本发明专利技术公开了一种采用3D打印成型的尼龙12/复配导热填料异形导热制件，具体包括以下步骤：对导热填料进行表面处理，采用机械混合法制备尼龙12、改性导热填料和烧结助剂混合均匀的复合粉体；设计三维CAD模型，将三维图形进行处理得到每一加工层面的数据信息后保存为STL文件并导入到SLS成型设备中；设定合适的预热温度、激光功率、扫描速度、扫描间距以及铺粉厚度等成型工艺参数，对尼龙12复合粉体进行SLS成型，得到尼龙12/复配导热填料异形导热制件。本发明专利技术所述的成型工艺简单，灵活性高，可以实现异形复杂结构导热制件的制备，满足不同应用场合的需求，制备的尼龙12/复配导热填料异形导热制件具有优异的导热性能和力学性能。形导热制件具有优异的导热性能和力学性能。
【技术实现步骤摘要】
一种采用3D打印成型的尼龙12/复配导热填料异形导热制件
[0001]本专利技术属于增材制造技术制备功能聚合物材料领域，更具体地，涉及一种采用3D打印成型的尼龙12/复配导热填料异形导热制件，尤其是一种应用于制备复杂形状的汽车散热罩的尼龙12/复配导热填料异形导热制件。
技术介绍
[0002]近年来，随着科学技术的快速发展，在电子电气、汽车工业和航空航天等许多领域都对导热材料提出了更严苛的要求。聚合物材料的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能优异，而且质轻高强易加工，但其结构特性使得其热导率非常低，远不能满足热管理材料的使用需求。将导热填料掺入聚合物是提高其热导率的最常见方法。然而，目前在制备导热聚合物材料方面仍然存在一些挑战。上述导热聚合物材料的成型方法主要是基于传统的加工技术，例如模压成型和注塑成型。尽管这些传统加工技术具有一定优势，例如成型周期短和生产效率高，但难以实现复杂形状和结构的导热聚合物材料的制造。
[0003]选择性激光烧结技术(Selective Laser Sintering，SLS)是利用粉体材料在激光照射下高温烧结的基本原理，通过计算机控制光源定位装置实现精确定位，然后逐层烧结堆积成型。SLS技术具有适用材料广泛(包括高分子、金属和陶瓷材料等)、无需支撑及成形精度高等优点，因此该技术在增材制造领域中占有重要地位。该技术可以实现复杂结构的设计与开发，可以大大降低成本，缩短成型周期，提高材料的利用率并可以提高制件的精度。其中，尼龙12是目前SLS成型技术直接制备塑料功能件的最好材料，采用尼龙12粉体激光烧结得到的成型件性能优良，强度高，韧性好。因此，利用选择性激光烧结技术成型尼龙12异形导热制件具有非常广阔的应用前景。
技术实现思路
[0004]为了克服传统成型方法难以满足复杂形状的导热聚合物制件的制备需求这一问题，本专利技术提供了一种尼龙12/复配导热填料异形导热制件的选择性激光烧结成型工艺。其目的在于，无需模具即可有效成型复杂结构的尼龙12异形导热制件，满足不同应用场合的需求。通过该工艺成型的尼龙12/复配导热填料异形导热制件具有优异的导热性能，精度高，表面质量好，同时兼具良好的力学性能，可以广泛应用于导热材料领域。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种采用3D打印成型的尼龙12/复配导热填料异形导热制件，具体包括以下步骤：
[0006](1)对导热填料进行表面处理，采用机械混合法制备尼龙12、改性导热填料和烧结助剂混合均匀的复合粉体；
[0007](2)设计三维CAD模型，将三维图形进行处理得到每一加工层面的数据信息后保存为STL文件，并将该STL文件导入到SLS成型设备中；
[0008](3)设定合适的预热温度、激光功率、扫描速度、扫描间距以及铺粉厚度等成型工艺参数，对尼龙12复合粉体进行SLS成型；
[0009](4)打印成型的制件在成型缸中自然冷却，待温度降至80℃以下后取出，经喷砂后处理去除表面残留的粉体，得到所述的尼龙12/复配导热填料异形导热制件。
[0010]进一步的，所述3D打印技术为选择性激光烧结(SLS)技术。
[0011]进一步的，所述复配导热填料以氧化铝为主，复配其他组分。
[0012]进一步的，所述其他组分是氮化硼、碳纤维和碳纳米管中的一种或几种。
[0013]进一步的，所述导热填料需要进行一定的表面改性。
[0014]进一步的，所述烧结助剂为纳米二氧化硅，质量分数为1％～3％。
[0015]进一步的，所述机械混合法的混粉时间为4～8h。
