选区激光烧结

摘要： Al/SiC是SiC基复合材料,具有优异的力学性能和热学性能,在大功率电子器件、5G基站关键冷却组件、电动汽车、高速刹车片、空间探测器操作装置等相关领域具有不可替代的作用。传统制备工艺的局限性使得近净成形的无压浸渗法成为制备Al/SiC复合材料的一种较好的方法。得到高质量的碳化硅(SiC)陶瓷素坯是熔渗技术的先决条件,选区激光烧结技术是获得高质量陶瓷素坯的一种新方法。该方法具有快速、高效的优点,无需模具即可成型制备大规模、复杂形状部件。本研究以热塑性酚醛树脂为黏结剂,利用机械混合与喷雾造粒的方法制备了复合粉体,采用选区激光烧结技术制备SiC素坯,制备了黏结剂体积分数低至15%的样品,并对其力学性能和微观结构进行表征。当树脂含量增大到体积分数25%时, SiC坯体的强度增量为702.1%。对于喷雾造粒粉体制备的样品而言,喷雾干粉的多孔结构使得SiC生坯的孔隙率较高(71.18%),导致生坯强度下降。

摘要： 利用选区激光烧结技术(SLS)制备石灰石/聚醚砜树脂(PES)复合材料烧结件(LPES)时,由于粉床预热温度T直接影响烧结件的烧结质量,决定烧结件的尺寸精度和力学性能。因此,对复合材料选区激光烧结温度场进行数值模拟,探究不同预热温度下复合材料粉末颗粒的平均温度和最高温度的变化规律具有研究意义和现实价值。利用离散元模拟仿真软件EDEM构建单层烧结实验粉末颗粒的并联系统模型,并在石灰石含量(石灰石/PES质量比1∶5)16.7%,激光烧结功率12 W,扫描速度1.8 m/s,扫描间距0.1 mm,分层厚度0.1 mm时,利用SLS技术对不同预热温度T∈72~82°C的石灰石/PES复合材料进行单层烧结实验,并对LPES材料烧结件进行力学性能实验和断面微观形貌表征,探究预热温度对LPES烧结件的冲击强度、尺寸精度和显微组织的影响规律,由实验结果确定粉床最佳预热温度为80°C,验证了温度场数值模拟结果的准确性,为后续实验确定最优工艺参数组合奠定了基础。

摘要： 陶瓷铸型是一类应用于熔模精密铸造领域、用于成型铸件内外部结构的复杂部件。随着铸件复杂度的提升,需要更加精细、复杂的铸型来满足铸造需求,然而传统的陶瓷铸型成型手段如注射成型等存在成本高、研发周期长等问题,难以满足复杂精细结构的成型要求。3D打印技术作为一种快速成型手段能够精准成型复杂精细结构,将其应用于铸型生产,不仅能够解决复杂结构的成型问题,同时也能降低生产成本、缩短生产周期。本文主要阐述了3D打印技术在陶瓷铸型生产中的应用,从应用于铸型3D打印陶瓷材料的种类及特性、典型铸型3D打印技术及铸型打印后处理手段三个方面对3D打印技术陶瓷铸型的研究与应用进行介绍,并对该技术未来的发展进行展望,指出3D打印技术能够有效解决复杂陶瓷铸型的成型问题,从而满足复杂空心结构金属件的铸造需求。

摘要： 针对选区激光烧结的局部加热和冷却过程,试件平面尺度变化对温度场、应力和变形都有着直接影响。通过建立烧结过程的瞬时温度场和应力应变模型,结合不同面能量密度,对试件平面尺度与应力和变形的关系进行分析。结果表明,对于正方形试件,不同面能量密度下,当平面尺度由5 mm×5 mm增至30 mm×30 mm时,试件端部表面应力增幅为20.5%~36.2%,且变形量也从0.11 mm增大到2.95 mm;而试件中部的应力变化量较小。不同平面尺度的烧结实验结果显示,当烧结试件平面尺度由5 mm×5 mm增大到30 mm×30 mm时,其变形量由0.14 mm增至1.74 mm;平面尺度较小(5 mm×5 mm、10 mm×10 mm)时,烧结试件为四边翘曲变形,较大平面尺度下多呈现为中凸变形形态。

