[发明专利]一种基于选择性激光熔化技术的固体无机物粉末3D打印方法

说明书

技术领域

本发明属于增材制造领域，更具体的说涉及一种基于选择性激光熔化技术的固体无机物粉末3D打印方法。

背景技术

增材制造技术又被称为快速成型技术、3D打印技术，它是一种以数字模型文件为基础，集CAD/CAM技术、激光加工技术、数控技术和新材料技术等科学领域的最新成果为一体，运用粉末、塑料等“可粘结”材料，通过逐层打印的方式来构造三维实体制造的技术。按照方法过程和所适用材料种类的不同，3D打印技术大体可以分为七大类：立体光刻技术(SLA)、分层实体制造技术(LOM)、熔融挤压成型技术(FDM)、三维印刷技术(3DP)、激光立体成形(净近成形LENS)方法、激光选区熔化技术(SLS)以及选择性激光熔化成型技术(SLM)。对于非金属材料来说，我们通常采用三维印刷技术(3DP)，将粉末材料与粘结剂粉末充分混合均匀后，平铺在三维成型机上，通过喷头向指定区域喷射粘结剂溶液，粘结剂溶液与粘结剂粉末及基体粉末等经过毛细渗透，从而使得周围粉末可以固化成形

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型的、方法过程简单且可用于水泥、石材和碳化硅等在激光照射时不发生表面改性的固体无机物粉末的3D打印方法。

一种基于选择性激光熔化技术的固体无机物粉末3D打印方法，

第一，配制固体无机物粉末材料，其配方为：固体无机物粉末、粘结剂和添加剂；

其中，固体无机物粉末是特指对激光照射不发生表面改性的粉末；粘结剂选用熔点为200～300℃的聚乙烯醇(PVA)粉末；添加剂选用气相白炭黑粉末；

第二，固体无机物粉末材料配方的比例分配如下：上述三种材料的体积比为(4-6)：2：1，根据不同的固体无机物粉末比例可有所调整；

第三，该方法所采用的激光器是二氧化碳激光器，激光功率范围为15～35W。

第四，该固体无机物三维成型制造方法所采用的方法是选择性激光熔化法。

所述选择性激光熔化固体无机物的3D打印方法的步骤如下：

第一步：将权利要求1所述的三种材料粉末按照配比要求充分混合均匀；

第二步：将粉末材料均匀平铺在快速成型机上，并充分压实；

第三步：利用上述激光器选择性地熔化相关区域，当完成一层后，工作台上升一个层厚的高度；

第四步：重复第二步和第三步，直至制件成型完成。

本发明的有益效果是：

本发明在该方法的基础上进行了改进，提出了一种新的方法过程，用激光器取代了喷头，当激光束照射到粉末表面使得温度达到粘结剂粉末熔点时，使得粘结剂粉末熔化包裹周围的固体无机物粉末，从而成形。将这种方法与一般的3DP方法相比，简化了方法过程，一般的3DP方法得经历液滴形成、液滴撞击粉材表面、液滴在粉材中润湿以及黏结固化粉粒这四个过程，方法过程相对复杂，受诸多因素控制，且不能保证最终成型件的性能。

附图说明

图1是本发明的基于选择性激光熔化技术的固体无机物粉末3D打印方法的流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案进行说明，以便于本技术领域的技术人员理解。

实施例1：

本实施方案中的材料配方为：水泥粉末、聚乙烯醇(PVA)粉末和气相白炭黑粉末。

一种基于选择性激光熔化技术的固体无机物粉末3D打印方法，包括以下步骤：

第一步：将上述三种材料粉末按照体积配比4：2：1充分混合均匀；

第二步：将粉末材料均匀平铺在快速成型机上，并充分压实；

第三步：利用激光器选择性地熔化相关区域，所采用的激光功率为15W，当完成一层后，工作台上升一个层厚的高度；

第四步：重复第二步和第三步，直至制件成型完成。

实施例2：

本实施方案中的材料配方为：石材粉末、聚乙烯醇(PVA)粉末和气相白炭黑粉末。

一种基于选择性激光熔化技术的固体无机物粉末3D打印方法，包括以下步骤：

第一步：将上述三种材料粉末按照体积配比5：2：1充分混合均匀；

第二步：将粉末材料均匀平铺在快速成型机上，并充分压实；

第三步：利用激光器选择性地熔化相关区域，所采用的激光功率为25W，当完成一层后，工作台上升一个层厚的高度；

第四步：重复第二步和第三步，直至制件成型完成。

实施例3：

本实施方案中的材料配方为：碳化硅粉末、聚乙烯醇(PVA)粉末和气相白炭黑粉末。