选择性激光烧结聚苯乙烯/玻璃纤维复合材料及成型工艺研究

发布时间：2023-03-10 22:56

　　用于选择性激光烧结(SLS)的聚苯乙烯(PS)因其较宽加工温度范围、较好流动性以及较高成型精度等特点,常被用于熔模铸造领域,但由于制件强度不足的问题难以直接作为功能件使用。本文对聚苯乙烯/玻璃纤维(PS/GF)复合粉末的材料制备、SLS成型机理、工艺参数优化等问题进行了深入的理论分析与实验研究,最终提高了烧结件成型质量,这对于PS粉烧结件直接应用于功能件有重要意义。首先从PS与GF材料性质、材料选取及材料表面处理方法出发,确定了材料制备流程并进行了相关热学分析。从SLS工作原理、激光传热过程与烧结机理三方面全面分析了 PS/GF复合粉末的SLS成型机理。然后系统地分析了 PS/GF复合粉末的SLS成型工艺,确定了部分工艺参数取值,同时通过不同配比下的烧结实验,分析总结了不同配比下PS/GF烧结件尺寸精度及弯曲强度的变化规律及成因。利用扫描电子显微镜观察烧结件内部形态,并确定了最佳PS/GF复合粉末配比。针对烧结过程中出现的翘曲现象进行了理论分析并采用添加支撑层的方法对其进行改善。最后通过一系列的成型实验,分析总结了不同工艺参数下PS/GF烧结件尺寸精度及弯曲强度的变化规律及成因。选取扫...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 SLS工艺发展现状
        1.2.2 聚苯乙烯及其复合材料SLS研究现状
        1.2.3 玻璃纤维改性聚合物研究现状
        1.2.4 发展趋势
    1.3 本文主要研究内容及章节安排
2 聚苯乙烯/玻璃纤维复合材料及成型机理研究
    2.1 材料性质
        2.1.1 聚苯乙烯
        2.1.2 玻璃纤维
    2.2 材料制备与热学分析
        2.2.1 材料选用
        2.2.2 材料表面处理
        2.2.3 材料制备过程
        2.2.4 材料热学分析
    2.3 聚苯乙烯/玻璃纤维成型机理
        2.3.1 SLS工作原理
        2.3.2 激光对粉床传热过程
        2.3.3 聚苯乙烯/玻璃纤维烧结机理
    2.4 本章小结
3 聚苯乙烯/玻璃纤维SLS工艺分析及烧结实验
    3.1 聚苯乙烯/玻璃纤维SLS工艺分析
        3.1.1 预热温度
        3.1.2 激光能量
        3.1.3 单层厚度
        3.1.4 铺粉方式
        3.1.5 扫描方式
    3.2 配比烧结实验
        3.2.1 实验设计
        3.2.2 实验过程
        3.2.3 实验结果与分析
        3.2.4 实验验证
    3.3 支撑烧结实验
        3.3.1 翘曲现象
        3.3.2 支撑类型
        3.3.3 支撑扫描速度
        3.3.4 支撑层数
    3.4 本章小结
4 工艺参数对烧结质量影响及优化
    4.1 尺寸精度与工艺参数关系
        4.1.1 扫描速度分析
        4.1.2 扫描间距分析
        4.1.3 单层厚度分析
    4.2 弯曲强度与工艺参数关系
        4.2.1 扫描速度分析
        4.2.2 扫描间距分析
        4.2.3 单层厚度分析
    4.3 工艺参数优化
        4.3.1 实验材料与仪器
        4.3.2 实验方法
        4.3.3 实验结果及分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果



本文编号：3758719