激光选区烧结

摘要： 陶瓷以其优异的热物理化学性能在航空航天、能源、环保以及生物医疗等领域具有极大的应用潜力。随着这些领域相关技术的快速发展,其核心零件部件外形结构设计日益复杂,内部组织逐步走向定制化、梯度化。陶瓷具有硬度高、脆性大等特点,较难通过传统的加工成形方法实现异形结构零件的制造,最终限制了陶瓷材料的工程应用范围。激光增材制造技术作为一种快速发展的增材制造技术,在复杂精密陶瓷零部件的制造中具有显著优势:无模、精度高、响应快以及周期短,同时能够实现陶瓷零件组织结构灵活调配,有望解决上述异形结构陶瓷零件成形问题。本文综述了多种基于粉末成形的激光增材制造陶瓷技术:基于粉末床熔融的激光选区烧结和激光选区熔化;基于定向能量沉积的激光近净成形技术。主要讨论了各类激光增材陶瓷技术的成形原理与特点,综述了激光选区烧结技术中陶瓷坯体后处理致密化工艺以及激光选区熔化和激光近净成形技术这两种技术中所打印陶瓷坯体基体裂纹开裂行为分析及其控制方法的研究进展,对比分析了激光选区烧结、激光选区熔化以及激光近净成形技术成形陶瓷零件的技术特征,最后展望了激光增材制造陶瓷技术的未来发展趋势。

摘要： 激光选区熔化制备技术是增材制造的一个重要研究方向,本文从专利的视角对激光选区熔化增材制造技术进行了探讨,分析了激光选区熔化增材制造专利申请发展趋势、重要申请人及重要研究技术方向。近年来,增材制造成为科技研究的热点,增材制造技术被英国《经济学人》杂志评价为“第三次工业革命的重要标志之一”。我国政府非常重视增材制造技术研发,并发布了重要的产业支持政策,其中在《中国制造2025》中多次提及增材制造。在增材制造中,典型的技术包括:激光选区熔化、激光选区烧结、熔融挤出、电子束熔化、立体光固化技术等多种,其中激光选区熔化技术是非常重要的一种技术。本文的分析工具包括incopat、CNTXT等,对激光选区熔化增材制造专利大数据进行检索、降噪、标引、分析等工作,重点探讨激光选区熔化增材制造的专利申请的整体情况,重要的申请人以及重要技术分支的相关专利。

摘要： 目前,我国对煤系高岭土资源的整体深加工技术水平较低,导致了资源浪费和环境污染。本文分别以煅烧煤系高岭土和环氧树脂为原料和粘结剂,利用激光选区烧结工艺制备多孔煤系高岭土陶瓷,研究了环氧树脂含量对多孔煤系高岭土陶瓷性能的影响。研究表明,制备的多孔煤系高岭土陶瓷主要物相为莫来石和方石英,其孔隙分布均匀。随着环氧树脂质量分数从10%增大到25%,多孔煤系高岭土陶瓷素坯的抗弯强度由0.17 MPa增大到0.32 MPa,多孔煤系高岭土陶瓷的抗弯强度由2.81 MPa减小到0.82 MPa,其气孔率由50.37%增大到59.69%。以煤系高岭土为原料,采用激光选区烧结工艺制备多孔陶瓷对煤系高岭土资源的开发利用具有较为重要的意义。

摘要： 采用激光选区烧结(SLS)技术结合液相渗硅工艺制备了金刚石/碳化硅复合材料,研究了粉末原料中金刚石含量对SLS成形素坯和金刚石/碳化硅复合材料性能的影响,利用电子探针显微分析仪分析了复合材料的物相分布和硅-碳反应机理.结果表明,金刚石含量的增加可以有效提高复合材料的物理性能、机械性能和热学性能.金刚石/碳化硅复合材料的最大体积密度、抗弯强度和表面洛氏硬度HRA分别为(2.90±0.01)g·cm-3、(231.15±3.27)MPa、78.06±0.54,在常温下的最低热膨胀系数和最高热导率分别为2.06×10-6 K-1和207.21 W·m-1·K-1.