摘要： 三维模型数据处理是SLS制造技术工艺过程中的一个重要环节,在很大程度上影响成型精度和速度、成型效率、制作成本及模型零件的表面质量。文章介绍了基于Magics的选区激光成型梯度多孔金属材料的数据处理,包括STL文件修复、模型位置摆放、生成支撑和切片分层处理等,从而改善SLS成型过程中出现的裂纹和翘曲变形等问题,提高成型质量和精度。

摘要： 采用序贯加法堆积和光线跟踪算法建立了烧结过程的粉末堆积和温度分布计算模型,粉末颗粒的温度分布决定烧结的熔池形态和烧结产品性能.在光线跟踪过程中考虑了反射、透射和折射过程.模拟结果表明:粉末堆积模拟结果与文献中的致密度和配位数一致;被激光照射的粉末床体,激光中心处温度最高,远离激光中心处,温度降低,且距离越远,温度越低;熔池温度随着激光功率的增大而升高,随着扫描速度的增加而降低.

摘要： 选区激光烧结的逐行逐层的增材制造是一个能量的持续作用过程.对不同的线能量密度、不同预热温度的尼龙6粉末烧结过程进行建模和仿真,结合反映烧结样品热氧老化程度的黄蓝指数b*值的测量,对烧结过程的能量变化进行了分析.结果 表明:不同线能量密度的单层烧结,连续5行扫描烧结区能量增加约3.4 ％～7.82％,扫描能量较小时累积较为明显;预热温度从25°C增加到180°C时,烧结区能量的增幅为9.17 ％～5.66％;多层烧结中10层以下能量累积较快,增幅为11.66％,10～20层仅增大0.67％;虽然均表现出由于热平衡而使得在较高能量下的累积减缓,但是,实验烧结样品外观的黄蓝指数测量显示,对应b*值从25°C的2.15增大到180°C的11.65;烧结4～20层时则由6.81上升到31.02,样品黄色程度在加深,表明烧结样品的热氧老化也越严重;故了解烧结过程的能量变化及相关工艺参数优化,将有助于提高烧结样品的综合质量.

摘要： 以飞机接头零件的喷丸强化为应用对象,开展喷丸强化防护装置的设计及增材制造成型研究.首先,进行防护装置的材料及制造工艺选择,所涉及的材料包括短切纤维加强尼龙(Onyx)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、聚乳酸(PLA)和尼龙,所涉及的制造工艺包括熔融沉积成型和选区激光烧结技术,对比相匹配的材料和制造工艺组合成型的试片及结构件耐喷丸强化冲击的效果,根据对比结果,选择基于尼龙材料和SLS工艺开展喷丸强化防护装置的详细设计及制造.然后,在详细设计阶段,综合考虑零件装夹、喷丸强化工艺、增材制造成型工艺等方面的因素,经多次现场喷丸试验及设计迭代,最终确认喷丸防护装置设计方案.经验证,该装置操作便利,可代替传统一次性胶带防护操作,使用寿命达10次以上,显著提升了现场生产效率.

摘要： 选区激光烧结技术是近几十年来发展起来的快速成形技术,它主要是利用计算机绘图技术设计零部件的三维实体模型,通过高能激光源释放激光来熔化粉末金属,层层叠加,最终形成复杂的高致密高性能的金属零部件。为了研究铝合金金属粉末 ZL114A 的选区激光烧结的金属试样快致密度情况。本文从这些参数工艺方面来进行研究的,分别为;激光功率、激光扫描速率、激光扫描间距和辊子的铺粉层厚。结果表明:在选取的激光功率为 450W、激光的扫描速度范围在 1000 ~ 2500mm/s 之间,激光束光线之间的扫描间距为 0.10 毫米,滚最铺粉层厚为 0.05 毫米,金属试样块的致密度高达 99.3%。

摘要： 根据聚合物选区激光烧结中的熔体流动模型,采用HCZ-LBM(He-Chen-Zhang lattice Boltzmann method)法模拟了烧结过程中的粉末熔化、气体溢出过程,得到内部孔隙演化过程.模拟研究了在表面张力的作用下,不同黏度、不同粉末厚度、有无重力对熔合形态、孔隙形态(分布、尺寸、孔隙率)的影响.随着熔体黏度的增大,熔合过程变慢,内部孔隙个数增多,孔隙尺寸减小;随着粉末厚度的增加,内部孔隙个数和孔隙率都有增加;与无重力相比,重力的存在会促进内部气体的溢出.

