于云
,
史廷春
,
孙芳芳
,
潘金德
,
杨勇
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.21.018
增材制造是基于离散堆积思想实现原型或产品零件的快速制造。作为三大材料之一的无机非金属材料在医疗、航天航空、汽车、建筑、工艺品等众多领域都具有无可比拟的巨大应用前景，为了能够快速制造形状任意复杂的器件，无机非金属材料的增材制造成为当下研究的热点。从增材制造技术类型、材料等方面详细阐述国内外无机非金属材料增材制造研究水平与发展状况，对比几种常用的无机非金属材料，重点是针对几种常见的陶瓷材料以及用于砂型铸造材料等成形特点及面临问题进行阐述，阐明了目前无机非金属材料增材制造存在的迫切需要解决的关键性问题，并深入分析了材料处理工艺、3 DP/SLS/SLM三维成形工艺、后处理工艺对成形件的质量和性能的影响作用，最后对宝玉石材料的增材制造提出一些展望。
关键词:
增材制造
,
无机非金属材料
,
材料处理工艺
,
三维成形工艺
,
后处理工艺
,
三维打印
,
选择性激光烧结
,
选择性激光熔融
温彤
,
朱军
,
吴江艳
高分子材料科学与工程
针对高分子粉末选择性激光烧结（SLS）的特点,应用数值方法与物理实验研究了ABS粉末烧结过程的温度场演化以及制件的热变形。研究发现,对于特定粉体材料,不同时刻的温度分布主要取决于热源的移动状态。不同烧结路径热量叠加状态的不同,造成各点温度峰值的差异。温度的突变与分布不均是导致材料不均匀热膨胀和收缩,从而产生热应力和制件翘曲变形的重要因素。对于各种几何形状的制件,可以通过优化烧结路径使温度场分布均匀,从而减少制件的整体变形。
关键词:
选择性激光烧结
,
高分子粉末
,
温度场
,
热变形
闫春泽
,
史玉升
,
杨劲松
,
徐林
材料科学与工艺
常用的机械混合法很难将尼龙12和金属粉末材料混合均匀,容易出现偏聚,因而会造成选择性激光烧结(SLS)成形件中存在局部强度弱点、翘曲等缺陷.为此,提出了通过溶液沉淀法制备SLS成形用尼龙12覆膜铝粉,利用扫描电镜观察了尼龙12覆膜铝粉及烧结件断口的微观形貌,研究了铝粉含量及粒径对SLS成形件性能的影响.结果表明:尼龙12均匀地包覆在铝粉表面,无裸露铝粉颗粒存在,表明成功制备得到了尼龙12覆膜铝粉材料;当铝粉含量从0增大到50%时,烧结件的热变形温度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及硬度比纯尼龙烧结件分别提高了87℃、10.4%、62.1%、122.3%及70.4%;烧结件的拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度均随着铝粉平均粒径的减小而增大.
关键词:
选择性激光烧结
,
尼龙12
,
铝粉
,
溶剂沉淀法
刘文胜
,
徐志刚
,
马运柱
材料导报
微波烧结、放电等离子体烧结、选择性激光烧结作为材料烧结致密化的新技术是活化烧结和快速烧结的有机结合,它们不仅具有升温速度快、烧结时间短、抑制晶粒长大、组织结构可控等独特的优势,而且还具有生产周期短、高效节能的巨大工业应用价值和前景,已成为当今材料领域的研究热点.难熔金属材料及其合金的烧结一直是难熔材料制备和烧结领域的难题,为了进一步探索难熔金属材料及其合金的新型烧结技术,探讨了微波烧结、放电等离子体烧结、选择性激光烧结在难熔金属材料及其合金制备中的应用现状,综述了其工作原理、特点及系统组成.
