采用铺粉辊将一层粉末材料平铺正在已成型零 件的上概况,并加热至刚好低于该粉末烧结点的 某一温度,节制系统节制激光束按照该层的截面 轮廓正在粉层上扫描,使粉末的温度升到熔化点, 进行烧结并取下面已成型的部门实现粘结。一层 完成后,工做降一层厚度,铺料辊正在铺 上一层平均密实粉末,进行新一层截面的烧结, 曲至完成整个模子。 其根基构成如图1所示,包罗激光器、光学系统、 粉料送朝上进步收受接管系统、起落机构、工做台、构制 室等。 图1-SLS系统的根基构成 2.选择性激光烧结工艺的特点 长处: (1)可采用多种材料 理论上讲,可采用加热时黏度降低的 任何粉末材料,通过材料或各类含黏结剂的涂层颗粒制制 任何制型。 (2)制制工艺简单 因为可用材料比力多,该工艺按材料的 分歧能够间接出产复杂外形的原型、型腔模三维建立或部 件及东西。 (3)高精度 该工艺一般可以或许达到工件全体范畴内(0.052.5)mm的公役。 (4)无需支持布局 叠层过程呈现的悬空层可间接由未烧结 的粉末来支持。 (5)材料操纵率高 该工艺不消支持,不需制做基底支持, 为常见几种RP工艺操纵率最高的,且价钱较廉价。 错误谬误: (1)概况粗拙 因为原材料是粉状的,原型建制是 由材料粉层颠末加热熔化实现逐层粘结的,因而, 原型概况严酷讲是粉粒状的,因此概况质量不高。 (2) 烧结过程有异味 SLS工艺中粉层需要激光使 其加热达到熔化形态,高材料或者粉粒正在激 光烧结时会挥发异味气体。 (3)有时辅帮工艺较复杂 拿聚酰胺粉末烧结来说, 为避免激光扫描烧结过程中材料因高温起火燃烧, 需正在工做空间插手阻燃气体,多为氮气。烧结前 要预热,烧结后要正在闭封空间去除工件概况浮粉, 以避免粉尘污染。 3.选择性激光烧结工艺 3.1 高粉末烧结工艺 可分为前处置、粉层烧结叠加以及后处置三个阶段。 (1)前处置 次要完成三维CAD制型并经STL数据转换后输入 到粉末激光烧结系统中。 (2)粉层激光烧结叠加 正在叠加阶段,设备按照原型的布局 特点,正在设定的建制参数下,从动完成原型的逐层粉末烧 结叠加过程。此中,温控较主要。 先预热,并按照原型布局特点进行制做方位确定,并设置 为加工形态。然后设定工艺参数,如层厚、扫描体例、激 光功率、烧结间距等。成型区域温度达到预定值时启动制 做,为削减翘曲变形,应按照截面变化调整粉料预热温度。 所有叠层加工完毕后,将原型正在成型缸中缓冷到40度以下。 (3)后处置 激光烧结原型件强度弱,需按照利用要求进行 渗蜡或是渗树脂等补强处置。 3.2 金属零件间接烧结工艺 利用的材料为夹杂有树脂材料的金属粉末材料, SLS工艺工艺次要实现包裹正在金属粉粒概况树脂 材料的粘结。其工艺可分为 三个阶段:SLS原型 件(“绿件”)的制做、粉末烧结件(“褐件”) 的制做、金属溶渗后处置。如下图2暗示 (1)原型件制做环节正在于若何选用合理的粉末配比 和加工工艺参数实现原型件的制做。SLS原件成 型中环氧树脂粉末比例(正在1:5-1:3之间)、 激光扫描速度、扫描层厚(小于激光束的烧结深 度)、扫描间隔(为加工层面取扫描线之间的 安稳粘结,不宜过大)等均要适中。总的来说, 要层面之间取烧结线之间的安稳连系、粉末 材料的充实熔化和烧结成型各参数的互相婚配。 同时尽量做到粉末材料不炭化和烧结过程平稳。 正在此根本上尽可能采用较大的参数以提高效率。 (2) 褐件制做环节正在于烧失原型件中的无机杂质, 获得有相对精确外形和强度的金属布局体。两次 烧结中温度设时间是次要的影响要素,正在黏结剂 烧失同时,使金属粉末颗粒间发生微熔粘结,保 证原型件不致塌陷。 (3) 金属熔渗阶段的环节正在于选用合适的熔渗材 料及工艺,以获得较致密的最终金属零件。颠末 二次取三次烧结获得一个用必然强度硬度及内部 有松散性布局的“褐件”,这对金属熔渗有益。 所选渗入金属必需比“褐件”中金属的熔点低, 以正在较低温度下渗入。 3.3 金属零件间接烧结工艺 金属零件间接烧结工艺采用的是纯粹的金属粉 末,采用激光能源对金属粉末间接烧结,使其融 化,实现叠层的堆积。 成型过程时间较着缩短,无需复杂的后处置。但 要求激光器的功率较大以烧结中金属的间接 熔化。因此间接烧结中激光参数选择、被烧结金 属粉末材料的熔凝过程及其节制是烧结成型的关 键。 激光参数包罗激光功率、光斑曲径、和扫描间隔。 金属粉末的融化和凝固时同时进行的,每道熔区 可分为熔化过渡区和熔化区。留意功率的影响。 3.4 陶瓷粉末烧结工艺 该工艺需要正在粉末中插手黏结剂。目前所用的纯 陶瓷粉末原料有Al2O3和SiC,而黏结剂有无机粘 结剂、无机粘结剂和金属黏结剂等三种。 加无机粘结剂磷酸二氢氨(NH4H2PO4),加热 到190oC时,分化出的P2O4取AL2O3反映生成 AlPO4,是一种黏结剂。甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 取Al2O3按必然比例夹杂后用激光扫描使PMMA 熔化将粉末粘结,并正在后续处置中除去PMMA。 对于Al2O3粉末中插手Al粉进行烧结,使Al熔化起 到黏结剂感化。 本工艺能够间接烧结锻制用的型壳来出产各类铸 件以至是复杂的金属零件。 4.选择性激光烧结工艺参数 烧结工艺参数对精度和强度的影响是很大的。从 要包罗激光功率、扫描速度、烧结间距和单层层 厚等,此外,预热也是SLS工艺的一个主要环节。 (1)激光功率 跟着功率添加,尺寸误差向正方 向增大,且厚度标的目的的增大体比宽度标的目的的尺寸 误差大,次要是因为对于波长必然的激光,其光 斑曲径是固定的。此外,功率添加强度也会跟着 增大,但过大会加剧固化收缩惹起的翘曲变形, 所以要分析选用激光和烧结工艺参数。 (2)扫描速度 当扫描速度增大时,尺寸误差向负 误差标的目的减小,强度减小。 (3)烧结间距 跟着扫描间距的增大尺寸误差向负 误差标的目的减小,同时强度减小。扫描间距越小,单 位面积上能量密度越大,熔化越充实,强度越高。 堆叠部门越大,温度会升高,使更多的粉末烧结正在 一路,使误差向正标的目的增大。间距越大,强度降低。 同时影响效率,应分析考虑。 (4)单层层厚 跟着单层层厚添加,强度减小,尺 寸误差向负标的目的减小。层厚添加,粘结安稳程度 削弱,容易剥离,强度降低,且要熔化的粉末增 加向递的热量削减,使尺寸误差向负标的目的减 小,因为影响效率应分析考虑。 此外,预热是一个主要环节,没预热或是不均 匀将会使成型时间添加,成型零件机能和精度降 低。颠末预热可削减烧结时的热应力,防止其产 生翘曲和变形,提高精度。 5. 选择性激光烧结工艺的使用 (1)间接制做快速模具 SLS工艺可用分歧的材料制 制分歧用处的模具,可间接烧结金属模具和陶瓷 模具,用做注塑、压铸、挤塑等塑料成型模具及 钣金成型模。 (2)复杂金属零件的快速无模具锻制 将SLS手艺 取细密锻制工艺连系起来,出格适宜具有复杂形 状的金属功能零件全体制制。 (3)内燃机进气管模子 用SLS工艺制制的进气管模 型可间接取相关零部件安拆,进行功能验证,快 速检测其运转结果进行针对性的改良以达到设想 要求。 Thank you