摘要： 以生物可降解材料聚乳酸(PLA)和生物骨基质的主要无机成分羟基磷灰石(HA)为研究对象.为获得复合材料激光选区烧结(SLS)制件的最佳成形参数,首先对纯PLA的SLS工艺进行了优化,发现最优的激光能量密度范围为0.040～0.075 J/mm2,且制得的纯PLA试样的拉伸强度均超过23 MPa,最高可达27.28 MPa.为研究HA含量对PLA/HA复合材料微观结构与力学性能的影响,以激光能量密度为0.040 J/mm2(激光功率12 W,扫描速度1500 mm/s)对不同HA含量的PLA/HA复合材料进行了成形.实验结果表明,当HA质量分数为10％时,PLA/HA复合材料的力学性能和微观形貌最优.水接触角测试显示材料的接触角从69.52°降至57.96°,表明材料的亲水性能得到了改善.

摘要： 以喷雾干燥的SiC-Al2O3-Y2O3造粒粉为原料, 使用机械混合法得到复合粉体, 通过激光选区烧结/冷等静压技术并结合液相烧结工艺制备出SiC陶瓷, 对SiC陶瓷的物相组成、显微结构、抗弯强度及密度进行表征.结果表明:喷雾造粒粉平均粒径为39.43μm, 球形度较高, 流动性良好, 适用于SLS成型;SLS成型最优参数为激光功率7W、扫描间距0.15mm、扫描速率2200mm/s、单层层厚0.15mm且CIP压力为80MPa时, SiC陶瓷素坯的性能最佳, 抗弯强度为 (2.23±0.10) MPa, 密度为 (1.31±0.05) g/cm3;在1950°C下烧结2h后, 样品发生了致密化, SiC陶瓷密度为 (1.95±0.17) g/cm3, 相对密度为 (60.81±5.31) ％, 抗弯强度为 (55.43±4.04) MPa.%With the spray-dried SiC-Al2O3-Y2O3 powder as raw material, composite powder prepared by mechanical mixing was used to fabricate SiC ceramics by selective laser sintering/cold isostatic pressing combined with liquid phase sintering.The material phase composition, microstructure, flexural strength and density of SiC ceramics were characterized. The results show that spray-dried powder has an average diameter of 39.43μm with fine sphericity and flowability, which is suitable for SLS process. With the optimum parameters (laser power of 7 W, scanning speed of 2200 mm/s, scanning space of 0.15 mm and layer thickness of 0.15 mm) and CIP pressure of 80 MPa, the green bodies show the superior quality with flexural strength of (2.23±0.10) MPa and bulk density of (1.31±0.05) g/cm3. After being sintered at 1950°C for 2 h, samples are densified that the bulk density and relative density of SiC ceramics are (1.95±0.17) g/cm3 and (60.81±5.31) ％, respectively and the flexural strength is (55.43±4.04) MPa.

摘要： 从烧结颈的尺寸及分布入手,研究覆膜A l2 O3粉末的粒径分布对零件强度的影响.使用U V激光对覆膜粉末进行原位加热,在影像测量仪下测量并获得烧结颈束腰直径与颗粒直径之间的关系.建立颗粒堆积模型,将烧结颈分布与颗粒配位点对应,计算得出某一截面上被断开的烧结颈的投影面积比例.结果表明:对于2％(质量分数)树脂含量的覆膜Al2 O3粉末,随着颗粒直径从75μm增长至375μm,烧结颈的束腰直径从40μm增长至100μm.而堆积模拟结果显示,随着颗粒直径从75～107μm区间增加至300～375μm区间,烧结颈的投影面积比例从0.2557降低至0.0823,与实验测量的覆膜A l2 O3粉末的抗拉强度的趋势一致.将70/100,100/140目的颗粒按照质量比0:10,1:9,2:8,3:7,4:6,5:5,6:4,7:3,8:2,9:1,10:0混合后计算,发现投影面积比例从0.1772降低至0.1264,孔隙率从0.4511升高至0.4633.综合考虑抗拉强度及透气性,得出优化结果为两者比例为7:3时,投影面积比为0.1481,堆积孔隙率为0.4596.

摘要： 根据国内外对激光选区烧结使用陶瓷粉末材料的研究成果,分别详细介绍了四类陶瓷粉末材料的研究现状,并分析了粘结剂直接混合、表面覆膜、表面改性等在陶瓷粉末材料激光烧结机制中的影响；结合陶瓷粉末材料在激光选区烧结应用中存在的问题，讨论了进一步研究陶瓷粉末材料的发展方向。

摘要： 激光选区烧结作为快速成型技术的重要组成部分,其成型材料在激光选区烧结工艺中占有至关重要的位置.在考虑激光选区烧结对成型材料性能要求的前提下,研究了SLS粉末包覆工艺.

