粉末材料选择性激光快速成形技术及应用PDF格式文档图书下载

第1章 选择性激光快速成形技术概述 1

1.1 选择性激光烧结技术 1

1.2 选择性激光熔化技术 2

参考文献 4

第2章 高分子粉末材料的选择性激光烧结快速成形技术 5

2.1 高分子粉末材料的选择性激光烧结成形机理 5

2.1.1 激光的能量输入特性 6

2.1.2 高分子粉末材料的激光烧结成形机理 12

2.2 高分子粉末材料特性对选择性激光烧结成形过程的影响 16

2.2.1 表面张力对SLS成形过程的影响 16

2.2.2 粒径对SLS成形过程的影响 17

2.2.3 粒径分布对SLS成形过程的影响 18

2.2.4 粉末颗粒形状对SLS成形过程的影响 19

2.2.5 黏度对SLS成形过程的影响 20

2.2.6 高分子材料本体的力学性能对SLS成形件性能的影响 24

2.2.7 聚集态结构对SLS成形过程的影响 25

2.3 选择性激光烧结高分子粉末材料的制备及组成 29

2.3.1 高分子粉末材料的制备 29

2.3.2 SLS高分子材料的组成 31

2.3.3 SLS高分子材料制备工艺 35

2.4 非晶态高分子粉末材料的选择性激光烧结成形与后处理工艺 35

2.4.1 PS粉末材料的SLS成形与后处理工艺 36

2.4.2 PC粉末材料的SLS成形与浸渗树脂后处理工艺 54

2.5 晶态高分子粉末材料的选择性激光烧结成形工艺 61

2.5.1 尼龙12粉末材料的制备 61

2.5.2 尼龙12粉末材料的SLS成形工艺 74

2.5.3 尼龙12粉末材料SLS成形件的性能 78

2.6 机械混合尼龙12／无机填料复合粉末材料的选择性激光烧结成形工艺 81

2.6.1 尼龙12／微米级填料复合粉末材料 81

2.6.2 尼龙／累托石复合粉末材料 93

2.7 溶剂沉淀尼龙12／无机填料复合粉末材料的选择性激光烧结成形工艺 104

2.7.1 尼龙12／钛酸钾晶须复合粉末材料 104

2.7.2 尼龙12／铝复合粉末材料 112

2.7.3 尼龙12／纳米二氧化硅复合粉末材料 124

2.8 尼龙／聚苯乙烯合金粉末材料的制备及选择性激光烧结成形工艺 135

2.8.1 物理混合PS和PA粉末材料的SLS成形试验 135

2.8.2 PS/PA高分子合金增容剂的制备 136

2.8.3 PS/PA高分子合金的制备及其配方试验研究 138

2.9 高性能高分子／金属复合零部件的选择性激光烧结间接成形 142

2.9.1 尼龙12覆膜金属粉末的制备与表征 143

2.9.2 聚合物／金属复合粉末的激光烧结过程分析 145

2.9.3 选择性激光烧结成形 148

2.9.4 初始形坯的后处理 153

参考文献 165

第3章 陶瓷粉末材料的选择性激光烧结快速成形技术 169

3.1 选择性激光成形陶瓷零部件的意义 169

3.2 选择性激光烧结成形陶瓷零部件的研究现状 169

3.2.1 陶瓷粉末所用的黏结剂 170

3.2.2 陶瓷粉末的SLS成形与后处理工艺 171

3.3 Al2O3陶瓷制件的选择性激光烧结间接成形工艺 172

3.3.1 Al2O3粉末的确定 172

3.3.2 Al2O3粉末所用黏结剂种类的确定 173

3.3.3 环氧树脂的特性分析 173

3.3.4 Al2O3粉末中环氧树脂含量的确定 175

3.3.5 间接SLS成形用Al2O3粉末的制备 176

3.3.6 Al2O3粉末的SLS成形工艺 176

3.3.7 Al2O3陶瓷SLS制件的后处理 179

3.3.8 Al2O3陶瓷制件的性能 191

3.4 SiC陶瓷零部件的选择性激光烧结间接成形工艺 195

3.4.1 成形材料 195

3.4.2 成形工艺 197

3.4.3 后处理 200

参考文献 212

第4章 覆膜砂选择性激光烧结快速成形技术及应用 215

4.1 覆膜砂的选择性激光烧结成形机理与特征研究 216

4.1.1 覆膜砂的选择性激光烧结成形概述 216

4.1.2 实验 216

4.1.3 覆膜砂的固化机理 216

4.1.4 覆膜砂的固化动力学 218

4.1.5 覆膜砂的激光烧结固化特性分析 220

4.1.6 覆膜砂的激光烧结特征 223

4.2 覆膜砂的选择性激光烧结快速成形工艺与性能研究 226

4.2.1 覆膜砂SLS成形失败的原因分析 226

4.2.2 覆膜砂性能对SLS成形过程的影响 226

4.2.3 覆膜砂的SLS成形工艺 229

4.2.4 SLS覆膜砂型（芯）的后固化 237

4.2.5 发气量与透气率 237

4.2.6 SLS覆膜砂型（芯）的尺寸精度 238

4.3 应用实例 239

4.3.1 复杂液压阀体的制造 239