[0016]进一步的，所述SLS成型工艺参数为：预热温度170～173℃，激光功率40～50W，激光扫描速度8800～10160mm/s，扫描间距为0.15～0.3mm，铺粉厚度0.1～0.2mm。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0018](1)该工艺解决了一些异形导热制件成型工艺复杂，成本较高，精度低等问题，可以实现异形导热制件的大规模生产。
[0019](2)该工艺操作简单，灵活度高，能够实现具有复杂结构的制件的有效成型，有效减少复杂结构成型时变形、开裂、塌陷的问题，且不需要模具，降低了制造成本。
具体实施方式
[0020]下面将结合具体实验数据，对本专利技术实例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0021]以下提供了一种采用3D打印成型的尼龙12/复配导热填料异形导热制件，所述3D打印技术为选择性激光烧结(SLS)技术。
[0022]所述复配导热填料以氧化铝为主，复配其他组分。
[0023]所述其他组分是氮化硼、碳纤维和碳纳米管中的一种或几种。
[0024]所述导热填料需要进行一定的表面改性。
[0025]所述烧结助剂为纳米二氧化硅，质量分数为1％～3％。
[0026]所述机械混合法的混粉时间为4～8h。
[0027]所述SLS成型工艺参数为：预热温度170～173℃，激光功率40～50W，激光扫描速度8800～10160mm/s，扫描间距为0.15～0.3mm，铺粉厚度0.1～0.2mm。
[0028]实施例1
[0029](1)将硅烷偶联剂KH550先配置成25％的乙醇溶液，而后称取49wt％的氧化铝粉体、1wt％的纳米二氧化硅和50wt％的PA12粉体放入高速混料机中，在搅拌下喷洒呈细雾状的硅烷偶联剂KH550溶液，KH550的用量为填料质量的1wt％，混合时间为4h。
[0030](2)将设计的三维CAD模型分成不同的横截面后保存为STL文件，将该STL文件导入到SLS成型设备中，设定SLS工艺参数，预热温度171℃，激光功率40W，扫描速度10160mm/s，扫描间距0.2mm，铺粉厚度0.15mm，然后将混合好的PA12复合粉体进行SLS成型。
[0031](3)打印成型的制件在成型缸中自然冷却，待温度降至80℃以下后取出，经喷砂后处理去除表面残留的粉体，得到尼龙12/复配导热填料异形导热制件。
[0032]实施例2
[0033](1)将硅烷偶联剂KH550先配置成25％的乙醇溶液，而后称取48wt％的氧化铝粉体、2wt％的纳米二氧化硅和50wt％的PA12粉体放入高速混料机中，在搅拌下喷洒呈细雾状的硅烷偶联剂KH550溶液，KH550的用量为填料质量的1wt％，混合时间为6h。
[0034](2)将设计的三维CAD模型分成不同的横截面后保存为STL文件，将该STL文件导入到SLS成型设备中，设定SLS工艺参数，预热温度172℃，激光功率45W，扫描速度9600mm/s，扫描间距0.25mm，铺粉厚度0.2mm，然后将混合好的PA12复合粉体进行SLS成型。
[0035](本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用3D打印成型的尼龙12/复配导热填料异形导热制件，其特征在于，通过以下步骤制得：（1）对导热填料进行表面处理，采用机械混合法制备尼龙12、改性导热填料和烧结助剂混合均匀的复合粉体；（2）设计三维CAD模型，将三维图形进行处理得到每一加工层面的数据信息后保存为STL文件，并将该STL文件导入到SLS成型设备中；（3）设定合适的预热温度、激光功率、扫描速度、扫描间距以及铺粉厚度等成型工艺参数，对尼龙12复合粉体进行SLS成型；（4）打印成型的制件在成型缸中自然冷却，待温度降至80℃以下后取出，经喷砂后处理去除表面残留的粉体，得到所述的尼龙12/复配导热填料异形导热制件。2.根据权利要求1所述的一种采用3D打印成型的尼龙12/复配导热填料异形导热制件，其特征在于，复配导热填料以氧化铝为主，复配其他组分。3.根据权利要求2所述的一种采用3D打印成型的尼龙12/复配导热...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴唯，胡焕波，袁月，刘冬梅，
申请(专利权)人：裕克施乐塑料制品太仓有限公司，
类型：发明
国别省市：
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