3D打印技术间接法烧结成型工艺
激光烧结。
工艺参数:激光功率、扫描速度、扫描间距、粉末预热温度。
后处理工艺。
成型坯件必须进行后处理才能成为密实的金属功能件。后处理一般有三步:降解聚合物、二次烧结和渗金属。这三个阶段可以在同一个加热炉中进行,保护气氛为30%的氢气,70%的氮气。
3D打印降解聚合物 降解加热在两个不同温度的保温阶段完成,先将坯件加热到350℃,保温5h,然后再升温到450℃,保温4h。在这两个温度段,聚合物都发生分解,其产物是多种气体,通过加热炉上的抽风系统将其去除。通过降解,98 %以上的聚合物被去除。 二次烧结 当聚合物大部分被降解后,金属粉粒间只靠残余的一点聚合物和金属粉末间的摩擦力来保持,这个力是很小的。要保持形状,必须在金属粉粒间建立新的联系,这就是将坯件加热到更高温度,通过扩散来建立联结。加热温度根据材料确定,对RapidSteel110,加热到约1000℃,保温8h。
3D打印光固化成型材料
1、3D打印光固化材料的应用
制作各种树脂样品或功能件,用作结构验证和功能测试;
制作精细零件;
制作有透明效果的制件;
代替熔模精密铸造中的消失模用来生产金属零件。
2、光固化成形树脂需具备的特性
粘度低,利于成型树脂较快流平,便于快速成型。
固化收缩小,固化收缩导致零件变形、翘曲、开裂等,影响成型零件的精度,低收缩性树脂有利于成型出高精度零件。
湿态强度高,较高的湿态强度可以保证后固化过程不产生变形、膨胀及层间剥离。
溶涨小,湿态成型件在液态树脂中的溶涨造成零件尺寸偏大;
杂质少,固化过程中没有气味,毒性小,有利于操作环境。
3、光固化成形树脂的组成及固化机理
应用于SLA技术的光敏树脂,通常由两部分组成,淄博3d打印材料,即光引发剂和树脂,其中树脂由预聚物、稀释剂及少量助剂组成。
当光敏树脂中的光引发剂被光源(特定波长的紫外光或激光) 照射吸收能量时,会产生自由基或阳离子,自由基或阳离子使单体和活性齐聚物活化,从而发生交联反应而生成高分子固化物。
4、SLA树脂的收缩变形
树脂在固化过程中都会发生收缩,通常线收缩率约为3%。从高分子化学角度讲,光敏树脂的固化过程是从短的小分子体向长链大分子聚合体转变的过程,其分子结构发生很大变化,因此,固化过程中的收缩是必然的。
从高分子物理学方面来解释,处于液体状态的小分子之间为范德华作用力距离,而固体态的聚合物,其结构单元之间处于共价键距离,共价键距离远小于范德华力的距离,所以液态预聚物固化变成固态聚合物时,必然会导致零件的体积收缩。
5、SLA的后固化
尽管树脂在激光扫描过程中已经发生聚合反应,但只是完成部分聚合作用,零件中还有部分处于液态的残余树脂未固化或未完全固化(扫描过程中完成部分固化,避免完全固化引起的变形) ,零件的部分强度也是在后固化过程中获得的,因此,后固化处理对完成零件内部树脂的聚合,提高零件最终力学强度是必不可少的。后固化时,零件内未固化树脂发生聚合反应,体积收缩产生均匀或不均匀形变。
与扫描过程中变形不同的是,由于完成扫描之后的零件是由一定间距的层内扫描线相互粘结的薄层叠加而成,线与线之间、面与面之间既有未固化的树脂,相互之间又存在收缩应力和约束,以及从加工温度(一般高于室温) 冷却到室温引起的温度应力,这些因素都会产生后固化变形。但已经固化部分对后固化变形有约束作用,3d打印材料是什么,减缓了后固化变形。
零件在后固化过程中也要产生变形,3d打印材料价格,实验测得零件后固化收缩占总收缩量的30%~40%。
6、SLA材料的发展
(1) SLA复合材料
SLA光固化树脂中加入纳米陶瓷粉末、短纤维等,可改变材料强度、耐热性能等,改变其用途,3d打印材料多少钱,目前已经有可直接用作工具的光固化树脂;
(2) SLA作为载体
SLA光固化零件作为壳体,其中填加功能性材料,如生物活性物质,高温下,将SLA烧蚀,制造功能零件。
(3) 其它特殊性能零件,如橡胶弹性材料。
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