湖南SLS激光快速成型材料应用分析(上)

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快速成型(Rapid prototyping——RP)是20世纪80年代后期开始商品化的一种高新制造技术,并成为21世纪的主流技术。在众多的成型技术中,选择性激光烧结原料(Selective Laser Sintering-SLS)因为具有成型速度快、精度高、材料选择面广和适用于多种用途的特点,得以迅速发展。湖南SLS激光快速成型突出的优点:以粉末作为成型材料,所使用的成型材料十分广泛,从理论上讲,任何被激光加热后能够在粉粒间形成原子间连接的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。
目前,在SLS系统上已经成功的用石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料进行了烧结。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能广泛,适合多种用途,所以SLS的应用越来越广泛。下面,湖南SLS激光快速成型华曙高科就成型材料及应用现状做一简单介绍分析。
1、蜡粉
传统的熔模精铸用蜡(烷烃蜡、脂肪酸蜡等),蜡模强度较低,难以满足精细、复杂结构铸件的要求,且成型精度差,所以后来就研制了低熔点高分子蜡的复合材料。目前已开发了以氧化聚乙烯为主要成分的复合精铸蜡粉(PCPl),其成型件经过简单的后处理(清粉、涂液)即可达到精铸蜡模的要求。
2、聚苯乙烯(PS)
聚苯乙烯受热后可熔化、粘结,冷却后可以固化成璎,而且该材料吸湿率小,收缩率也较小,其成型件浸树脂后可进一步提高强度,主要性能指标可达拉伸强度≥15MPa、弯曲强度≥33MPa、冲击强度>3MPa,可作为原型件或功能件使用,也可用做消失模铸造用母模生产金属铸件,但其缺点是必须采用高温燃烧法(>300℃)进行脱模处理,造成环境污染。因此,对于PS粉原料,针对铸造消失模的使用要求一般加入助分解助剂。
3、工程塑料(ABS)
ABS与聚苯乙烯同属热塑性材料,其烧结成型性能与聚苯乙烯相近,只是烧结温度高20℃左右,但ABS成型件强度较高,所以在国内外被广泛用于快速制造原型及功能件。
4、聚碳酸酯(PC)
聚碳酸酯烧结成型比较成熟,其成型件强度高、表面质量好,且脱模容易,主要用于制造熔模铸造航空、医疗、汽车工业的金属零件用的消失模以及制作各行业通用的塑料模。但聚碳酸酯价格比聚苯乙烯昂贵。
5、尼龙(PA)
尼龙材料用SLS方法可被制成功能零件,目前湖南SLS激光快速成型华曙高科广泛使用的有4种成分的材料。
1)标准的DTM尼龙(Standard Nylon),能被用来制作具有良好耐热性能和耐蚀性的模型;
2)DTM精细尼龙(DuraForm GF),不仅具有与DTM尼龙相同的性能,还提高了制件的尺寸精度、降低表面粗糙度,能制造微小特征,适合概念型和测试型制造;
3)DTM医用级的精细尼龙(Fine Nylon Medi—cal Grade),能通过高温蒸压被蒸汽消毒5个循环;
4)原型复合材料(ProtoFormTM Composite)是DuraForm GF经玻璃强化的一种改性材料,与未被强化的DTM尼龙相比,它具有更好的加工性能,同时提高了耐热性和耐腐蚀性。
关于湖南SLS激光快速成型的材料就介绍到这里,关于国内外最新研究成果的成型材料的介绍尽在湖南SLS激光快速成型材料应用分析(下)。

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