4.3.2 气缸盖的制造 244

4.3.3 其他砂型（芯）的SLS成形 246

参考文献 247

第5章 选择性激光烧结间接快速成形金属零部件及应用 248

5.1 金属粉末激光烧结成形原理 248

5.1.1 粉末黏结成形的热力学原理 248

5.1.2 激光种类与成形机理 250

5.2 选择性激光烧结用金属粉末 254

5.2.1 高分子黏结剂系统 254

5.2.2 黏结剂添加方式与黏结原理 256

5.2.3 典型黏结剂分析 260

5.2.4 金属粉末材料 261

5.2.5 SLS间接成形金属粉末的制备方法 264

5.3 选择性激光烧结成形工艺 265

5.3.1 SLS成形工艺参数及粉末性能对其制件质量的影响 265

5.3.2 SLS成形工艺优化 285

5.3.3 制件的脱脂机理与工艺 286

5.3.4 制件的二次烧结机理与工艺 296

5.3.5 制件的组织与性能 297

5.4 选择性激光烧结制件的熔（浸）渗机理与工艺 303

5.4.1 熔（浸）渗模型建立 303

5.4.2 熔渗金属制件及其组织性能 307

5.4.3 熔渗合金制件的热处理及其组织性能 310

5.4.4 制件的高分子浸渗剂及浸渗工艺 314

5.4.5 制件浸渗高分子后的组织性能 319

5.5 应用实例：随形冷却流道注塑模具的选择性激光烧结快速成形制造 321

5.5.1 随形冷却技术的必要性 321

5.5.2 随形冷却流道的实现方法 323

5.5.3 随形冷却流道注塑模具镶块的SLS成形 324

5.5.4 随形冷却流道注塑模具镶块制件的后处理 326

5.5.5 随形冷却流道注塑模具镶块制件的注塑成形 332

参考文献 334

第6章 选择性激光烧结与等静压复合快速成形技术 336

6.1 复合成形技术原理与研究现状 336

6.2 SLS/IP复合技术 338

6.2.1 SLS/HIP复合技术 338

6.2.2 SLS/CIP复合技术 346

6.2.3 冷等静压致密化机理 346

6.2.4 冷等静压致密化工艺 348

6.3 高温烧结与热等静压致密化机理及工艺 350

6.3.1 高温烧结致密化机理与工艺 350

6.3.2 热等静压致密化机理与工艺 356

6.4 复合技术各阶段零件材料的性能 358

6.4.1 CIP压强对A1S1304 SLS/CIP试样致密度影响 358

6.4.2 CIP压强对显微硬度影响 360

6.4.3 CIP后续处理对显微形貌影响 362

6.4.4 SLS/CIP后续处理材料致密度变化 363

6.4.5 SLS/IP过程中AISI304试样性能的变化 364

参考文献 367

第7章 选择性激光熔化快速成形技术及应用 368

7.1 选择性激光熔化成形原理 368

7.1.1 激光与金属作用引起的物态变化 368

7.1.2 激光与金属作用的能量平衡 369

7.1.3 致密金属对激光的吸收 370

7.1.4 金属粉末对激光的吸收 373

7.2 选择性激光熔化成形机理及其工艺 376

7.2.1 成形机理 376

7.2.2 实验条件 377

7.2.3 成形工艺规划 377

7.2.4 单道扫描成形 378

7.2.5 单层扫捕成形 383

7.2.6 块体成形 389

7.3 选择性激光熔化成形材料性能 393

7.3.1 金相显微分析 393

7.3.2 X射线衍射物相分析 396

7.3.3 扫描电子显微镜分析 397

7.3.4 显微硬度分析 400

7.3.5 尺寸精度分析 401

7.4 选择性激光熔化成形过程温度、应力及应变场 402

7.4.1 温度场 403

7.4.2 热应力和热应变场 409

7.5 选择性激光熔化成形孔隙形成规律 416

7.5.1 试验条件 416

7.5.2 孔隙影响因素 417

7.5.3 孔隙的分类及其形成机理 424

7.5.4 孔隙控制的应用 428

7.6 选择性激光熔化成形件质量的综合影响因素 434

7.6.1 综述 434

7.6.2 选择性激光熔化成形中的球化 435

7.6.3 成形表面与界面 441

7.6.4 成形件组织形成与特点 445

参考文献 449

第8章 选择性激光熔化与热等静压复合快速成形技术 451

8.1 复合成形技术原理与研究现状 451

8.2 热等静压致密化机理 451

8.3 选择性激光熔化制件的热等静压 452

8.4 选择性激光熔化包套热等静压 456

8.4.1 工艺规划 456

8.4.2 结果与讨论 459

参考文献 461

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