新型選擇性激光燒結(jié)金屬粉末材料的研究.pdf

1、快速制造中的材料研究與開發(fā)一直是國(guó)內(nèi)外快速成形(RP)技術(shù)的重要研究方向之一。當(dāng)金屬原型直接成形逐漸成為RP技術(shù)發(fā)展的主流時(shí)，作為一種重要的快速成形工藝——選擇性激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)，其成形材料及其成形工藝的的研究顯得更為重要，對(duì)SLS金屬納米復(fù)合粉末材料的制備及成形工藝進(jìn)行理論研究并進(jìn)行工藝模擬優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 首先，本文綜述了SLS金屬粉末材料和納米粉末材料研究現(xiàn)狀，建立了基于小功率激光器(25/

2、50W)的SLS覆膜金屬納米復(fù)合粉末材料的理論研究模型。分析了SLS覆膜金屬納米復(fù)合粉末材料設(shè)計(jì)與制備過程中的難點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)，提出了加入納米第二相以抑制基體晶粒長(zhǎng)大并提高致密度，在金屬粉末表面包覆聚酯材料以防止金屬納米復(fù)合粉末材料的氧化，添加燒結(jié)助劑以提高金屬納米復(fù)合粉末材料的力學(xué)性能和燒結(jié)性能，金屬固態(tài)相變帶來的體積膨脹有效彌合有機(jī)聚合物降解后形成的空隙，反應(yīng)生成的納米第二相作為晶界空洞的填充物。 其次，本文研究了SLS覆膜A

3、l-Fe-Ni合金系金屬納米復(fù)合粉末材料的組元配方與制備方法，并用正交試驗(yàn)法進(jìn)行了優(yōu)化，獲得的材料成分配方為：90Al-7Fe-3Ni，覆膜(包衣)聚合物為乙烯-醋酸乙烯熱熔膠(EVA)。 最后，分析了粉末性質(zhì)、激光功率、掃描速度、反應(yīng)氣氛、光斑半徑和預(yù)熱溫度等因素對(duì)SLS納米粉末材料成形工藝的影響，研究了SLS納米粉末材料的燒結(jié)機(jī)理，對(duì)SLS覆膜Al-Fe-Ni合金系金屬納米復(fù)合粉末材料的成形工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化初選：激光功率2