摘要： 本文提出了一种用于激光选区烧结(Selective Laser Sintering,SLS)成形的新型粉末材料KZF.研究了其适合进行SLS成形的粉末制备工艺,基于不同的激光加工工艺参数,得出了最优工艺参数.在最优工艺参数下SLS成形KZF粉生坯体具有较高的初始强度,得出了成形KZF生坯所需粘接剂的最低含量,和具有的强度值.研发了SLS成形的KZF生坯件的后处理材料、配方及工艺规范,研究了经确定最佳后处理规范后的KZF SLS成形件的力学性能以及微观组织的影响,确定了提高KZF生坯强度的材料及含量,经后处理后的KZF粉SLS成形件的弯曲强度提升幅度最大达273倍.本文为制造复杂形状的KZF成形件提供了一种新的思路与方法,并扩大了SLS成形材料的应用范围.

摘要： 快速成形制造RPM (Rapid Prototyping and Manufacturing)是集计算机辅助技术、自动控制技术、激光加工、材料科学等多学科和技术为一体的新技术,是继CAD/CAM之后的为制造业带来巨大变革的一项新兴的数字化制造技术.近几年来,随着新的成形能源、性能优越的成形材料和新的成形方法与工艺等相关技术的进步,RPM技术向着快速模具、纳米制造、仿生制造和集成化等方向发展,并有着广泛和深远的技术应用前景.RP系统可分为几种典型的成形工艺:立体印刷成形SLA(Stereo lithography Apparatus)、分层实体制造LOM(Laminated Object Manufacturing ),激光选区烧结SLS(Selected Laser Sintering),熔融沉积制造FDM(Fused Deposition Modeling)、三维打印制造3DP（Three Dimensional Printing)等。快速成形技术是一种具有广泛应用前景的正在不断完善的高新技术。随着市场竞争的日趋激烈，该技术将会被越来越多的企业所采用，对企业的发展，发挥越来越重要的作用，并将给企业带来巨大的经济效益。同时，快速成形技术作为一门多学科交叉的专业技术，其本身的发展，也将推动相关技术、产业的发展。

摘要： 本文介绍了激光选区烧结(SelectiveLaserSintering,SLS)技术直接成型铸造型壳(DirectShellProductionCasting,DSPC)工艺.该方法由铸件实体模型"反求"精铸型壳实体模型,再利用SLS技术直接烧结覆膜树脂砂铸造型壳,经过适当的后处理,浇注金属件,实现了SLS技术与精密铸造技术一体化,并对这一工艺相关问题进行了分析和研究.

摘要： 该文将激光选区烧结(SLS)快速成型技术与电铸技术相结合，进行了EDM整体电极制造的初步研究，并通过工艺实验证明此快速制造方法的可行性。

摘要： 在多功能快速成形设备上实现了激光选区烧结(SLS)功能。SLS过程的加工参数中影响最大的参数为扫描速度、激光功率、粉末层厚与重叠系数。对于系统机械惯性的影响、激光扫描路径规划、扫描速度与激光功率的匹配，以及加工参数选择进行了研究，得到了精度较高的SLS原型坯件。

摘要： 本文结合SLS快速成形和铸造工艺可以实现金属零件的快速铸造.根据原型材料可熔融和烧失的特性,制定了类似于熔模铸造的快速铸造工艺方案.讨论了快速金属铸件的特点,对快速铸造工艺提出了成功率高、成形性好和性能较高的要求.分析了面向金属零件快速铸造的重力铸造工艺并以实例说明,顶注式浇注系统适用于结构简单且高度不大的快速零件,而阶梯式适用于中大型和复杂程度较高的铸件.

摘要： 本文结合SLS快速成形和铸造工艺可以实现金属零件的快速铸造.根据原型材料可熔融和烧失的特性,制定了类似于熔模铸造的快速铸造工艺方案.讨论了快速金属铸件的特点,对快速铸造工艺提出了成功率高、成形性好和性能较高的要求.分析了面向金属零件快速铸造的重力铸造工艺并以实例说明,顶注式浇注系统适用于结构简单且高度不大的快速零件,而阶梯式适用于中大型和复杂程度较高的铸件.

