从原理上讲任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料,这使得SLS所使用的成型材料十分广泛,目前,SLS适用的材料主要包括下面几类:
(1)金属粉末和粘结剂混合烧结。预先将金属粉末和某种粘结剂按一定比例混合均匀,通过用激光束对混合粉末进行选择性扫描,混合粉末中的粘结剂熔化并将金属粉末粘结在一起,形成金属零件的坯体。再将金属零件坯体进行适当的后处理。
这种工艺方法较为成熟,已经能够制造出金属零件,并在实际中得到使用。南京航空航天大学用金属粉末作基体材料(铁粉),加人适量的粘结剂,烧结成型得到原型件,然后进行后续处理,包括烧失粘结剂、高温焙烧、金属熔渗(如渗铜)等工序,最终制造出电火花加工电极。并用此电极在电火花机床上加工出3D模具型腔。
(2)金属粉末激光烧结。激光直接烧结金属粉末制造零件工艺还不十分成熟,研究较多的是两种金属粉末混合烧结,其中一种熔点较低,另一种较高。激光烧结将低熔点的粉末熔化,熔化的金属将高熔点金属粉末粘结在一起。由于烧结好的零件强度较低,需要经过后处理才能达到较高的强度。
(3)金属粉末压坯烧结。金属粉末压坯烧结是将高低熔点的两种金属粉末预压成薄片坯料,用适当的工艺参数进行激光烧结,低熔点的金属熔化,流入到高熔点的颗粒孔隙之间,使得高熔点的粉末颗粒重新排列,得到致密度很高的试样。
不同的成型材料和设备对SLS的工艺影响也有所不同。主要影响因素有:
(1)粉末材料的影响。粉末材料的物理特性,如粉末粒度、密度、热膨胀系数以及流动性等对零件中缺陷形成具有重要的影响。粉末粒度和密度不仅影响成型件中缺陷的形成,还对成型件的精度和粗糙度有着显著的影响。粉末的膨胀和凝固机制对烧结过程的影响可导致成型件孔隙增加和抗拉强度降低。
(2)工艺参数的影响。激光和烧结工艺参数,如激光功率、扫描速度和方向及间距、烧结温度、烧结时间和每层的厚度等因素,对层间的粘接强度、烧结体的收缩变形、翘曲变形甚至开裂都会产生影响。上述各种参数在成型过程中往往是相互影响的,研究表明降低扫描速度和扫描间距或者增大激光功率可减小表面粗糙度,但扫描间距的减小会导致翘曲趋向增大。因此,在进行优化设计时就需要从总体上考虑各参数的优化,以得到对成型零件质量的改善最为有效的参数组。
以上就是为大家介绍的有关激光粉末烧结SLS工艺适用的材料主要有哪些的分析,希望可以给大家提供参考。
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