[發(fā)明專利]一種選擇性激光燒結(jié)用多元共聚尼龍粉末制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010695820.2
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111873427B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岳云豪;文杰斌;李儉;譚銳;羅秋帆
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南華曙高科技股份有限公司
• 主分類號: B29C64/314
• 分類號: B29C64/314;B33Y70/10;B33Y40/10;B29B13/10;C08L77/02;C08L77/06;C08K7/26;C08K5/13;C08K7/20;C08K3/34;C08K5/20;C08K7/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種選擇性激光燒結(jié)用多元共聚尼龍粉末制備方法，包括：將多元共聚尼龍粒料加入到深冷粉碎機(jī)中，在?90～?130℃的液氮中以15～30Hz的粉碎轉(zhuǎn)子頻率下進(jìn)行一次粉碎獲得D50在200～500μm的多元共聚尼龍粉末粗料；將多元共聚尼龍粉末粗料和研磨助劑混合得到混合粗料，并加入到深冷粉碎機(jī)中，在?100～?160℃的液氮中以25~50Hz的粉碎轉(zhuǎn)子頻率下進(jìn)行二次粉碎，得到D50=30～70μm的多元共聚尼龍細(xì)粉；在其中加入流動助劑、抗氧化劑和增強(qiáng)劑，低速混合20~60min得到選擇性激光燒結(jié)用多元共聚尼龍粉末。本發(fā)明通過深冷粉碎法將多元共聚尼龍粒料進(jìn)行處理后得粉末粗料，加入研磨助劑后再進(jìn)行深冷粉碎的方法，可獲得燒結(jié)溫度低，韌性高，表面質(zhì)量好的選擇性激光燒結(jié)用多元共聚尼龍粉末。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種選擇性激光燒結(jié)用多元共聚尼龍粉末制備方法。

背景技術(shù)

增材制造是一種利用三維模型數(shù)據(jù)通過層層堆積的方式制造物體的技術(shù)，由于具有小批量生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)無多余尾料及生產(chǎn)靈活性高等獨(dú)特優(yōu)勢，近年來受到制造業(yè)越來越多的關(guān)注。其中選擇性激光燒結(jié)技術(shù)（SLS）具有制造工藝簡單，無需支撐結(jié)構(gòu)，材料利用率極高等獨(dú)特優(yōu)勢，成為了發(fā)展最快，且具備工業(yè)化生產(chǎn)能力的增材制造技術(shù)之一。

眾所周知，常用的SLS燒結(jié)材料有三種：高聚物粉末，金屬粉末和陶瓷粉末。其中高聚物材料具有較低的熔點(diǎn)和更高的粘度，因此更易成形，從而廣泛用于手板，航天，醫(yī)療等行業(yè)。在所有高聚物材料中，尼龍材料對激光的吸收效率最高，且尼龍本身作為五大工程塑料之一，在各個行業(yè)內(nèi)已有成熟的應(yīng)用。因此，在SLS用高聚物材料中，尼龍占據(jù)了90%以上的市場。

目前，市面上已成功商用的尼龍材料主要有力學(xué)性能較好的PA11、PA12和模量極高的PA6等高溫材料及其復(fù)合物。而具備燒結(jié)主溫低，結(jié)晶度低，韌性好等諸多優(yōu)勢的多元共聚尼龍（COPA）卻鮮有報道。其根本原因在于COPA材料通過PA6，P66，PA12，PA610等單體進(jìn)行縮聚制得，自身重復(fù)單體的復(fù)雜性決定了COPA采用其它SLS尼龍材料所常用的溶劑法會使得制備路線復(fù)雜，設(shè)備及工藝要求精密，如CN201811252408，CN201910865021。顯然，使用溶劑法制備COPA不僅會顯著提升制造成本，更重要的是COPA的單體單體在溶劑合成路線中會有更大的斷裂，接枝及重組等不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)破壞風(fēng)險，最終導(dǎo)致不同批次的材料存在明顯的性能波動。因此，傳統(tǒng)領(lǐng)域中最主流的COPA粉末加工方法為深冷粉碎法。近年來，雖然已有大量的文獻(xiàn)及專利優(yōu)化了深冷粉碎方案，如CN106111289A、CN210617323U。但以上方案主要圍繞著生產(chǎn)效率低及生產(chǎn)成本開展優(yōu)化，而對于深冷粉碎的COPA粉末所存在的粒徑分布較寬，松裝密度低，粉末粒形不規(guī)整等固有缺陷，無法在不改動硬件結(jié)構(gòu)的條件下得到顯著改善，以至于該粉末的流動性相對較差，成品工件力學(xué)性能不足，令COPA粉末在SLS技術(shù)領(lǐng)域中的使用受到了極大的限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種選擇性激光燒結(jié)用多元共聚尼龍粉末制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)制備的多元共聚尼龍粉末所存在的粒徑分布較寬，松裝密度低，粉末粒形不規(guī)整等技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種選擇性激光燒結(jié)用多元共聚尼龍粉末的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將多元共聚尼龍粒料加入到深冷粉碎機(jī)中，在-90～-130℃的液氮環(huán)境氛圍中以15～30Hz的粉碎轉(zhuǎn)子頻率進(jìn)行一次粉碎，獲得D50在200～500μm的多元共聚尼龍粉末粗料；

步驟二、將多元共聚尼龍粉末粗料和研磨助劑混合得到混合粗料，并將混合粗料加入到深冷粉碎機(jī)中，在-100～-160℃的液氮環(huán)境氛圍中以25~50Hz的粉碎轉(zhuǎn)子頻率下進(jìn)行二次粉碎，得到D50=30～70μm的多元共聚尼龍細(xì)粉；

步驟三、在多元共聚尼龍細(xì)粉中加入流動助劑、抗氧化劑和增強(qiáng)劑，并以100~300r/min低速混合20~60min，得到選擇性激光燒結(jié)用多元共聚尼龍粉末；其中，