激光選區(qū)燒結(jié)尼龍12的熱氧老化機(jī)理及其微觀結(jié)構(gòu)、性能的研究
發(fā)布時間:2021-04-11 14:26
激光選區(qū)燒結(jié)(Selective Laser Sintering,SLS)是增材制造(Additive Manufacturing,AM)中最主要且應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)之一。SLS通過高能量的激光束燒結(jié)粉末材料逐層疊加,可直接成形塑料功能件或與鑄造相結(jié)合制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件。用于SLS的材料種類非常多,其中高分子材料里的尼龍12(Polyamide-12,PA12)憑借其優(yōu)異的性能及粉末特征成為了最廣泛應(yīng)用于SLS的材料。但PA12在SLS工藝過程中極易發(fā)生熱氧老化降解,導(dǎo)致制件性能下降且粉末回收利用率低,材料成為了限制SLS發(fā)展的瓶頸。針對上述問題,本文首先通過溶劑沉淀法制備了PA12粉末,分析了PA12在空氣中的熱氧老化現(xiàn)象。再通過SLS工藝對PA12進(jìn)行4次連續(xù)打印,制得了不同批次的老化粉末及對應(yīng)的測試件,對其進(jìn)行表征分析,研究了PA12的熱氧老化機(jī)理、微觀結(jié)構(gòu)演變過程及制件的性能,主要研究成果如下:(1)PA12粉末能制造出燒結(jié)質(zhì)量較高,尺寸精度較好的制件,但老化后粉末顏色變黃,形貌質(zhì)量嚴(yán)重降低將不再適用于SLS工藝。添加適當(dāng)?shù)目寡趸瘎┠艽蟠筇嵘牧系臒岱(wěn)定性,當(dāng)添加總含量為0.5...
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
激光選區(qū)燒結(jié)工藝原理示意圖
號 材料種類密度(g/cm3)平均粒徑(μm)拉伸強(qiáng)度(MPa)彈性模量(MPa) PA 尼龍粉末 0.59 58 44 1600 塑 GF加玻璃微珠的尼龍粉末0.84 -48 38.1 5910 塑rm 聚苯乙烯粉末 0.46 62 2.8 1604 失 Zr覆膜鋯砂- - 2.1 - 鑄造0 尼龍粉末 0.435-0.445 60 45 1700 塑de加金屬鋁的尼龍粉末- - 45 3600 金屬l H20 合金鋼粉末 - 20 1100 180000 金屬
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文Williams 等[24]、北京航空航天大學(xué)的趙保軍等[25]分別創(chuàng)建了不同的模型模擬了 PC 粉末在 SLS 工藝過程中能量傳遞及熱量傳輸?shù)那闆r。PS 在后來更多的應(yīng)用于 SLS 與熔模鑄造結(jié)合的工藝中,逐漸取代了 PC 的地位,因為相比起來 PS 具有更低的燒結(jié)溫度,成形件的性能及尺寸精度都更好[26]。圖 1-2 為以聚丙烯(Polypropylene,PP)為基體材料,采用 SLS 工藝制造的薄壁復(fù)雜結(jié)構(gòu)件。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]選擇性激光燒結(jié)3D打印用高分子復(fù)合材料[J]. 史玉升,閆春澤,魏青松,文世峰,朱偉. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2015(02)
[2]高分子材料在選擇性激光燒結(jié)中的應(yīng)用——(Ⅱ)材料特性對成形的影響[J]. 閆春澤,史玉升,楊勁松,劉錦輝. 高分子材料科學(xué)與工程. 2010(08)
[3]納米Al2O3/PS復(fù)合材料選區(qū)激光燒結(jié)成形域及力學(xué)性能[J]. 鄭海忠,張堅,徐志鋒. 機(jī)械工程學(xué)報. 2007(05)
[4]核-殼式納米Al2O3/PS復(fù)合粒子改性聚苯乙烯的選區(qū)激光燒結(jié)實驗研究[J]. 鄭海忠,張堅,魯世強(qiáng),徐志鋒. 復(fù)合材料學(xué)報. 2006(01)
[5]受阻酚類抗氧劑的研究進(jìn)展[J]. 王俊,楊洪軍,李翠勤. 化學(xué)與生物工程. 2005(08)
[6]胺類改性劑對尼龍6熱氧穩(wěn)定性能的影響[J]. 郭熙桃,趙耀明,寧平. 塑料工業(yè). 2005(01)
