PS粉末SLS快速成型收缩率实验研究.pdf

第43卷,第4期
程塑料应用
V0l43,No.441
2015年4月
ENGINEERING PLASTICS APPLICATION
Apr.2015
doi:10.3969/,issn,1001-3539.2015.04,009
PS粉未SLS快速成型收缩率实验研究
姜乐涛,白培康',赵娜2,刘宇琨2
(1.中北大学材料科学与工程学院,太原030051;2.石家庄经济学院,石家庄050700)
摘要:为了得到聚苯乙烯粉末的选择性激光烧结(SLS)快速成型最佳エ艺参数,采用正交试验方法,结合SLS实
验,分析影响烧结试样尺す精度的4个主要因素,并得到最佳工艺参数及在此エ艺下的修正系数。结果表明,随着激
光功率的增加,试样的收缩率呈先增加后减小的趋势;随着扫描速度和铺粉厚度的増加,试样的收绵率呈减小趋势;
随着预热温度的升高,试样的收缩率呈先减小后增加的趋势。最佳工艺参数为:激光功率44W、扫描速度1900mm
/s、铺粉层厚0.23m、预热温度70℃。水平方向修正系数为1.0049,竖直方向修正系数为1.0050。在最佳工艺参
数下烧结的修正尺寸后的试样满足精度要求。
关键词:聚苯乙媂;选择性激光烧结快速成型;成型工艺;收缩率
中图分类号:TG249文献标识码:A文章编号:1001-3539(2015)04-0041-05
Study on Shrinkage Rate of PS Powders with Selective Laser Sintering Rapid Prototyping Experiment
Jiang Letao"", Bai Peikang, Zhao Na", Liu Yukun
(1. School of Materials Science and Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China
2. Shijiazhuang Univcrsity of Economics, Shijiazhuang 050700, China
Abstract: In order to obtain the process parameters, the selective laser sintering rapid prototyping experiments of
polystyrene(PS)powders was studicd by using the method of orthogonal test. The four important influence factors that affect the
dimensional accuracy of the sintered samples were analyzed. The optimum process parameters and correction factors were obtaine
The results show the shrinkage rate increases firstly and then decreases with the laser power increasing, the shrinkage rate decreases
with the laser scanning speed and the powder layer thickness increasing, the shrinkage rate decreases firstly and then increases with
preheating temperature increasing. The optimum process parameters show that the laser power is 44 W, the laser scanning speed is
900 m/, the ower layer thickness is. 23 mm, the preheating tempeaure is 70 and the correction factor on horizon al
is 1,.0049, the correction factor on vertical is 1.0050. The parts with correction factors and optimum process parameters are gained
and the dimensional accuracy is satisfied
Keywords polystyrene; selective laser sintering rapid prototyping; prototyping process; shrinkage rate
快速成型技术是20世纪80年代发展起来的一烧结的粉末可以回收再利用,这使得SLS快速成型
种高新制造技术叫,集机械工程、材料科学、计算机技术相比于其它快速成型技术更具优势。
辅助设计(CAD)、分层制造技术、逆向工程技术、数
近年来,随着SLS快速成型技术的广泛应用,
控技术激光技术于一体,可以直接、快速、自动、精SLS快速成型技术与嫆模铸造相结合的快速制模技
确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接术成为一个新研究方向'。应用SLS快速成型技
制造零件。目前,主要的快速成型技术有光固化立术制造的熔模比传统技术具有更加优良的性能,形
体造型(SLA)快速成型、层片叠加制造(LOM)快速状可更复杂,成为国际上研究的热点。日前,用于
成型、选择性激光烧结(SLS)快速成型和熔融沉积SLS快速成型技术制造熔模的烧结材料已经开发出
造型(FDMの快速成型等。其中SLS快速成型技术尼龙(PA)聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)等十几
具有材料品种多、节省用料、应用领域广等优点叫,种。其中PS粉末因其吸湿率小、成型温度范围
得到了快速的发展。SLS快速成型技术可以实现真宽、收缩率相对较小等优点获得了广泛的应用,成为
正的自由制造,可以成型任何复杂零件,尤其是传统
联系人:姜乐海,博士,讲师,主要研究方向为快速成型技术、液
加工难以实现的内部复杂零件,而且未烧结的粉未态成型加エ
可作为支架,故成型时不需要专门制作支撑,同时未
收稿日期:2015-01-26