供稿人:李家欣、賀健康 供稿單位:機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 發(fā)布日期:2020-06-23
聚酰胺是目前使用最廣泛的選區(qū)激光燒結(jié)材料之一,尤其是商業(yè)化的材料聚酰胺(PA12),其占當(dāng)前市場的95%以上。目前,溶解沉淀法是制備用于選區(qū)激光燒結(jié)(SLS)的PA12粉末的最流行方法。但由此制得的PA12顆粒方法通常具有土豆?fàn)畹男螤睿⒎抢硐氲那蛐?,影響了粉末的流?dòng)性和SLS的打印質(zhì)量。為解決該問題,四川大學(xué)開展了一項(xiàng)基于熔融PA12纖維分散現(xiàn)象的近球形PA12粉末制備方法的研究。
圖1 制造方法示意圖
研究者利用熔融纖維在液體中的不穩(wěn)定性來制備適用于選擇性激光燒結(jié)的PA12粉末。首先通過熔融紡絲制備三種不同平均尺寸的PA12纖維。然后,將裁剪的PA12纖維分散在聚氧化乙烯(PEO)基質(zhì)中,并在高于PA12熔點(diǎn)的不同溫度下進(jìn)行熱處理。然后通過去離子水洗滌除去水溶性PEO相,并干燥以獲得PA12粉末。研究中,他們發(fā)現(xiàn)纖維向球形粉末的轉(zhuǎn)變過程很大程度上取決于熱處理的溫度。此外,根據(jù)現(xiàn)場觀察和相關(guān)理論,發(fā)現(xiàn)纖維直徑也是粉末尺寸的決定性參數(shù)。
圖2 在不同熱處理參數(shù)下樣品的形貌統(tǒng)計(jì)圖表
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,該方法所獲得的粉末(FMT powder)與商業(yè)化粉末(PA3300)相比具有更優(yōu)異的粉末形態(tài),因而具有良好的流動(dòng)性。同時(shí)該粉末也具有良好的熱性能,更適用于選區(qū)激光燒結(jié)過程。
圖3 熔融分散法粉末(FMT powder)與商業(yè)化粉末(PA3300)的微觀形態(tài)與實(shí)物圖