[发明专利]一种用于选择性激光烧结的尼龙粉末材料制备方法有效

专利信息
申请号: 201811050147.6 申请日: 2018-09-10
公开(公告)号: CN109517370B 公开(公告)日: 2021-07-02
发明(设计)人: 文杰斌;李俭;潘强;袁博 申请(专利权)人: 湖南华曙高科技有限责任公司
主分类号: C08L77/02 分类号: C08L77/02;C08L77/06;C08K13/02;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/13
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 410205 湖南省长沙*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 选择性 激光 烧结 尼龙 粉末 材料 制备 方法
【说明书】:

本发明提供了一种用于选择性激光烧结的尼龙粉末材料制备方法,包括如下步骤:将尼龙原料、封端剂、去离子水和抗氧化剂加入到聚合釜中发生聚合反应,再经水冷拉条出料、切粒,得到尼龙粒料,其中所述尼龙原料、封端剂和抗氧化剂的质量百分比为96~97.5%:0.5~3.8%:0.2~0.5%;将所述尼龙粒料和溶剂混合搅拌,采用溶剂法制粉,并通过离心过滤、干燥、筛分制得尼龙粉末;将所述尼龙粉末、流动助剂和封端剂混合搅拌均匀后筛分,平均粒径为40~110μm,制得一种用于选择性激光烧结的尼龙粉末材料。本发明的尼龙粉末流动性好,粉末松装密度高,表面质量好,余粉具有高循环利用性,烧结制件不产生橘皮,大大降低了成本,对环境具有友好性。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域,具体涉及一种用于选择性激光烧结的尼龙粉末材料制备方法。

背景技术

选择性激光烧结是通过选择性地熔合多个粉末层来制造三维物体的一种方法,该方法允许不使用工具加工而只需根据待生产物体的三维图像通过激光烧结粉末的多个重叠层,来获得三维实体。该方法主要使用热塑性聚合物来完成,专利US6136948和WO9606881对这种使用粉末状聚合物制造三维物体的方法进行了详细的描述。该技术在航空航天、医疗、鞋类、工业设计和建筑等领域得到应用。

选择性激光烧结工艺中,最后烧结完后的烧结包,其中有一部分吸收激光能量的粉末熔化制备成烧结件;另外一部分未吸收激光能量的余粉,这些余粉与烧结件一起保存在烧结包里,直到打开烧结包。烧结包中未烧结的余粉,不仅是保证了整个烧结包的温场的均一性,同时也起到支撑烧结件的作用。打开烧结包后,清理出烧结件,余粉经过筛分留作下次循环使用,下次循环使用的粉末由一定比例的新粉和余粉进行配粉而成。

在实际的选择性激光烧结工艺中,余粉之所以不能完全重复使用,一是余粉进行了后缩聚,聚酰胺分子量增加或聚酰胺分子之间进行交联;二是,余粉在烧结过程中长期处于高温下,余粉之间会发生交联导致粉末流动性变差。使用了大量聚酰胺分子量增加或者聚酰胺分子之间进行交联的余粉,粉末的熔融指数(Melt Flow Rate,简称MFR)变差,会使得在烧结过程,吸收了激光能量的粉末变成了熔融体后,熔融体流动性变差,不同烧结层之间的分子链之间无法较好的相互作用,所以层与层之间的无法很好的融合,从而使得烧结层的收缩不一致,最终导致了在烧结件上产生橘皮。为了在使用选择性激光烧结时保证烧结件的质量,会根据现有技术将一定的比例的余粉与新粉混合,但所需的新粉的量明显高于烧结件所消耗的量,所以,余粉的量会随着烧结次数的增加,会不断的增加。在实际过程中,余粉也不能用于其他制造工艺使用,导致这部分余粉的浪费,提高了成本,同时也污染了环境。

发明内容

本发明提供一种用于选择性激光烧结的尼龙粉末材料制备方法,通过在聚合和配粉过程中加入封端剂,防止聚酰胺分子链再缩聚和聚酰胺分子链之间进行交联,达到聚酰胺熔融体粘度稳定的作用,烧结后制件不产生橘皮,制件表面质量好,余粉具有高循环利用性,大大降低了成本,对环境具有友好性。

本发明提供的一种用于选择性激光烧结的尼龙粉末材料制备方法,包括如下步骤:

(1)将尼龙原料、封端剂、去离子水和抗氧化剂加入到聚合釜中发生聚合反应,再经水冷拉条出料、切粒,得到尼龙粒料,其中,所述尼龙原料、封端剂和抗氧化剂的质量百分比为96~97.5%:0.5~3.8%:0.2~0.5%,在本发明中,去离子水的质量百分比不作限定;

(2)将所述尼龙粒料和溶剂混合搅拌,采用溶剂法制粉,并通过离心过滤、干燥、筛分制得尼龙粉末;

(3)将所述尼龙粉末、流动助剂和封端剂混合搅拌均匀后筛分,平均粒径为40~110μm,制得一种用于选择性激光烧结的尼龙粉末材料。

进一步地,所述封端剂为脂肪二元酸或脂肪二元胺。

进一步地,所述脂肪二元酸为己二酸、癸二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸和十四碳二酸中的一种或两种。

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