摘要： 本文结合SLS快速成形和铸造工艺可以实现金属零件的快速铸造.根据原型材料可熔融和烧失的特性,制定了类似于熔模铸造的快速铸造工艺方案.讨论了快速金属铸件的特点,对快速铸造工艺提出了成功率高、成形性好和性能较高的要求.分析了面向金属零件快速铸造的重力铸造工艺并以实例说明,顶注式浇注系统适用于结构简单且高度不大的快速零件,而阶梯式适用于中大型和复杂程度较高的铸件.

摘要： 本发明属于增材制造研究领域，特别提供了一种用于选区激光烧结打印覆膜铜合金及制备和烧结方法。该方法首先将通过ATRP原位聚合方法将甲基丙烯酸丁酯聚合接枝在铜合金粉末上，将所得粒料进行研磨制备出用于选区激光烧结打印的粉料，粉料的覆膜层厚度可达10‑60μm。本发明的有益效果是：本发明的方法与传统机械法将高分子覆膜在金属粉末表面相比，高分子与粉末之间的作用由物理键合转化为化学键合，并且粉末层厚度有了大大的提升。采用25‑35W的激光功率对其进行打印，即可制备出形状复杂的铜基合金零件，烧结后其致密度可达99％。

摘要： 本发明属于增材制造技术领域，尤其涉及一种用于选区激光烧结(SLS)/选区激光融化(SLM)的粉末及其制备方法和应用。本发明粉末包括基体和包覆层，包覆层包覆于基体的表面；基体为陶瓷基体、硬质合金基体和难熔金属基体中的一种或多种；包覆层为有机粘结剂、无机粘结剂和低熔点金属中的一种或多种。本发明中，有机粘结剂均匀附着于基体表面，减少有机粘结剂的用量，能缓解使用粘结剂成型坯体致密度低的问题；包覆层包括无机粘结剂和/或低熔点金属时，在SLS/SLM成形中，无机粘结剂和/或低熔点金属发挥粘结剂的作用，起到烧结助剂的作用，并起增强增韧的作用，解决陶瓷材料、硬质合金材料和难熔金属材料在SLS/SLM成形中容易产生裂纹，成形困难的问题。

摘要： 本发明属于增材制造研究领域，特别提供了一种用于选区激光烧结打印覆膜铜合金及制备和烧结方法。该方法首先将通过ATRP原位聚合方法将甲基丙烯酸丁酯聚合接枝在铜合金粉末上，将所得粒料进行研磨制备出用于选区激光烧结打印的粉料，粉料的覆膜层厚度可达10‑60μm。本发明的有益效果是：本发明的方法与传统机械法将高分子覆膜在金属粉末表面相比，高分子与粉末之间的作用由物理键合转化为化学键合，并且粉末层厚度有了大大的提升。采用25‑35W的激光功率对其进行打印，即可制备出形状复杂的铜基合金零件，烧结后其致密度可达99％。

摘要： 本发明公开了一种选区激光烧结砂型及其扫描方法，属于砂型的制备领域。所述方法包括：将待打印砂型的三维模型分为位于内部的第一扫描区域和位于外表层的第二扫描区域；然后在打印平台铺设预定厚度选区激光烧结砂型的粉末；对于所述第一扫描区域，通过SLS设备中在高强度激光能量密度下扫描，形成基体内层间强固化结构；对于第二扫描区域，在第一扫描区域外表面设置搭接宽度，采用SLS设备低能量密度扫描路径，形成表皮壳层区；分别对所述第一扫描区域和第二扫描区域的砂型打印。本发明通过采用高强度激光，形成基体内层间强固化结构，降低各向异性，保证砂型的初始强度，然后通过低强度激光，形成表皮壳层，保证了砂型的表面质量。

摘要： 本发明公开了一种选区激光烧结制备的梯度金属陶瓷涂层及制备方法，所述梯度金属陶瓷涂层由打底层、过渡层和外层组成；所述打底层为高耐蚀镍基高耐蚀合金金属层，其成分为：Co 21.3％，Cr 25.6％，Mo 12.5％，Nb 6.7％，余量为Ni；所述外层为陶瓷层，其成分为：C 12.5‑18.7％，N 19.7‑23.4％，B 15.8％，Re 2.7％，余下为Si；所述过渡层为金属—陶瓷复合层；所述涂层的烧结方式采用选区激光烧结技术。本发明中采用选区激光烧结技术形成具有冶金结合、且物理与力学性能基本连续变化的陶瓷‑金属复合涂层，避免层间应力集中而导致的陶瓷层脱落，有效提高陶瓷涂层的耐高温、抗氧化和抗腐蚀能力，适用于规模化生产。

