[發明專利]亞麻布層鋪式選擇性激光燒結快速成形法

有效

• 申請號: 201210144444.3
• 申請日: 2012-05-11
• 公開（公告）號: CN102632617A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 曾偉梁;劉穎;郭艷玲;姜凱譯;于志祥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱師范大學
• 主分類號: B29C67/04
• 分類號: B29C67/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種選擇性激光燒結的快速成形方法。

背景技術

選擇性激光燒結(SLS)是快速原型制造的一種，采用激光器作能源，其工作過程為：首先在計算機中建立零件的三維實體CAD模型，用分層軟件進行切片處理，得到每一加工層面的信息，并將其轉換為電信號來控制激光掃描系統。在工作臺上均勻鋪上一層很薄的加工材料粉末，激光束在計算機控制下按照零件分層輪廓有選擇性地進行燒結，被激光束照射的加工材料粉末熔化并在隨后的冷卻過程中粘結在一起，就完成了一個層面的加工；逐層鋪粉，逐層掃描燒結，直到完成最后一層的加工，制造出三維實體模型。全部燒結完后去掉多余的加工材料粉末，再進行打磨、烘干等后續處理便獲得零部件。該技術具有加工材料選擇范圍廣泛、多余材料易于清理、應用范圍廣等優點，適用于原型及功能零件的制造。

目前都采用不同的復合粉體作為選擇性激光燒結的原料，于是在選擇性激光燒結“推粉”(或稱作“鋪粉”)過程中常常出現混合粉不均勻、相互粘連聚集，導致鋪粉的厚度不均，甚至在某些點位出現復合粉體缺失的情況，從而影響了零部件的相對翹曲率、內部應力和表面的粗糙度，在外力沖擊下極易在有“缺陷”處發生斷裂，影響使用安全性，而且成型件受紫外線照射后易氧化降解而導致機械性能變壞。

發明內容

本發明為了解決采用復合粉體作為選擇性激光燒結的原料常常出現混合粉不均勻、相互粘連聚集，導致鋪粉的厚度不均，甚至在某些點位出現復合粉體缺失，影響零部件的相對翹曲率、內部應力和表面的粗糙度的缺陷，而提出的一種亞麻布層鋪式選擇性激光燒結快速成形法。

亞麻布層鋪式選擇性激光燒結快速成形法按以下步驟進行：

一、在計算機中建立加工件的三維實體CAD模型，用分層軟件進行切片處理，得到每一加工層面的信息，并轉換為電信號控制激光掃描系統；

二、將一層亞麻布平展，然后在亞麻布上噴涂固化液，之后進行選擇性激光燒結；

三、重復步驟二，將亞麻布逐層疊放、噴涂固化液，并利用激光掃描系統每一層逐一進行選擇性激光燒結，得到選擇性激光燒結半成品；

四、將選擇性激光燒結半成品放入60℃的甲苯中浸泡5min，然后真空干燥，再放入銅氨溶液浸泡至亞麻纖維溶解，取出后用水沖洗再120℃干燥1h，即完成層鋪式選擇性激光燒結，得到加工件成品；

其中步驟二中的固化液由環氧樹脂CYD-128和固化劑混合而成，環氧樹脂CYD-128與固化劑的質量比為100∶8～12；

超支化聚酯和環氧樹脂咪唑加成物按1∶1的質量比混合，然后在120℃熔融形成固溶體，再將熔融的固溶體溶解在二甲基甲酰胺中制成體積濃度為50％的溶液，即得到步驟二中的固化劑。

本發明步驟二中的環氧樹脂咪唑加成物為福建王牌精細化工有限公司生產的Kingcure390。本發明步驟二中環氧樹脂CYD-128與固化劑的質量比為100∶10。本發明步驟二中環氧樹脂CYD-128和固化劑混合均勻并真空脫泡。本發明控制步驟二中激光燒結溫度為80～120℃。本發明步驟二中亞麻布的厚度為0.1mm～0.2mm。本發明步驟二中固化液噴涂使用前40℃預熱10～15min。

本發明步驟二固化液的噴涂量須足以浸潤所選用的亞麻布。

本發明選用的亞麻布厚度薄，可以提高加工件的加工精度，亞麻布纖維也更容易被銅氨溶液溶解去除，而且更易于固化液的浸透。

本發明選用亞麻布作為選擇性激光燒結的原料，具有來源廣泛的優點。而且，因為亞麻布本身具有平整和均勻的特點，解決了傳統選擇性激光燒結過程中因“推粉”過程中出現的混合粉不均勻、相互粘連聚集，導致鋪粉的厚度不均的問題。

由于本發明方法中固化液采用噴涂的方式且具有優異的流動性和親潤性，所以本發明方法制備出的加工件內部不存在瑕疵點，內部均勻、應力小，力學性能大幅提升。

環氧樹脂固化時收縮性低，并利用亞麻布作為“骨架”，因此制成品相對翹曲率小，產生的內應力小，也有助于提高粘附強度和力學性能。由于固化后的環氧樹脂體系具有優良的力學性能，所以本發明方法制備出的加工件可不用進行后續強化處理。而且，固化后的環氧樹脂體系具有優良的耐堿性、耐酸性和耐溶劑性，賦予本發明方法制備的加工件優異的化學穩定性。

本發明方法制備的加工件具有突出的尺寸穩定性和耐久性，還具有耐霉菌的優點。本發明方法可用于制備做薄壁件。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。