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粉末成形工艺的试验方法及过程进行探究

文章出处:责任编辑:发表时间:2020-08-19【

幸运飞艇官网  1试验方法及过程1.1基料的合成本文以乙醇(工业级,质量分数95)为主溶剂,辅以其他助溶剂、助剂,在密封不锈钢釜中油浴加热至120180,保温12h后剧烈搅拌快速冷却。通过真空抽滤和减压回收,对已冷却的粉末沉析液进行固-液分离,所得固态物为尼龙12粉末的聚集体,聚集体经真空干燥后,球磨、过筛,即可得到具有适宜粒度分布的尼龙12粉末。

粉末成形工艺的试验方法及过程进行探究

  1.2复合尼龙粉的改性在基料中添加光吸收剂、流动剂、偶联剂、无机填料等助剂,通过复合尼龙粉末配比优化试验,确定复合尼龙粉的最佳配方,完成粉末改性。

  激光烧结快速成形技术是利用激光提供能量,使材料吸收能量来达到成形的目的,所以光吸收剂在这里所起的作用是增加能量的吸收,因此要在材料里添加一定量的光吸收剂。流动剂是为了改善聚合物加工性的一种添加剂,它的主要作用是改善加工过程中塑料材料与机械之间及粉末材料内部分子之间的相互摩擦,提高加工材料的流动性,从而改善塑料的加工性并提高制品性能。

  对于SLS成形方法而言,改变材料加工成形时的流动性的目的是防止粉末抱团、静电及熔融的聚合物粘附于热的加工设备表面。偶联剂具有表面活性基团,有利于提高填料与聚合物的相容性,改善材料的微观结构,使其拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率都有所提高。无机填料的加入可减少翘曲变形,提高成形精度及制品的尺寸稳定性,改善尼龙粉末韧性的同时还能提高尼龙的拉伸强度。

  1.3复合尼龙粉末激光烧结工艺实验试验采用正交设计法,在450450点扫描快速成形机上对复合尼龙粉采用不同工艺参数进行烧结,以烧结密度为主要性能指标,研究主要工艺参数对激光烧结成形性能的影响关系,采用方差分析法分析,得出一组最佳工艺参数。

  根据对烧结成形性能主要影响因素的分析,确定采用激光功率、激光扫描速度、铺粉厚度及预热温度四个主要成形工艺参数作为试验因素,根据要求结合试验经验,选取四因素三水平的正交试验方案,即L9(34),其中,数字1、2、3表示水平号,括号内的数值表示该因素在该水平的数值。

  2结果与分析

  改性后的复合尼龙粉的扫描电镜照片可以看出,大量小颗粒无机填料不规则分布在大颗粒的尼龙粉周围,其中,从几微米到几十微米尺寸不等的圆球状空心玻璃微珠很好地对不规则空隙进行了填充。由于无机填料的粒径小,使粉末材料的比表面积增大,粒子与基体间的接触面积增大,当材料受到冲击时,能产生更多的屈服,吸收更多的冲击能,并且有效地提高了铺粉密度。

  通过激光烧结试验得到的9组烧结成形件的拉伸强度值如下:y1=40374MPa,y2=35746MPa,y3=36200MPa,y4=35794MPa,y5=39610MPa,y6=39048MPa,y7=36850MPa,y8=37356MPa,y9=41385MPa由上述数据计算得T= 9i=1yi=342.363y=T/9=38040采用正交试验的方差分析方法对试验结果进行分析,根据方差分析的计算方法,可得所示的计算结果。中,Mij为第j列水平号为i的y值之和;mij为因子j的第i个水平的均值,mij=knMij,n为试验次数;k为水平数;Sij为各列方差平方和,Sj=knki=1M2ij-1nT2;Rj为各列极差,Rj=max1 i jMij-min1 i jMij。

  所示是2号制件的断口微观形貌,可以看出,由于能量密度不大,对粉末进行激光烧结时,粉末并非完全熔化,液态保持时间较短,不能使粉层均匀地粘接起来,内部空洞很多,致密性较差,因而制件性能不高。

  所示是在最佳工艺参数条件下激光烧结制件的断口形貌,相比较可以看出,最佳工艺参数条件下激光烧结制件的断口微观组织致密性明显提高,内部空洞明显变小变少,且由于玻璃微珠等无机填料阻碍了尼龙的大面积的结晶,镶嵌在尼龙结晶体之间,有效减小了烧结表面的表面张力,使宏观收缩量减小,翘曲现象得到有效控制。

  3结论(1)复合尼龙粉末材料的最佳配方(质量分数)为:尼龙12粉末886,无机填料10,偶联剂03,流动剂05,光吸收剂06.(2)激光烧结复合尼龙材料的最优工艺参数为:激光功率14W,预热温度95,扫描速度1400mm/s,铺粉厚度01mm.


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