[发明专利]一种选择性激光烧结成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速成型方法，具体涉及一种选择性激光烧结成型方法。

背景技术

近年世界重要工业国家大力发展快速成型技术，其中出现的重要的技术有：光固化成型技术（SLA）、选择性激光烧结成型技术（SLS）、叠层实体制造技术（LOM）、熔融沉积快速成型技术、三维喷涂粘接技术（3DP）、光掩膜法、弹道微粒制造等。选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）快速成型技术又称为选区激光烧结技术，是利用低熔点金属或非金属粉末材料在激光照射下烧结，在计算机控制下层层堆积成型。整个技术过程包括：CAD模型的建立及数据处理、铺粉和激光扫描烧结的多次循环，以及三维构件打印完成后的二次处理等。该技术的优点是，材料选择多样，成品性能多变，并且不受模型几何形状的限制，不需要任何的工装模具，不需要增加支撑结构设计，可以缩短产品的研发周期，降低生产成本、提高产品的市场竞争力。自2012年以来，SLS技术成为世界快速成型技术的重要发展分支。

当前，SLS技术烧结高分子粉末材料时一般要严格控制区域温度，首先需要对成型空间进行预热至200℃以上。激光烧结完成后还要等待近12个小时降温；所以成型区必须造成密闭绝热的工作仓。而且，模型产品强度很弱，需要根据使用要求进行渗蜡或掺树脂等补强处理。因此，为了避免现有技术中存在的缺点，有必要对现有技术作出改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种操作简单的、对环境要求相对较宽松的、能在常温下实现快速成型的选择性激光烧结成型方法。

本发明是通过以下的技术方案实现的：一种选择性激光烧结成型方法，所述选择性激光烧结成型方法包括以下步骤：

（1）配制好用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料；

（2）使用三维制图软件绘制待制备模型的三维轮廓，并输入激光烧结成型机中，成型机中的自动识别三维轮廓对应的激光扫描层次和每个层次的激光扫描路径；

（3）根据模型初始化成型机参数；

（4）成型机进行激光扫描，激光束沿着该层次的激光扫描路径扫描工作台上的粉末材料，当一层粉末材料烧结完成后，成型机工作台下降一层，再铺上新一层粉末材料进行烧结；

（5）重复步骤（4）直至最后一层粉末材料烧结完成。

所述步骤（3）中的成型机参数包括扫描速度、激光功率、扫描密度、扫描层高和扫描方式。

所述步骤（1）中用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料包括尼龙聚合物粉末、PC聚合物粉末和硅质盐粉末混合制成的混合物，所述尼龙聚合物、PC聚合物和硅质盐的体积比为（1～2）：1：1。

所述用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料的线径为10μm～100μm。

相对于现有技术，本发明在常温下即可进行烧结，无需多小时的前预热和后降温过程，缩短了模型产品的生产周期和操作成本，而且模型产品的物理特性好，翘曲变形的程度小。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

实施例1：

一种选择性激光烧结成型方法，包括以下步骤：

（1）配制好用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料；

用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料包括尼龙聚合物粉末、PC聚合物粉末和硅质盐粉末混合制成的混合物，该尼龙聚合物、PC聚合物和硅质盐的体积比为1：1：1。当然，为了增强模型产品的硬度，可根据需要增加低熔点金属粉末如铝、锡，或低熔点金属粉末的改性物，或Si/Fe/Cu类改性物。用于选择性激光烧结成型方法的粉末材料的线径为100μm。

（2）使用ProE绘图软件构建龙型的三维模型，设定长、宽、高分别为200mm、60mm、100mm。文件存储为.stl格式，把.stl文件输入激光烧结成型机的控制电脑，利用软件“分层”算法，生成.leo文件及一系列.plt文件。软件“分层”算法把三维模型解构成一组截面矢量图的.plt格式的文件。.plt文件将引导每一个截面的激光扫描路径。

（3）根据模型初始化成型机参数；

成型机参数包括扫描速度、激光功率、扫描密度、扫描层高、扫描方式，初始化参数为扫描速度2700mm/s，激光功率7.2w，扫描密度0.10mm，扫描层高0.2mm，扫描方式90°，大小比例1：1。