摘要： 本发明公开了一种(1)反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法,将陶瓷粉末、分散剂、碳化硅陶瓷研磨球和去离子水按一定的比例混合，得到浆料；(2)加入水性热固性树脂或热固性树脂乳液、固化剂、消泡剂加入到浆料中，得到陶瓷浆料；(3)将陶瓷浆料通过喷雾造粒塔进行喷雾干燥造粒(4)对喷雾造粒粉料进行筛分、重新级配；(5)将级配后的碳化硅陶瓷粉末置于SLS成型设备中，加工碳化硅陶瓷SLS成型素坯；(6)得到热解的素坯；(7)从而得到致密的碳化硅零件。该方法适合SLS成型的、具有粉末球形度高、流动性好、松装密度高、粘结剂分布均匀、粘结强度高的,实现了陶瓷材料3D打印的批量化生产。

摘要： 本发明公开了一种(1)反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法,将陶瓷粉末、分散剂、碳化硅陶瓷研磨球和去离子水按一定的比例混合，得到浆料；(2)加入水性热固性树脂或热固性树脂乳液、固化剂、消泡剂加入到浆料中，得到陶瓷浆料；(3)将陶瓷浆料通过喷雾造粒塔进行喷雾干燥造粒(4)对喷雾造粒粉料进行筛分、重新级配；(5)将级配后的碳化硅陶瓷粉末置于SLS成型设备中，加工碳化硅陶瓷SLS成型素坯；(6)得到热解的素坯；(7)从而得到致密的碳化硅零件。该方法适合SLS成型的、具有粉末球形度高、流动性好、松装密度高、粘结剂分布均匀、粘结强度高的,实现了陶瓷材料3D打印的批量化生产。

摘要： 本发明涉及一种活性金属激光选区烧结密封装置，包括密封工作仓（1）、惰性气体输送管道（2）、过滤器（4）、控制模块，以及分别与控制模块相连接的第一净化柱（3）、风机（5）、电控阀门（6）、真空泵（7）、温度传感器（8）、压力传感器（9）、水分传感器（10）、氧分传感器（11）；基于本发明所设计技术方案进行连接设置，构成活性金属激光选区烧结密封装置；同时，本发明还涉及基于活性金属激光选区烧结密封装置的烧结气体保护法，大大降低了金属3D打印机的准备时间及氧水含量指标，可以快速有效安全地对活性金属激光烧结快速成型。

摘要： 本发明公开了一种激光选区烧结双相增韧SiC陶瓷及其制备方法，双相增韧SiC陶瓷由MAX相、碳纤维与SiC基体组成，MAX相质量分数5‑23％，碳纤维质量分数5‑23％。首先采用化学气相沉积方法分别在MAX相陶瓷粉末和短切碳纤维表面包覆碳化硅界面层，然后将二者与SiC陶瓷粉末、粘接剂混合均匀并制成核壳结构，再采用激光选区烧结技术制备SiC陶瓷素坯，最后通过预烧结碳化和高温液硅熔渗得到双相增韧SiC陶瓷材料。本发明利用MAX相特殊层片状结构和短切碳纤维条状结构共同对裂纹的扩展起到偏转和钝化作用，碳化硅界面层在后续高温液硅熔渗中对增韧相起保护作用，提升SiC陶瓷的强度、断裂韧性、耐高温性和耐摩擦性，降低密度，满足航空航天领域对轻质高强SiC陶瓷结构材料需求。

摘要： 本发明公开了一种基于金属激光选区烧结技术的换热器生产方法，包括绘制三维图，选择生长方向，通过切分软件进行分层块处理，并进行程序编译，然后对基板进行清洗，将程序导入激光增材设备中逐步堆叠成三维零件，生产完成后进行退火，并对零件进行无裂纹检查，最后通过焊接的方式将零件焊接在一起，完成换热器的生产。通过采用激光选区烧结增材制造技术一体成型制作出的换热器芯体，不存在漏水的隐患，采用仿蜂巢分形微流道网络相比传统阵列流道网络具有更高的散热系数和更低的流动压降。仿蜂巢分形微流道网络传热层和圆孔微通道传热层依次交替叠加起到增大换热面积和增强扰流的作用，有利于提高芯体的换热系数，从而提高换热器的散热效率。