[发明专利]一种塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法

说明书

本发明公开了一种塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其技术方案的要点是包括有如下步骤：加粉、刮粉、一次加热、选域二次加热、激光烧结、下降一层高度然后重复上述步骤，增材制造系统停止塑胶粉末的全部加热，成型缸温度下降，烧结熔融的塑胶粉末冷却固化后塑胶产品即成型。本发明克服了现有激光烧结塑胶粉末成型过程当中塑胶粉末降解或过度交联的技术缺陷，防止成型缸内烧结成产品以外的塑胶粉末因高温引起的物理性能下降，避免其遭废弃或避免添加高比例新粉才可以循环使用，从而大幅度降低烧结塑胶产品的塑胶粉末成本。

【技术领域】

本发明涉及一种随形阶梯温度床的激光烧结塑胶粉末增材制造方法。

【背景技术】

现有激光烧结塑胶粉末增材制造工艺流程：在三维打印数据处理系统下把塑胶产品三维数字模型切片并且生成激光扫描路径文件，然后导入激光烧结增材制造系统，成型缸内工作平台下降一层，刮板运动在工作平台上面均匀铺一层粉，系统启动加热元件，把工作平台上全部的塑胶粉末统一加热到接近熔点的温度，然后通过激光扫描照射需要烧结的区域，从而达到该区域塑胶粉末熔融并与前一层烧结在一起，如图1所示，a4为现有技术需要高温加热到塑胶粉末熔点临界温度T2的区域，a5为现有技术的激光烧结区域。整个过程为防止零件变形，工作缸体内塑胶粉末保温于低于T2但是有利于激光烧结完成的温度。

这部分经过逐层激光照射烧结的塑胶粉末熔融后冷却固化成塑胶产品，而没有被激光照射熔融的塑胶粉末由于被加热至临近熔点温度T2并且在成型缸保温多个小时而发生热降解和过度交联作用，导致塑胶粉体物理性能发生不可逆变化或者性能变坏，如直接用作烧结塑胶产品其物理力学性能将变坏，故该部分塑胶粉末(如PEAK，PEEK塑胶粉体等)只能作报废处理，或个别种类塑胶粉(如PA，PE,PS，PP，PBT,TPU塑胶粉体等)可通过混合20％-90％比例的纯新塑胶粉末才得以循环使用。这个过程通常只有5-15％的塑胶粉末能够制成塑胶产品，令激光烧结增材制造塑胶产品的成本高昂，难以应用于大批量增材制造塑胶零件，一直以来无法普及。

本发明就是基于这种情况作出的。

【发明内容】

本发明是一种通过创新性的随形阶梯温度床加热塑胶粉体，大幅度降低塑胶粉末使用成本的新型激光烧结塑胶粉末增材制造方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于包括有如下步骤：

A.把塑胶产品的三维数模在特定软件下面切片并且生成扩展选定区域a2和烧结区域a3的激光扫描路径的文件，然后把文件导入激光烧结增材制造系统；

B.加粉：将烧结用的塑胶粉末加入由铺粉装置组成的粉槽中；

C.刮粉：粉槽内添加了塑胶粉末的刮刀在工作平台上移动，将粉槽内的塑胶粉末通过刮刀均匀铺洒在工作平台上；

D.一次加热：把工作平台上的塑胶粉末加热通过红外辐射加热到粉体物理性能不变坏的温度T1；

E.选域二次加热：在加热到T1温度的区域a1上，根据烧结区域a3的形状、位置和面积，通过计算机计算得出扩展选定区域a2，并且启动加热装置对a2区域塑胶粉末二次加热至粉体熔点临界温度T2；

F.激光烧结：使用聚焦的激光光束在烧结区域a3扫描照射，使烧结区域a3的塑胶粉末温度达到熔融温度T3；

G.工作台下降一层的厚度，重复步骤B至F直至激光对产品的a2和a3全部逐层照射完毕，激光光束对下一层烧结区域a3塑胶粉末扫描照射后，该区域粉末达到T3温度后熔融并冷却固化后与上一层烧结区域a3烧结在一起；

H.增材制造系统停止塑胶粉末的全部加热，成型缸温度下降，烧结熔融的塑胶粉末冷却固化后塑胶产品即成型；