高分子材料烧结成型工艺研究,高分子材料论文.docx

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1、高分子材料烧结成型工艺研究,高分子材料论文内容摘要：随着科技的不断发展, 我们国家在高分子材料成型上的工艺技术不断进步, 为相关行业的生产活动提供了有力的技术支持。文章就以现前阶段高分子材料在烧结成型上的工艺技术进行讨论, 从高分子材料的成型加工技术、烧结成型工艺的介绍以及几类高分子材料烧结成型的举例来进行详细的阐述, 希望能够借此加深人们对于高分子材料烧结成型工艺的了解。 本文关键词语：高分子材料,烧结成型工艺,探寻求索 1 高分子材料加工成型技术 (1) 发展现在状况。高分子材料是工业生产的主要介入者, 是我们国家国民经济的支柱, 对高分子材料的成型工艺的研究, 有利于促进我们国家科学技术

2、的发展。随着改革开放以来, 高分子材料的成型加工工艺不断进步, 通过对华而不实所牵涉的化学以及物理等工艺不断探寻求索和改革, 高分子材料的成型技术不断趋于完善。在当代化的国民建设中, 航空、国防等一些尖端行业又对高分子材料的成型工艺提出了更多地要求。例如, 对于汽车行业来讲, 如今的发展趋势就是强调节能环保、美观简洁, 为此, 在相关行业以及汽车零部件的工艺加工上高分子材料的合成工艺的重要性就显得尤为重要。在现前阶段的高分子成型方式方法中, 存在挤出成型、注塑成型、塑料激光成型以及激光烧结成型, 华而不实, 激光烧结成型是一种非常有潜力的技术, 能够有效节约生产成本, 愈加环保, 凭借其在高分

3、子材料成型上的优势, 在最近几年的使用中逐步广泛。 (2) 发展趋势。在高分子材料成型的发展趋势上来看, 呈现着下面两种趋势。一是聚合物动态反响加工, 我们国家国内对聚合物及其相关材料的需求较大, 但是现前阶段的加工设备在热感传播经过中都存在一定的问题, 化学反响的程度难以控制, 相关设备的投入量较大, 噪音污染和光污染等都较为严重, 而聚合物的动态反响对各项技术的要求都较高, 通过对传统成型方式方法的改良, 能够解决设备上的缺陷, 促进加工方式的完善。另外一个就是针对现前阶段信息存储形式能量消耗周期性场以及在经过中极易遭到污染等问题, 迫切的需要发展信息存储光盘技术, 提高环境保卫的有效性。

4、由此能够看出, 节能环保是高分子材料成型的必经之路, 我们国家必须在各方面不断地开发研究, 把握有效的高分子烧结成型技术, 促进我们国家高分子材料成型事业的不断发展。 2 激光烧结技术 (1) 激光烧结技术的概念。激光烧结技术是一种重要的增材制造技术, 是集CAD、CAM、数控技术与激光加工技术和材料科学等于一体的最新成果, 以CO2激光器作为激光源, 计算机再根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描归集, 有选择的对固体粉末进行烧结, 一层一层的循环往复, 最终构成一个三维零件。就详细的步骤来讲, 首先就是要建立被加工零件的CAD模型, 将其转化为STL格式, 并运用分层的软件将CAD模型进行

5、切片处理, 进而获得每一个加工层面的数据信息。然后通过计算机技术对切片层信息的整理和分析, 激光束对粉末层进行扫描烧结, 在激光所能够照射的范围内, 粉末熔化并凝固在一起, 通过在其下方铺设粉末, 使得新旧粉末以自然烧结的状态结合在一起, 如此反复, 最终构成所需要的三维实体。 (2) 发展优势。采用烧结成型的工艺能够快速将设计思想转化成实物模型, 能够将设计者、制造者以及使用者最大化的连接起来, 对产品的生产经过及使用情况进行及时评价, 便于产品信息的沟通, 方便快速地对产品进行试验和修改, 缩短产品的开发周期, 提高产品的竞争力。提高产品生产的准确性, 为顾客提供愈加具有品质的产品。 (3

6、) 影响因素。影响烧结成型的因素主要有两个, 一是热塑性塑料本身的性能, 如结晶性、比热容、导热系数、熔体粘度和激光吸收率等;二是成型工艺参数, 包括扑粉厚度、预热温度以及激光功率和光斑直径等。选择性激光烧结要求粉体材料要具有适宜的熔融温度和良好的结合强度, 良好的粉体流动性与失重的粒径分布。由于这些因素的影响, 只要深切进入了解塑料粉末的激光烧结特性, 根据材料的特点选择适宜的工艺, 才能最大化地提高高分子材料的激光烧结效果。 3 高分子材料烧结成型工艺研究 (1) 聚苯乙烯。作为非结晶性高分子材料, 其原子排列在三维空间不具有长程有序和周期性, 并没有一个固定的熔点。它受热后可融化、黏结,