[7]激光燒結(jié)制備塑料功能件[J]. 汪艷,史玉升,黃樹槐. 中國塑料. 2004(11)
[8]選擇性激光燒結(jié)PC粉末的建模研究[J]. 趙保軍,施法中. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2002(06)
[9]聚酰胺熱氧化降解機(jī)理[J]. 李榮福,胡興洲. 高分子學(xué)報. 2000(02)
[10]快速成形技術(shù)的展望[J]. 黃樹槐,肖躍加,莫健華,馬黎,王從軍,韓明,李湘生,劉愛林. 中國機(jī)械工程. 2000(Z1)
博士論文
[1]選擇性激光燒結(jié)高分子材料及其制件性能研究[D]. 汪艷.華中科技大學(xué) 2005
本文編號:3131419
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
激光選區(qū)燒結(jié)工藝原理示意圖
號 材料種類密度(g/cm3)平均粒徑(μm)拉伸強(qiáng)度(MPa)彈性模量(MPa) PA 尼龍粉末 0.59 58 44 1600 塑 GF加玻璃微珠的尼龍粉末0.84 -48 38.1 5910 塑rm 聚苯乙烯粉末 0.46 62 2.8 1604 失 Zr覆膜鋯砂- - 2.1 - 鑄造0 尼龍粉末 0.435-0.445 60 45 1700 塑de加金屬鋁的尼龍粉末- - 45 3600 金屬l H20 合金鋼粉末 - 20 1100 180000 金屬
華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文Williams 等[24]、北京航空航天大學(xué)的趙保軍等[25]分別創(chuàng)建了不同的模型模擬了 PC 粉末在 SLS 工藝過程中能量傳遞及熱量傳輸?shù)那闆r。PS 在后來更多的應(yīng)用于 SLS 與熔模鑄造結(jié)合的工藝中,逐漸取代了 PC 的地位,因為相比起來 PS 具有更低的燒結(jié)溫度,成形件的性能及尺寸精度都更好[26]。圖 1-2 為以聚丙烯(Polypropylene,PP)為基體材料,采用 SLS 工藝制造的薄壁復(fù)雜結(jié)構(gòu)件。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]選擇性激光燒結(jié)3D打印用高分子復(fù)合材料[J]. 史玉升,閆春澤,魏青松,文世峰,朱偉. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2015(02)
[2]高分子材料在選擇性激光燒結(jié)中的應(yīng)用——(Ⅱ)材料特性對成形的影響[J]. 閆春澤,史玉升,楊勁松,劉錦輝. 高分子材料科學(xué)與工程. 2010(08)
[3]納米Al2O3/PS復(fù)合材料選區(qū)激光燒結(jié)成形域及力學(xué)性能[J]. 鄭海忠,張堅,徐志鋒. 機(jī)械工程學(xué)報. 2007(05)
[4]核-殼式納米Al2O3/PS復(fù)合粒子改性聚苯乙烯的選區(qū)激光燒結(jié)實驗研究[J]. 鄭海忠,張堅,魯世強(qiáng),徐志鋒. 復(fù)合材料學(xué)報. 2006(01)
[5]受阻酚類抗氧劑的研究進(jìn)展[J]. 王俊,楊洪軍,李翠勤. 化學(xué)與生物工程. 2005(08)
[6]胺類改性劑對尼龍6熱氧穩(wěn)定性能的影響[J]. 郭熙桃,趙耀明,寧平. 塑料工業(yè). 2005(01)
[7]激光燒結(jié)制備塑料功能件[J]. 汪艷,史玉升,黃樹槐. 中國塑料. 2004(11)
[8]選擇性激光燒結(jié)PC粉末的建模研究[J]. 趙保軍,施法中. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2002(06)
[9]聚酰胺熱氧化降解機(jī)理[J]. 李榮福,胡興洲. 高分子學(xué)報. 2000(02)
[10]快速成形技術(shù)的展望[J]. 黃樹槐,肖躍加,莫健華,馬黎,王從軍,韓明,李湘生,劉愛林. 中國機(jī)械工程. 2000(Z1)
博士論文
[1]選擇性激光燒結(jié)高分子材料及其制件性能研究[D]. 汪艷.華中科技大學(xué) 2005
本文編號:3131419
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