关键词:
微波烧结
,
放电等离子体烧结
,
选择性激光烧结
,
难熔金属材料
贺文婷
,
魏青松
,
刘凯
,
刘洁
,
史玉升
材料科学与工艺
采用选择性激光烧结（SLS）和冷等静压（CIP）复合工艺制造高密度形状复杂的氧化铝零件，经高温烧结，氧化铝零件密度高达94．5％．应用修正的Cam-Clay模型模拟了零件的CIP过程，同时通过模拟和实验研究其在CIP过程中的致密化、变形及收缩规律．研究表明，在激光扫描平面内模拟与实验的尺寸相对误差不超过2．26％，证明该模拟可为氧化铝SLS零件的尺寸设计和CIP过程提供有利指导．
关键词:
氧化铝
,
选择性激光烧结
,
冷等静压
,
有限元模拟
周泽全
,
辛勇
,
曹传亮
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.650
采用机械共混法制备不同成分的尼龙12(PA12)与聚苯乙烯(PS)复合粉末,对其进行选择性激光烧结制备成形制件,研究了PA12/PS复合粉末的成分对成形件的力学性能、尺寸精度及断口形貌的影响.结果表明:当PS的质量分数超过40％时PA12/PS成形件的力学性能明显降低,而当PS质量分数为20％时复合粉末烧结成形件的拉伸强度、断裂延伸率、弯曲强度以及弯曲模量比PA12烧结的成形件分别提高了7.08％、10.19％、6.51％和8.89％,且各方向尺寸精度同比PA12也均有提高.
关键词:
复合材料
,
选择性激光烧结
,
尼龙12
,
聚苯乙烯
,
机械共混法
王璞璇
,
郭艳玲
,
赵德金
,
于志祥
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151013.001
为提高选择性激光烧结(SLS)木塑复合粉末的成形件的力学强度,设计出可用于该项技术木塑复合粉末的新配方,制备了纤维素/聚醚砜(PES)和纤维素/聚丙烯(PP)2种木塑复合粉末.利用分子力学和分子动力学模拟方法对纤维素/PES和纤维素/PP共混物进行共混计算,求得了纤维素分别与PES、PP的结合能分布曲线.通过建立不同质量比的纤维素/PES共混物分子模型,计算其Flory-Huggins相互作用参数和静态弹性性能,得到了纤维素含量对共混物弹性性能的影响;为验证模拟结果进行了纤维素/PES和纤维素/PP共混物的激光烧结实验.结果表明:相比较纤维素/PP复合粉末,纤维素与PES相容性更好,适用于选择性激光烧结技术;当纤维素加入质量分数为20％～25％时,材料的相容性达到最佳状态;所构建的纤维素/PES共混物模型可用于预测成形材料的弹性性能.
关键词:
选择性激光烧结
,
分子动力学模拟
,
纤维素
,
相容性
,
弹性性能
潘腾
,
朱伟
,
闫春泽
,
史玉升
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.033
激光选区烧结(SLS)属于3D打印技术,通过激光逐层烧结粉末并叠加成形制件.该技术可满足不同患者的个性化需求,在生物医疗领域特别在组织工程支架和医用植入体制备方面具有非常广阔的应用前景.作为生物医用材料最重要的组成部分,生物高分子材料近年来发展迅速,成为医疗领域研究的热点.文中重点介绍了左旋聚乳酸、聚己内酯、聚醚醚酮、聚乙烯醇四类常用于SLS技术的生物高分子及其复合材料,对其研究和应用现状进行综述,并对其性能和用途进行对比讨论,提出今后该领域的发展方向.
关键词:
激光选区烧结
,
3D打印
,
生物高分子
,
组织工程支架
张正义
,
陈英红
,
戚方伟
,
陈宁
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2017.03.022
采用固相剪切碾磨(S3M)技术并结合冷冻粉碎制备了适于选择性激光烧结(SLS)的尼龙12(PA12)/多壁碳纳米管(CNTs)复合粉体及相应的烧结制品.采用激光粒度分析仪、扫描电镜、透射电镜、动态力学分析、傅里叶变换红外光谱分析、差示扫描量热仪等对所得PA12/CNTs复合粉体和相应SLS制品的结构与性能进行了表征.结果表明,固相剪切碾磨-冷冻粉碎制备的复合粉体颗粒以椭球形为主,平均粒径75 μm,SLS加工窗口为10℃左右,满足SLS对被烧结材料的性能要求,通过加入质量分数为0.1％的流动助剂纳米SiO2能进一步改善复合粉体的SLS加工性能.磨盘碾磨通过其强大的三维剪切力场实现了CNTs的切割及在PA12基体中的良好分散以及CNTs与PA12大分子链的接枝,显著改善了二者之间的界面相容性.此外,通过优化SLS加工参数,成功制备了表面平整、结构复杂、性能良好的PA12/CNTs烧结制品.所得PA12/CNTs烧结样品具有优良的力学性能,拉伸强度达到44.2MPa,缺口冲击强度达到8.12 M/m2.
关键词:
选择性激光烧结
,
尼龙12
,
碳纳米管
,
复合粉体
,
固相剪切碾磨
