一种选择性激光烧结成型方法技术

本发明专利技术涉及一种选择性激光烧结成型方法及应用于该方法的粉末材料，包括以下步骤：（1）配制好用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料；（2）使用三维制图软件绘制待制备模型的三维轮廓，并输入激光烧结成型机中，成型机中的控制软件对三维轮廓依设定的层厚进行分层演算，得到多层截面的矢量图信息和每个截面的激光扫描路径；（3）根据模型初始化成型机参数；（4）成型机进行激光扫描，当一层粉末材料烧结完成后，再铺上新一层粉末材料进行烧结；（5）重复步骤（4）直至最后一层粉末材料烧结完成。本发明专利技术可在常温下进行烧结，缩短生产周期，成型模型物理特性好，翘曲变形程度小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种快速成型方法，具体涉及。
技术介绍
近年世界重要工业国家大力发展快速成型技术，其中出现的重要的技术有:光固化成型技术(SLA)、选择性激光烧结成型技术(SLS)、叠层实体制造技术(L0M)、熔融沉积快速成型技术、三维喷涂粘接技术(3DP)、光掩膜法、弹道微粒制造等。选择性激光烧结(Selective Laser Sintering, SLS)快速成型技术又称为选区激光烧结技术,是利用低熔点金属或非金属粉末材料在激光照射下烧结，在计算机控制下层层堆积成型。整个技术过程包括:CAD模型的建立及数据处理、铺粉和激光扫描烧结的多次循环，以及三维构件打印完成后的二次处理等。该技术的优点是，材料选择多样，成品性能多变，并且不受模型几何形状的限制，不需要任何的工装模具，不需要增加支撑结构设计，可以缩短产品的研发周期，降低生产成本、提高产品的市场竞争力。自2012年以来，SLS技术成为世界快速成型技术的重要发展分支。当前，SLS技术烧结高分子粉末材料时一般要严格控制区域温度，首先需要对成型空间进行预热至200°C以上。激光烧结完成后还要等待近12个小时降温；所以成型区必须造成密闭绝热的工作仓。而且，模型产品强度很弱，需要根据使用要求进行渗蜡或掺树脂等补强处理。因此，为了避免现有技术中存在的缺点，有必要对现有技术作出改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种操作简单的、对环境要求相对较宽松的、能在常温下实现快速成型的选择性激光烧结成型方法。本专利技术是通过以下的技术方案实现的:，所述选择性激光烧结成型方法包括以下步骤:(I)配制好用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料；(2)使用三维制图软件绘制待制备模型的三维轮廓，并输入激光烧结成型机中，成型机中的自动识别三维轮廓对应的激光扫描层次和每个层次的激光扫描路径；( 3 )根据模型初始化成型机参数；(4)成型机进行激光扫描，激光束沿着该层次的激光扫描路径扫描工作台上的粉末材料，当一层粉末材料烧结完成后，成型机工作台下降一层，再铺上新一层粉末材料进行烧结；(5)重复步骤(4)直至最后一层粉末材料烧结完成。所述步骤(3)中的成型机参数包括扫描速度、激光功率、扫描密度、扫描层高和扫描方式。所述步骤(I)中用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料包括尼龙聚合物粉末、PC聚合物粉末和硅质盐粉末混合制成的混合物，所述尼龙聚合物、PC聚合物和硅质盐的体积比为(I 2):1:1。所述用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料的线径为10 μ IIl 100 μ Hl0相对于现有技术，本专利技术在常温下即可进行烧结，无需多小时的前预热和后降温过程，缩短了模型产品的生产周期和操作成本，而且模型产品的物理特性好，翘曲变形的程度小。下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。具体实施例方式实施例1:，包括以下步骤:(I)配制好用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料；用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料包括尼龙聚合物粉末、PC聚合物粉末和硅质盐粉末混合制成的混合物，该尼龙聚合物、PC聚合物和硅质盐的体积比为1:1:1。当然，为了增强模型产品的硬度，可根据需要增加低熔点金属粉末如铝、锡，或低熔点金属粉末的改性物，或Si\Fe\Cu类改性物。用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料的线径为100 μ m0(2)使用ProE绘图软件构建龙型的三维模型，设定长、宽、高分别为200mm、60mm、100mm。