[發明專利]低成本選擇性激光燒結用尼龍復合粉末及其使用方法

在審

• 申請號: 201710010152.3
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN107011650A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 張弛青陽;張建利;郭志軍;胥繼強;姚磊
• 申請（專利權）人: 北京增材制造技術研究院有限公司
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08K7/00;C08K3/34;B29C64/153;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 寶雞市新發明專利事務所61106
• 代理人: 石淑珍

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種低成本選擇性激光燒結用尼龍復合粉末，還涉及一種低成本選擇性激光燒結用尼龍復合粉末的使用方法。

背景技術

選擇性激光燒結技術因為具有成型材料選擇范圍寬、應用領域廣等突出優點，已成為國際上的研究重點，國外有許多高校、科研機構及公司正在進行該項技術的研究開發，如美國的Austin大學、DTM公司、德國的EOS公司等，目前國外對該項技術的研究開發主要集中在成型材料及成型工藝方面。

尼龍材料與一般材料相比，具有耐磨、強韌等優點，可以通過選擇性激光燒結技術快捷制造出新產品的實物模型或功能零件，供設計者直接進行產品設計驗證、性能試驗。然而用傳統尼龍粉末材料直接燒結功能件，在燒結過程中制件會發生很嚴重的收縮和翹曲變形，無法滿足使用要求。

近年來，國內外圍繞尼龍材料開展了大量的工作。國外DTM公司和EOS公司都將尼龍粉末作為激光燒結的主導材料。DOT公司推出了以尼龍粉末為基體的系列化燒結材料DuraForm、Standard Nylon、DuraForm GF、ProtoForm^TM Composite、Copper PA等；EOS公司也有與DuraForm、DuraForm GF類似的燒結材料。由于這類燒結材料都是專利產品，文獻報道較少。在高性能尼龍材料方面國內尚無成熟產品。大多從事這方面快速成型技術應用的單位是采用國外進口的成型設備及配套成型材料，價格昂貴，并且還要附加材料技術專利使用費，使用成本高，不利于該技術的推廣應用。近幾年，部分快速成型材料開發單位對選擇性激光燒結用尼龍材料進行了初步的研究工作，但所研究的材料離工程化應用還有相當差距，國內目前尚無成熟的尼龍材料可用于激光燒結獲得高性能原型制件。

國外已利用尼龍粉末制作原型及功能零件，所開發的激光燒結快速成型尼龍粉末熔點均在180℃以上，對燒結成型條件要求極高：1)要求加熱平面溫度場溫度差低于3℃；2)必須加保護氣氛，以免尼龍粉在燒結過程中氧化；3)國外尼龍粉燒結成型要求與專用快速成型設備配套使用，設備與材料均價格昂貴，如美國DTM與德國EOS公司用于尼龍粉燒結成型設備均在280萬元以上，每公斤尼龍粉售價為100美元。

發明內容

本發明的目的就是針對上述已有技術存在的不足，通過對工業用尼龍粉末PA12進行物理改性和化學改性，提供一種低成本選擇性激光燒結用尼龍復合粉末。

本發明還提供一種低成本選擇性激光燒結用尼龍復合粉末的使用方法。

本發明所采用的技術方案是：一種低成本選擇性激光燒結用尼龍復合粉末，所述尼龍復合粉末由以下質量百分比的原料組成，滑石粉：18％-25％，余量為尼龍粉PA12。

在本發明一種較佳實施例中，所述滑石粉的目數大于325目，其粒徑小于45μm。

在本發明一種較佳實施例中，，所述滑石粉為通過率為98％的涂料級滑石粉，其涂料級滑石粉的粒子呈片狀結構。

本發明采用的另一種技術方案，一種低成本選擇性激光燒結用尼龍復合粉末的使用方法，包括以下步驟：

S1、將尼龍粉PA12與滑石粉分別在震動篩中篩分，得到目數為250～400目的PA12粉，及目數大于325目的滑石粉；

S2、通過高速攪拌器，將滑石粉、尼龍粉PA12按照質量百分比混合均勻，得到尼龍復合粉末；

S3、將上述尼龍復合粉末在EOSP395打印機上經180℃/1.5h預熱后燒結成型，制備工藝參數為：激光功率18W，掃描速度3000mm/S，燒結間距0.12mm，燒結層厚度0.12mm。

相較于現有技術，本發明具有的有益效果：

1、本發明的尼龍復合粉末，屬于市場銷售的普通工業用尼龍粉PA12以及家裝涂料級滑石粉，尼龍復合粉末所添加的滑石粉其對應價格是市場銷售的普通工業用尼龍粉PA12單價的1/4甚至更低，極大的降低了原材料的成本，實現材料成本降低50％以上，完全替代了EOS昂貴的PA2200粉末，同時實現穩定打印，滿足應用需求，是一種適用于SLS的高性能、低成本新型尼龍復合粉末末。

2、利用滑石粉與尼龍粉PA12共混后的燒結特性，在EOS P395粉末燒結成型設備上進行打印，制燒結成品達到了穩定成型、精度高、表面良好的特性，滿足對成型件強度性能指標不作嚴格要求，如影視、手摸、cosplay、展覽等創意類以及工程實物樣品等領域的需求。

附圖說明

圖1是正八邊形平面的四個方向平面示意圖。