摘要： 使用了选区激光烧结(SLS)对树脂结合剂金刚石砂轮进行3D打印制造,在砂轮工作层制备了内冷却微流道;使用3D打印树脂结合剂金刚石砂轮对玻璃、氧化铝陶瓷、硬质合金进行了磨削测试.研究表明,3D打印后制备的树脂结合剂金刚石砂轮可以对常见的硬脆材料进行有效磨削加工,而3D打印内冷却微流道有助于降低砂轮的磨削力和表面粗糙度.

摘要： 作为一种高性能聚合物,聚醚醚酮(PEEK)材料因其优异的性能,在机械、热能、医疗及航空航天等领域具有广泛的应用前景.然而,传统的PEEK零件加工方法,如注射成型、模压成型、挤出成型等难以满足复杂零件的低成本快速制造.因此,本文利用自制设备,针对PEEK的选区激光烧结进行工艺研究,通过设置不同扫描速度及扫描间距,获得SLS工艺参数与PEEK零件致密性之间的规律,并测试相应致密性下的力学性能.实验结果表明,实验中的样品密度分布在1.090～1.291g/cm3之间,是PEEK粉料密度的83.87％～99.33％.在该致密性下的样品,拉伸强度在50MPa～60MPa之间,组间未出现明显的力学差异.

摘要： 本文针对泡沫铝制备时普遍存在的结构不均匀现象，提出在真空等温铸造的基础上平稳控制气氛压力进行充型，提高金属液的充型能力，获得了筋条直径为0.1～0.25咖的泡沫铝；并结合选区激光烧结快速成型技术，制备出形状规则可控的泡沫铝材料。

摘要： 介绍了覆膜金属钼粉选区激光烧结快速成形技术,对其激光烧结成形动态过程进行了试验研究,获得了优化的成形工艺参数;开发了成形件的后处理工艺(真空炉高温烧结钼骨架结合渗铜工艺),并制作了后处理试验件;所得到的钼铜材料具有可加工、耐烧蚀、高电导和高热导的特点.

摘要： 与其它快速原型技术相比,选区激光烧结具有成型材料范围广、加工中无需支撑、能成型金属零件等优势而倍受研究人员的关注.选区激光烧结的数值模拟对提示其成型机理、成型过程具有重要意义.选区激光烧结数值模拟的进展,主要包括:目前对选区激光烧结的数值模拟主要集中在对其温度场、应力场及其耦合场的分的,耦合场可通过间接进行求解;粉床有效热传导率的折算需要考虑热传导、对流、辐射三种传热机制的影响;为得到较精确的模拟结果,要考虑随温度变化而变化的热传导率和比热熔等变热物性参数影响;对金属等晶体粉末,需要考虑相变潜热,可通过定义焓实现;对于移动热源的处理,可采用在不同时间、不同位置施加热源的方法.同时,研究正向金属粉末的多道多层烧结三维模拟以及工艺参数优化的方向发展.

摘要： 快速成形技术是20世纪80年代末出现的一种高科技制造工艺,在工业中逐步得到广泛的应用,并展示出巨大的发展潜力.金属粉末选区激光烧结技术是快速成形技术领域中的一个重点研究对象.本文讨论了金属粉末的特性,如粉末形状、化学成分及颗粒组成等对选区激光烧结件质量的影响.

摘要： 简述了3D打印技术及国内外的金属零件3D打印技术的研究现状及最新进展,包括选区激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)技术、选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术、电子束熔化成形(Electron Beam Melting,EBM)技术和激光熔化沉积(Laser Metal Deposition,LMD)技术,具体介绍了金属零件3D打印技术原理、技术特点及具体应用,并对其发展趋势进行了分析.

摘要： 介绍了覆膜高温合金粉末的开发制备工艺;利用选区激光烧结成型法对覆膜钼粉进行了烧结成型实验,研究了激光烧结成型工艺参数对成型质量的影响;对激光烧结成型件的后处理工艺进行了实验研究,并制作了后处理样件.

摘要： 通过应用实例和传统制造工艺方法的比较，讨论激光选区烧结技术在新产品开发领域中的重要作用。因快速成技术的特点是以成为未来企业面向市场的重要工艺手段之一。

摘要： 通过应用实例和传统制造工艺方法的比较，讨论激光选区烧结技术在新产品开发领域中的重要作用。因快速成技术的特点是以成为未来企业面向市场的重要工艺手段之一。

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。

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。