选择性激光烧结用尼龙复合粉末材料的制作方法

文档序号:11124919阅读:648来源:国知局

本发明涉及选择性激光烧结工艺技术领域,更具体地,涉及一种选择性激光烧结用尼龙复合粉末材料。



背景技术:

选择性激光烧结(SLS)是20世纪80年代后期发展的先进快速原型制造技术之一。该技术集计算机技术、数控技术、激光技术以及材料加工技术于一体,是近20年来制造技术领域的一次重大突破。选择性激光烧结技术应用的材料范围极为广泛,适用于原型功能零件和模具的制造,可加工有机聚合物、石蜡、金属、陶瓷等工件。

尼龙材料机械强度高、耐磨性好,在温度达到熔点以上时熔融粘度非常低,其SLS烧结速率高,成型件致密性好,强度高,若在尼龙材料中添加增强材料可进一步增强尼龙的SLS成型件的抗拉强度、弹性模量、冲击强度等,因而SLS用尼龙复合粉末材料的制备和成型一直是该领域学者研究的热点课题。

目前尼龙复合粉末材料中常见的是尼龙加玻纤粉末材料,玻纤可大幅地增强尼龙的拉伸强度、弯曲强度、刚性、耐热性和耐磨性等,因此尼龙加玻纤复合粉末材料广泛应用于SLS工艺中,然而,在激光烧结过程中,存在工件易在高温下氧化的问题,一旦氧化,工件表面会出现局部发黄,色差明显,不能达到预期颜色要求,影响外观和用户体验。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种选择性激光烧结用尼龙复合粉末材料,该材料在增强工件机械强度的同时能解决工件表面易被氧化而呈现局部发黄的问题。

本发明所采用的技术方案为:一种选择性激光烧结用尼龙复合粉末材料,所述尼龙复合粉末材料组成成分由尼龙、玻纤和白色矿物质染色剂组成,所述白色矿物质染色剂占所述尼龙复合粉末材料的总重量的0.5%~1%。

一种采用上述所述的尼龙复合粉末材料的选择性激光烧结工艺,将尼龙复合粉末材料在激光功率为20~100W,扫描速度为6.7~12.7m/s,铺粉厚度为0.06~0.12mm,扫描间距为0.15~0.3mm的条件下进行激光烧结。

本发明的有益效果为:本发明的尼龙复合粉末材料中添加了白色矿物质粉末材料,可对烧结工件表面起到增白的作用,避免工件因氧化而发黄,达到预期颜色及光亮度,增强外观观赏性,为了不影响尼龙加玻纤原有的SLS烧结物理性能,需严格控制白色矿物质粉末材料在尼龙复合粉末材料中的重量含量,经过多次试验,得出白色矿物质粉末占总重量0.5%~1%时,烧结后的工件仍具有较好的抗拉强度、弯曲强度、缺口冲击强度等,且烧结过程中无翘楚现象产生,工件烧结精度高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

本发明的一种选择性激光烧结用尼龙复合粉末材料,所述尼龙复合粉末材料组成成分由尼龙、玻纤和白色矿物质染色剂组成,所述白色矿物质染色剂占所述尼龙复合粉末材料的总重量的0.5%~1%。白色矿物质染色剂可为本领域常用的白色染料。

优选地,所述白色矿物质染色剂为白色滑石粉、锌钡白粉、白色荧光粉、钛白粉、或银白珠光粉中的一种或多种。

优选地,所述白色矿物质染色剂的粒径为30~60μm,在粒径优选范围内能有效使工件表面起到增白作用,且不影响SLS烧结工艺精度。

优选地,所述尼龙的粒径为50~60μm,增强工件表面机械强度。

优选地,所述玻纤的粒径为20~40μm,进一步增强尼龙烧结材料的抗拉强度、弯曲强度、缺口冲击强度等。

优选地,以重量百分比计,尼龙占总重量的70%~80%,玻纤占总重量的19.5%~29%。

一种采用上述所述的尼龙复合粉末材料的选择性激光烧结工艺,将尼龙复合粉末材料在激光功率为20~100W,扫描速度为6.7~12.7m/s,铺粉厚度为0.06~0.12mm,扫描间距为0.15~0.3mm的条件下进行激光烧结。

优选地,将尼龙复合粉末材料在激光功率为40W,扫描速度为12.7m/s,铺粉厚度为0.1mm,扫描间距为0.3mm的条件下进行激光烧结。

实施例1

称取尼龙80kg、玻纤19.5kg、银白珠光粉0.5kg混合均匀,所述尼龙粒径为60μm,玻纤粒径为20μm,钛白粉粒径为60μm;将混合均匀后的粉末材料在激光功率为40W,扫描速度为12.7m/s,铺粉厚度为0.1mm,扫描间距为0.3mm的条件下进行激光烧结。烧结后的工件表面白亮,精度高,且无烧结翘曲现象。

实施例2

称取尼龙70kg、玻纤29kg、钛白粉1kg混合均匀,所述尼龙粒径为50μm,玻纤粒径为40μm,钛白粉粒径为30μm;将混合均匀后的粉末材料在激光功率为41W,扫描速度为12.7m/s,铺粉厚度为0.1mm,扫描间距为0.3mm的条件下进行激光烧结。烧结后的工件表面白亮,精度高,且无烧结翘曲现象。

实施例3

称取尼龙80kg、玻纤19.5kg、白色滑石粉0.5kg混合均匀,所述尼龙粒径为55μm,玻纤粒径为30μm,钛白粉粒径为40μm;将混合均匀后的粉末材料在激光功率为42W,扫描速度为12.7m/s,铺粉厚度为0.1mm,扫描间距为0.3mm的条件下进行激光烧结。烧结后的工件表面白亮,精度高,且无烧结翘曲现象。

实施例4

称取尼龙70kg、玻纤29kg、锌钡白粉1kg混合均匀,所述尼龙粒径为55μm,玻纤粒径为20μm,钛白粉粒径为30μm;将混合均匀后的粉末材料在激光功率为40W,扫描速度为12.7m/s,铺粉厚度为0.1mm,扫描间距为0.3mm的条件下进行激光烧结。烧结后的工件表面白亮,精度高,且无烧结翘曲现象。

实施例5

称取尼龙70kg、玻纤29kg、白色荧光粉1kg混合均匀,所述尼龙粒径为55μm,玻纤粒径为20μm,钛白粉粒径为30μm;将混合均匀后的粉末材料在激光功率为40W,扫描速度为12.7m/s,铺粉厚度为0.1mm,扫描间距为0.3mm的条件下进行激光烧结。烧结后的工件表面白亮,精度高,且无烧结翘曲现象。

以实施例1为试验例,采用本实施例的尼龙复合粉末材料,进行SLS烧结工艺后,工件表面的物理性能如表1。

表1

对比例1:仅用尼龙和玻纤的混合物进行SLS烧结,其工件表面的物理性能见表2。

表2

由表1与表2进行对比,可看出,添加了白色矿物染色剂的尼龙复合粉末材料进行SLS烧结工艺后,工件表面的机械强度等物理性能均不受到影响,而本发明的尼龙复合粉末材料能解决工件表面发黄的现象。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作出任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明的技术方案范围内。

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