【摘要】：選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(Selective Laser Sintering,簡稱SLS)是一種以激光作為能源,各種粉末作為原料的3D打印技術(shù)。該技術(shù)因具有成型工藝簡單、精度高、應(yīng)用材料廣和燒結(jié)制件的結(jié)構(gòu)不受工藝限制等優(yōu)點而備受關(guān)注。尼龍(PA)粉末是當前應(yīng)用最普遍的SLS成型材料。PA粉末在SLS成型過程中會發(fā)生老化,回收的粉末再次燒結(jié)得到的制品性能差,表面出現(xiàn)了大量的“橘皮”紋理現(xiàn)象,從而導致PA粉末的回收利用率低、成本增加。因此PA粉末的循環(huán)利用有很大的現(xiàn)實研究意義。本文以PA12粉末為研究對象,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:由于PA12粉末的SLS成型是在氧含量特別低的情況下進行的,為了模擬PA12在SLS成型過程中的老化情況,對PA12粉末進行了真空老化研究。結(jié)果表明,老化后的PA12粉末熔體流動性出現(xiàn)明顯的下降,分子量明顯的增加,但力學性能和熱性能方面變化不大有些許提升。導致回收粉循環(huán)利用率低的主要原因是老化后粉末熔體流動性的下降。采用機械共混法將燒結(jié)后的PA12回收粉末和未燒結(jié)的粉末進行共混改性,共混后的粉末熔體流動性能夠得到明顯改善,但對回收粉的熱性能和力學性能的影響不大。為節(jié)約成本,一般采用1:1的比例進行共混。選用三種超支化樹脂Hyper C100、Hyper HPN202和Hyper C181作為PA12回收粉的流變改性劑,然后運用機械共混法對其進行增塑改性。三種超支化樹脂均能有效的提高PA12回收粉的熔體流動性,熔融指數(shù)隨著添加量的增大而增加。Hyper HPN202具有最佳的改善效果,在添加量為1 wt%時,熔體流動指數(shù)上升了200.0%,與未添加時相比,拉伸強度有些許增加,沖擊強度和彎曲模量與未添加時基本相同,維卡軟化點提高了5.6℃。分別以鄰苯二甲酸酐、苯胺和苯甲酸作為封端劑,采用溶劑沉淀法來制備封端的PA12粉末,并對封端改性后的粉末再進行真空老化研究。結(jié)果表明,三種封端劑均可以有效的改善PA12粉末老化過程中分子量增大、熔體流動性下降的現(xiàn)象。老化前后,封端的PA12粉末熱性能與力學性能變化不大。其中鄰苯二甲酸酐的改善效果最好。老化24小時時,未封端的PA12粉末熔體流動指數(shù)降低了62.6%,粘均分子量增加了175.6%。而鄰苯二甲酸酐、苯胺和苯甲酸封端的PA12粉末熔體流動指數(shù)分別降低了17.5%、26.1%和31.8%,粘均分子量分別增加了29.1%、49.5%和62.1%。
【學位授予單位】：武漢工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ317;TB383.3
【圖文】：

武漢工程大學碩士學位論文成果。取得的相應(yīng)成果[36]有南京航空航天大學研制的 RA快速成型系統(tǒng)、北京隆源公司開發(fā)的 AFS-300 激光快速中科技大學研制的 HRP 激光成型系統(tǒng)等。S 成型技術(shù)的發(fā)展在很大的程度上來說就是燒結(jié)材料的發(fā)發(fā)展依據(jù)燒結(jié)材料的特點可以分成 2 個階段[36]：（1）SL點材料，燒結(jié)得到制件。當前大多數(shù)燒結(jié)設(shè)備以及工藝都。（2）SLS 技術(shù)用于高熔點材料，直接燒結(jié)制造零件。擇性激光燒結(jié)技術(shù)的原理S 技術(shù)工藝原理如圖 1-1 所示[37-38]。

粉末的燒結(jié)機理分的聚合物粉末材料均有著比較低的粘性流動活化能材料在燒結(jié)過程中的主要運動形式，所以聚合物粉料粘性流動[69]。Frenkel[70]于 1945 年首次提出了粘性流制認為粉末顆粒的表面張力是粘性流動燒結(jié)的驅(qū)動力的粘度會對其燒結(jié)過程產(chǎn)生阻礙。Frenkel 粘性流動燒[71]：單位時間內(nèi)作用在液滴表面的表面張力γ所作的功起的能量彌散速率互相平衡。顆粒之間的“結(jié)合”速率性而無法準確計算，因此粉末顆粒之間的粘接過程可的對心運動來簡化模擬[72]。如 1-2 圖中所示，相等半從開始到點接觸 t 時間后，液滴逐漸接近并形成圓形保持球形。

第 2 章 尼龍 12 粉末的老化研究及性能表征2.1 引言PA12 粉末在 SLS 成型的過程中會發(fā)生一定程度的老化，回收后的粉料再次應(yīng)用于 SLS 得到的產(chǎn)品會有大量的“橘皮”紋理現(xiàn)象出現(xiàn)，而且性能差、致密度低，導致制件不能得以使用。如圖 2-1 所示，（a）是未老化的 PA12 粉末燒結(jié)得到的制品，（b）是回收的 PA12 粉末燒結(jié)得到的制品�？梢悦黠@看出回收粉料燒結(jié)后得到的產(chǎn)品表面粗糙，“橘皮”紋理現(xiàn)象明顯。PA12 的選擇性激光燒結(jié)是在氧含量特別低的環(huán)境中進行，而且設(shè)定的燒結(jié)預(yù)熱溫度是 170 ℃。本章旨在研究 PA12 粉末在真空環(huán)境中且溫度為 170 ℃的老化效應(yīng)，分析研究老化前后和隨著老化時間的加長PA12 粉末各項性能的變化。

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