文件存储为.stl格式，把.stl文件输入激光烧结成型机的控制电脑，利用软件“分层”算法，生成.1eo文件及一系列.Plt文件。软件“分层”算法把三维模型解构成一组截面矢量图的.Plt格式的文件。.pit文件将引导每一个截面的激光扫描路径。 (3)根据模型初始化成型机参数；成型机参数包括扫描速度、激光功率、扫描密度、扫描层高、扫描方式，初始化参数为扫描速度2700mm/s，激光功率7.2w，扫描密度0.10mm，扫描层高0.2mm，扫描方式90°，大小比例1:1。(4)成型机进行激光扫描，激光束沿着该层次的激光扫描路径扫描工作台上的粉末材料，当一层粉末材料烧结完成后，成型机工作台下降一层，再铺上新一层粉末材料进行烧结；采用稳定性好的射频脉冲CO2激光器，使用波长为10.6nm的CO2脉冲高能激光，通过光路导引系统使高能脉冲激光束从上方垂直入射并聚焦于成型工作台上。依据.Plt文件的信息控制激光连续地在粉末材料上扫描，激光移动精度可达0.lmm±0.05mm，这样可使层厚小于0.1mm，粉层间材料更容易熔结在一起。激光脉冲的高峰值，能使高分子聚合物瞬间充分熔融；当激光的窄脉冲波形又能使粉末材料在激光过去后迅速冷却凝固。成型部分还受到周围粉材的支撑，无需额外附加支撑部分。(5)重复步骤(4)直至最后一层粉末材料烧结完成。最后把成型工作台上升为初始位置进行复位，扫去周围的粉末材料，取下龙型的成型模型，用压缩空气除去残留粉材，用磨盘和砂纸加工表面，一个成型模型即完成。实施例2:(I)配制好用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料；用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料包括尼龙聚合物粉末、PC聚合物粉末和硅质盐粉末混合制成的混合物，该尼龙聚合物、PC聚合物和硅质盐的质量比为1:1:1。当然，为了增强模型产品的硬度，可根据需要增加低熔点金属粉末如铝、锡，或低熔点金属粉末的改性物，或Si\Fe\Cu类改性物。用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料的线径为100 μ m0(2)使用ProE绘图软件构建具有复杂内部结构、层面旋转的并可在表面显示凸字“PHD”的三维模型，设定长、宽、高分别为90mm、40mm、105mm。文件存储为.stl格式，把.stl文件输入激光烧结成型机的控制电脑，利用软件“分层”算法，生成.1eo文件及一系列.pit文件。软件“分层”算法把三维模型解构成一组截面矢量图的.pit格式的文件。.pit文件将引导每一个截面的激光扫描路径。 (3)根据模型初始化成型机参数；成型机参数包括扫描速度、激光功率、扫描密度、扫描层高、扫描方式，初始化参数为扫描速度2850m/s，激光功率8.0w，扫描密度0.10mm，扫描层高0.15mm，扫描方式180°，大小比例1:1。(4)成型机进行激光扫描,激光束沿着该层次的激光扫描路径扫描工作台上的粉末材料，当一层粉末材料烧结完成后，成型机工作台下降一层，再铺上新一层粉末材料进行烧结；采用稳定性好的射频脉冲CO2激光器，使用波长为10.6nm的CO2脉冲高能激光，通过光路导引系统使高能脉冲激光束从上方垂直入射并聚焦于成型工作台上。依据.Plt文件的信息控制激光连续地在粉末材料上扫描，激光移动精度可达0.lmm±0.05mm，这样可使层厚小于0.1mm，粉层间材料更容易熔结在一起。激光脉冲的高峰值，能使高分子聚合物瞬间充分熔融；当激光的窄脉冲波形又能使粉末材料在激光过去后迅速冷却凝固。成型部分还受到周围粉材的支撑，无需额外附加支撑部分。(5)重复步骤(4)直至最后一层粉末材料烧结完成。最后把成型工作台上升为初始位置进行复位，扫去周围的粉末材料，取下成型模型，用压缩空气除去残留粉材，用磨盘和砂纸加工表面，一个成型模型即完成。实施例3:(I)配制好用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选择性激光烧结成型方法，其特征在于：所述选择性激光烧结成型方法包括以下步骤：（1）配制好用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料；（2）使用三维制图软件绘制待制备模型的三维轮廓，并输入激光烧结成型机中，成型机中的自动识别三维轮廓对应的激光扫描层次和每个层次的激光扫描路径；（3）根据模型初始化成型机参数；（4）成型机进行激光扫描，激光束沿着该层次的激光扫描路径扫描工作台上的粉末材料，当一层粉末材料烧结完成后，成型机工作台下降一层，再铺上新一层粉末材料进行烧结；（5）重复步骤（4）直至最后一层粉末材料烧结完成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余振新，
申请(专利权)人：余振新，
类型：发明
国别省市：