硅溶胶涂料改善SLS覆膜砂性能的研究

发布时间：2020-11-01 05:14

　　随着经济体系的迅速发展,工业领域的竞争也越发激烈,而传统铸造技术已经远远不能满足现代工业的发展需求,所以将选择性激光烧结技术与传统铸造技术相结合是一个必然的发展趋势。把SLS工艺和精密铸造结合在一起,可大大省略复杂铸件铸造的中间过程,真正意义的把砂型/芯融为一体,并朝一体化方向发展,为制备复杂的薄壁铸件提供方便,而直接采用SLS烧结覆膜砂型(芯),为大型的复杂薄壁一体化铸件的精密、无模、高质量制造提供高效的技术途径。但是覆膜砂的初强度低,表面质量和透气性差,又给铸造技术带来了另一个新问题,突破这些问题才能推动铸造业的持续发展。本文选用覆膜砂作为SLS烧结技术的成型材料,研究覆膜砂烧结工艺和后处理工艺,以改善覆膜砂初始性能为目的。归纳了选择性激光烧结技术的研究现状,介绍了SLS工艺的成型机理、成型材料、成型设备和成型工艺。分析了影响选择性激光烧结工艺的影响因素。通过分析覆膜砂的成型机理和成型过程,来确定影响因素,选取扫描速度、激光功率、铺粉厚度及预热温度四个因素,并设计L_(16)(4~5)正交试验方案,对试验结果(抗拉强度、抗弯强度、和尺寸精度)进行极差分析,确定了影响选择性激光烧结覆膜砂的因素,和各因素对其影响程度。确定最终覆膜砂烧结的最佳工艺参数组合。当扫描速度为1800mm/s,激光功率为35W,铺粉厚度为0.15mm,预热温度为60℃,此时覆膜砂烧结件的成型质量最优。用最优工艺制备成型件,得到覆膜砂烧结件,但是其性能还不足以用于精密铸造中,还需要对其进行性能上的改善。先对成型件进行预固化处理,预固化温度和时间分别为180℃和2h,然后选用温度不同的硅溶胶涂料对成型件进行涂刷,然后再对其进行后固化处理,得到的制件再对其进行测试。对比研究发现,涂刷硅溶胶涂料对覆膜砂的性能有一定的改善作用,特别是对其抗拉强度、抗压强度和透气性有明显改善作用,为以后的生产提供了理论依据。
【学位单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG242.7;TN249
【部分图文】：

成型原理

图 1.2 SLS 成型原理图Fig.1.2 SLS forming schematic diagram速成型技术的发展S 技术最开始出现是 20 世纪 80 年代末，是由 American Texas 大学 De的，随后 American DTM 公司在 1992 年研究制成 SLS 技术使用设商业生产[32-33]。相较其他 3D 打印技术，SLS 技术的选材更加多样更加方便，且最终成型件的物理化学性能良好[34]。SLS 的技术特点面[35-36]：）应用于 SLS 工艺的原料呈现多样丰富性，理论上，只要受热能够面粘结剂受热能粘结的粉末材料都可能被用于该技术。）生产周期短。少则几小时，多则几十小时，生产过程中也可以随

成型质量,影响因素

图 1.4 SLS 成型质量影响因素Fig.1.4 SLS molding quality influence factorsCasalino G[63-65]等学者分析研究了 SLS 烧结工艺，研究出各个参数对制件性影响规律，主要对表面质量和粗糙度进行了研究，在扫描速度不过低，激光功范围在 25-60W 的情况下，得到的制件强度和精度都有所提高，同时发现强度透气性呈现相互矛盾的状态，而且各个参数和力学、透气性能间都存在的关联。Y Tang[59]等学者，通过探讨烧结时各参数对制件性能的影响规律，尤其是对学性能、粗糙度和精度进行了研究和分析。王从军、李湘生[60]等研究指出造成LS 覆膜砂制件产生误差的主要来源是模型格式转换、加工过程中误差和机器本产生的误差。李伟荣、伍晓宇[61]等研究出了影响抗压强度的规律，影响程度为率＞扫描间距＞铺粉厚度＞速度。赵剑峰、余承业等对 SLS 制件精度的影响因做了研究，同时指出相对应的改进方法，从而制备精度较高的零部件。樊自田、

选择性激光烧结,干燥箱,电热,仪器设备