覆膜砂选择性激光烧结材料及成形工艺的研究

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1、摘要用选择性激光烧结成形的覆膜砂芯经后固化后可直接进行浇铸，比传统的工艺节省时间和能源。前人对覆膜砂选择性激光烧结的工艺参数及固化机理做过一些基础研究，但是对覆膜砂的后固化及快速铸造工艺研究比较少。因此本文将对此展开研究。用不同树脂含量和不同粒度的覆膜砂作为研究对象。选用其中一种覆膜砂做烧结试验，并测定其抗弯强度，确定烧结工艺参数。在快速成形机上烧制几种不同树脂含量覆膜砂的测试件，然后在烘箱中固化到不同温度。测试这些测试件的抗弯强度和抗拉强度，确定覆膜砂的种类和后固化的温度。将选择性激光烧结与铸造相结合制作金属零件叶轮，先烧制叶轮的砂芯，然后浇

2、铸即可得到金属零件。分析砂芯的烧结精度，铸件的从砂芯到铸件的精度和从设计尺寸到铸件的精度。通过测试烧结件的抗弯强度以及经过后固化后的烧结件的抗弯强度确定烧结工艺参数和后固化工艺参数，烧结工艺参数为铺粉厚度0.3mm，预热温度90℃，扫描速度2000mm/s，激光功率35W，扫描间距0.1mm，后固化温度170℃，经后固化后强度提高10倍左右。分析各种覆膜砂在不同温度下力学性能的变化情况，确定覆膜砂的种类，树脂含量为3.5％，粒度为100/50目的球形砂综合性能较好。测量叶轮砂芯尺寸，测得烧结精度为±0.901％，测量铸件的尺寸，分析浇铸精度和从

3、设计尺寸到铸件的精度，分别为0.543%和1.406%，铸件的公差等级为CT9。由试验结果可以得出，通过后固化可提高砂芯的强度，且砂芯可用于浇铸并铸出零件，因此本文提出的方法是切实可行的。关键词：选择性激光烧结覆膜砂力学性能后固化精度铸造IIIAbstractTheSLSresincoatedsandcoresafterpost-solidifiedcanbecastdirectly.Thiswaycansavemoretimeandenergy.Theformersstudythefieldsofpost-solidifyingofresin

4、coatedsandandrapidcastverylittle.Sothesefieldswillbediscussedinmypaper.Theresincoatedsandswithdifferentresincontentandparticlesizeareselectedasstudytargets.Onekindoftheseresincoatedsandsisselectedtodosinteringexperiments.Thebendstrengthistest.Thesinteringparametersareconfirm

5、ed.ThesamplesofdifferentkindofresincoatedsandwithdifferentresincontentaremadeonSLS.Thentheyarepost-solidifiedindifferenttemperature.Thebendstrengthandtensilstrengthofthesesamplesistest.Thekindofresincoatedsandandthepost-solidifyingtemperatureisconfirmedbyanalyzingthebendstre

6、ngthandtensilstrength.ThemetalpartsaremadebywayofintegratingtheSLSandcast.Sandcoresaresintered.Themetalpartsarecast.Thenthesinteringprecisionisdiscussed.Theprecisionbetweenthepartsandsandcoresandtheprecisionbetweenthedesignandmetalpartsisalsodiscussed.Thesinteringparametersa

7、ndpost-solidifyingparametersareconfirmedbytestingthesamples’strength.Sinteredthicknessis0.3mm.Preheattemperatureis90℃.Scanspeedis2000m/s.Laserpoweris35W.Scanspaceis0.1mm.Post-solidifyingtemperatureis170℃.Thestrengthisincreasedby10timesafterpost-solidifying.Thetypeofresincoat

8、edsandisconfirmedbyanalyzingtheairreleasingamountandthedifferentmechanicalp