[發(fā)明專利]用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍粉末材料制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811332846.X
• 申請(qǐng)日: 2018-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN109517376B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文杰斌;李儉;李中元;袁博;賴端
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南華曙高科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C08L77/06
• 分類號(hào): C08L77/06;C08K3/36;C08G69/28;C08G69/26;B33Y70/10
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍粉末材料制備方法，包括如下步驟：將尼龍?jiān)稀⒎舛藙⑷ルx子水和抗氧化劑加入到聚合釜中發(fā)生聚合反應(yīng)，再經(jīng)水冷拉條出料、切粒，得到尼龍粒料；將所述尼龍粒料和溶劑混合攪拌，采用溶劑法制粉，并通過離心過濾、干燥、篩分制得尼龍粉末；將所述尼龍粉末、流動(dòng)助劑和封端劑混合，經(jīng)過攪拌步驟后篩分，制得尼龍新粉；將所述尼龍新粉和其燒結(jié)后產(chǎn)生的尼龍余粉按照50～100％∶0～50％的質(zhì)量百分比加入混粉桶中，采用高速攪拌工藝后篩分，得到一種用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍粉末材料。本發(fā)明的尼龍粉末流動(dòng)性好，粉末松裝密度高，燒結(jié)制件不產(chǎn)生橘皮，表面質(zhì)量好，余粉具有高循環(huán)利用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍粉末材料制備方法。

背景技術(shù)

選擇性激光燒結(jié)是通過選擇性地熔合多個(gè)粉末層來制造三維物體的一種方法，該方法允許不使用工具加工而只需根據(jù)待生產(chǎn)物體的三維圖像通過激光燒結(jié)粉末的多個(gè)重疊層，來獲得三維實(shí)體。該方法主要使用熱塑性聚合物來完成，專利US6136948和WO9606881對(duì)這種使用粉末狀聚合物制造三維物體的方法進(jìn)行了詳細(xì)的描述。該技術(shù)在航空航天、醫(yī)療、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)和建筑等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

選擇性激光燒結(jié)工藝中，最后燒結(jié)完后的燒結(jié)包，其中有一部分吸收激光能量的粉末熔化制備成燒結(jié)件；另外一部分未吸收激光能量的余粉，這些余粉與燒結(jié)件一起保存在燒結(jié)包里，直到打開燒結(jié)包。燒結(jié)包中未燒結(jié)的余粉，不僅是保證了整個(gè)燒結(jié)包的溫場(chǎng)的均一性，同時(shí)也起到支撐燒結(jié)件的作用。打開燒結(jié)包后，清理出燒結(jié)件，余粉經(jīng)過篩分留作下次循環(huán)使用，下次循環(huán)使用的粉末由一定比例的新粉和余粉進(jìn)行配粉而成。

在實(shí)際的選擇性激光燒結(jié)工藝中，余粉之所以不能完全重復(fù)使用，一是余粉進(jìn)行了后縮聚，聚酰胺分子量增加或聚酰胺分子之間進(jìn)行交聯(lián)；二是，余粉在燒結(jié)過程中長(zhǎng)期處于高溫下，余粉之間會(huì)發(fā)生交聯(lián)導(dǎo)致粉末流動(dòng)性變差。使用了大量聚酰胺分子量增加或者聚酰胺分子之間進(jìn)行交聯(lián)的余粉，粉末的熔融指數(shù)(Melt Flow Rate，簡(jiǎn)稱MFR)變差，會(huì)使得在燒結(jié)過程，吸收了激光能量的粉末變成了熔融體后，熔融體流動(dòng)性變差，不同燒結(jié)層之間的分子鏈之間無法較好的相互作用，所以層與層之間的無法很好的融合，從而使得燒結(jié)層的收縮不一致，最終導(dǎo)致了在燒結(jié)件上產(chǎn)生橘皮。粉末與粉末之間交聯(lián)會(huì)使得粉末流動(dòng)性變差，粉末松裝密度變低，從而使得在粉末鋪粉時(shí)，粉床上的粉末不夠密實(shí)，在粉末吸收激光能量后，熔融體空隙高，在結(jié)晶時(shí)不同燒結(jié)層收縮不一致，導(dǎo)致燒結(jié)件上產(chǎn)生橘皮。為了在使用選擇性激光燒結(jié)時(shí)保證燒結(jié)件的質(zhì)量，會(huì)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)將一定的比例的余粉與新粉混合，但所需的新粉的量明顯高于燒結(jié)件所消耗的量，所以，余粉的量會(huì)隨著燒結(jié)次數(shù)的增加，會(huì)不斷的增加；在實(shí)際應(yīng)用中，尼龍新粉和尼龍余粉配粉時(shí)通常采取普通的攪拌方式，攪拌速度低，尼龍余粉雖然在燒結(jié)過程中未被直接燒結(jié)，但或多或少受到一定高溫的影響，尼龍余粉之間產(chǎn)生粘結(jié)，尼龍新粉和尼龍余粉混合后的粉末松裝密度不高，流動(dòng)性差，所燒結(jié)制件也易產(chǎn)生橘皮現(xiàn)象，不能保證燒結(jié)件的質(zhì)量，從另一方面來講，需要加入更多的尼龍新粉，減少尼龍余粉的加入，尼龍余粉的利用率極低，然而尼龍余粉不能用于其他制造工藝使用，導(dǎo)致這部分余粉的浪費(fèi)，極大的增加了成本，同時(shí)也污染了環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍粉末材料制備方法，通過在聚合和配粉過程中加入封端劑，防止聚酰胺分子鏈再縮聚和聚酰胺分子鏈之間進(jìn)行交聯(lián)，達(dá)到聚酰胺熔融體粘度穩(wěn)定的作用，燒結(jié)后制件不產(chǎn)生橘皮。在尼龍新粉和尼龍余粉配粉的過程中，通過高速攪拌工藝，物理打散粉末之間的顆粒的粘接，提高粉末的松裝密度，所燒結(jié)制件表面質(zhì)量好，余粉具有高循環(huán)利用性，大大降低了成本，對(duì)環(huán)境具有友好性。

本發(fā)明提供的一種用于選擇性激光燒結(jié)的尼龍粉末材料制備方法，包括如下步驟：

(1)將尼龍?jiān)稀⒎舛藙⑷ルx子水和抗氧化劑加入到聚合釜中發(fā)生聚合反應(yīng)，再經(jīng)水冷拉條出料、切粒，得到尼龍粒料；

(2)將所述尼龍粒料和溶劑混合攪拌，采用溶劑法制粉，并通過離心過濾、干燥、篩分制得尼龍粉末；