7、 冷却后能够固化成型, 且其材料具有收缩性校和吸湿率低等特点。在成型件浸树脂后能够进一步提高强度, 详细的其拉伸强度15MPa, 弯曲强度33MPa, 使其具备作为原型件或功能件的条件。但是, 由于在进行脱模处理时, 它必需要采用大于300 的高温燃烧, 很可能给环境造成污染。所以, 在现前阶段的工艺中, 一般会在华而不实参加助分解助剂, 使其成为当前国内使用最为广泛的一种成型材料。 (2) 尼龙。尼龙属于结晶性高分子基材料, 在激光烧结的经过中具有一个固定的熔点, 不受温度变化的影响, 在激光烧结经过中的成型效果较好。在分析了详细的制件精度的基础后, 能够通过添加无机填料、偶联剂以及流动剂和

8、光吸收剂等来提高烧结件的性能。现前阶段有四种被广泛使用的尼龙材料: (1) 标准的DTM尼龙, 能够制作具有良好耐热性能和耐腐蚀性能的模型,(2) DTM精细尼龙, 能够制造精度较高、光滑程度高等具有概念性的模型,(3) DTM医用级尼龙, 能够经历高温蒸压等测试,(4) 原型复合材料, 具有更好地加工性能和耐热性、耐腐蚀性等特征。这些尼龙能够通过激光烧结技术被制成各种功能零件, 充分发挥其本身的优势, 提高产品的强度和性能, 使制造工艺愈加具有实用性和美观性, 更好地符合市场的需求。 (3) 石墨的烧结成型工艺举例。我们国家是石墨资源储量丰富, 但是也一直处于出口元矿粉和进口深加工制成品的被

9、动局面。作为一种典型的不容易被加工成型的矿产资源, 鳞片石墨易碎且易粘, 将其与金属粉末、陶瓷粉末等树脂混合在一起, 运用激光烧结成型工艺对其进行深度的加工, 能够最大化的控制石墨粉末的分布, 促进产品的快速成型。下面就选取鳞片石墨混合粉末对激光成型的详细理论进行研究。 激光烧结属于瞬态传热的经过, 在这个经过中系统的温度、热流率以及热边界等都会有较为明显的变化。为了更好的进行分析, 需要对激光烧结经过中的主要影响因素建立相应的数学模型, 能够做出下面假设来简化数学模型:一是假设快速成型的激光加工部分是一个半封闭的环境, 在预热保温的环境下, 自由对流促成了熔池与外界的换热, 但是随着烧结经过

10、的不断进行, 温度会不断上升, 热量散失的强度越来越小, 直到不会对对流换热造成影响;二是假设激光器属于二氧化碳气体激光器, 受波长的限制, 穿透能力较差, 粉床外表疏松使得激光在照射时受粉床外表反射与透射的影响较小;三是由于石墨的熔点偏高, 粉末在激光扫描的经过中相变潜热对烧结区域温度场的影响较小, 在实验经过中能够忽略内热源作用的存在。 其烧结成型机理如下:将天然鳞片石墨粉末和热固性酚醛树脂粉末根据一定的比例来进行混合, 将天然鳞片石墨粉末的质量分数控制在62.5%左右, 热固性酚醛树脂的比例为37.5%左右。在激光束的照射下, 混合物料充分受热, 酚醛树脂到一定温度后就开场熔融固化, 呈

11、现出二维蜂窝状态, 促使天然鳞片与石墨粉末之间互相粘结, 使之成为所需的3D打印材料。在这个经过中, 借助热重分析仪确定石墨与酚醛树脂混合料的热重分析, 对华而不实的各个阶段进行观测。 结束语 随着快速成型技术的发展和广泛应用, 高分子材料的烧结成型技术已经被广泛的运用到了新产品的研制当中, 为降低成本、提高产品的竞争能力作出了宏大的奉献, 因而, 要不断加大科技研发力度, 促进高分子材料烧结成型工艺的创新发展。 以下为参考文献 1华南理工大学.产学研合作推动高分子材料新型成型装备产业化J.中国高校科技与产业化, 2018, (1) :26-27. 2徐林.碳纤维/尼龙12复合粉末的制备与选择性激光烧结成形D.武汉:华中科技大学, 2018.