[發明專利]一種選擇性激光燒結成型方法

無效

• 申請號: 201310153534.3
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103192080A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 余振新
• 申請（專利權）人: 余振新
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 張奇洲

技術領域

本發明涉及一種快速成型方法，具體涉及一種選擇性激光燒結成型方法。

背景技術

近年世界重要工業國家大力發展快速成型技術，其中出現的重要的技術有：光固化成型技術（SLA）、選擇性激光燒結成型技術（SLS）、疊層實體制造技術（LOM）、熔融沉積快速成型技術、三維噴涂粘接技術（3DP）、光掩膜法、彈道微粒制造等。選擇性激光燒結（Selective?Laser?Sintering，SLS）快速成型技術又稱為選區激光燒結技術，是利用低熔點金屬或非金屬粉末材料在激光照射下燒結，在計算機控制下層層堆積成型。整個技術過程包括：CAD模型的建立及數據處理、鋪粉和激光掃描燒結的多次循環，以及三維構件打印完成后的二次處理等。該技術的優點是，材料選擇多樣，成品性能多變，并且不受模型幾何形狀的限制，不需要任何的工裝模具，不需要增加支撐結構設計，可以縮短產品的研發周期，降低生產成本、提高產品的市場競爭力。自2012年以來，SLS技術成為世界快速成型技術的重要發展分支。

當前，SLS技術燒結高分子粉末材料時一般要嚴格控制區域溫度，首先需要對成型空間進行預熱至200℃以上。激光燒結完成后還要等待近12個小時降溫；所以成型區必須造成密閉絕熱的工作倉。而且，模型產品強度很弱，需要根據使用要求進行滲蠟或摻樹脂等補強處理。因此，為了避免現有技術中存在的缺點，有必要對現有技術作出改進。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺點與不足，提供一種操作簡單的、對環境要求相對較寬松的、能在常溫下實現快速成型的選擇性激光燒結成型方法。

本發明是通過以下的技術方案實現的：一種選擇性激光燒結成型方法，所述選擇性激光燒結成型方法包括以下步驟：

（1）配制好用于選擇性激光燒結成型方法的粉末材料；

（2）使用三維制圖軟件繪制待制備模型的三維輪廓，并輸入激光燒結成型機中，成型機中的自動識別三維輪廓對應的激光掃描層次和每個層次的激光掃描路徑；

（3）根據模型初始化成型機參數；

（4）成型機進行激光掃描，激光束沿著該層次的激光掃描路徑掃描工作臺上的粉末材料，當一層粉末材料燒結完成后，成型機工作臺下降一層，再鋪上新一層粉末材料進行燒結；

（5）重復步驟（4）直至最后一層粉末材料燒結完成。

所述步驟（3）中的成型機參數包括掃描速度、激光功率、掃描密度、掃描層高和掃描方式。

所述步驟（1）中用于選擇性激光燒結成型方法的粉末材料包括尼龍聚合物粉末、PC聚合物粉末和硅質鹽粉末混合制成的混合物，所述尼龍聚合物、PC聚合物和硅質鹽的體積比為（1～2）：1：1。

所述用于選擇性激光燒結成型方法的粉末材料的線徑為10μm～100μm。

相對于現有技術，本發明在常溫下即可進行燒結，無需多小時的前預熱和后降溫過程，縮短了模型產品的生產周期和操作成本，而且模型產品的物理特性好，翹曲變形的程度小。

下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

具體實施方式

實施例1：

一種選擇性激光燒結成型方法，包括以下步驟：

（1）配制好用于選擇性激光燒結成型方法的粉末材料；

用于選擇性激光燒結成型方法的粉末材料包括尼龍聚合物粉末、PC聚合物粉末和硅質鹽粉末混合制成的混合物，該尼龍聚合物、PC聚合物和硅質鹽的體積比為1：1：1。當然，為了增強模型產品的硬度，可根據需要增加低熔點金屬粉末如鋁、錫，或低熔點金屬粉末的改性物，或Si/Fe/Cu類改性物。用于選擇性激光燒結成型方法的粉末材料的線徑為100μm。

（2）使用ProE繪圖軟件構建龍型的三維模型，設定長、寬、高分別為200mm、60mm、100mm。文件存儲為.stl格式，把.stl文件輸入激光燒結成型機的控制電腦，利用軟件“分層”算法，生成.leo文件及一系列.plt文件。軟件“分層”算法把三維模型解構成一組截面矢量圖的.plt格式的文件。.plt文件將引導每一個截面的激光掃描路徑。

（3）根據模型初始化成型機參數；

成型機參數包括掃描速度、激光功率、掃描密度、掃描層高、掃描方式，初始化參數為掃描速度2700mm/s，激光功率7.2w，掃描密度0.10mm，掃描層高0.2mm，掃描方式90°，大小比例1：1。