[发明专利]一种选区激光烧结砂型及其扫描方法

说明书

本发明公开了一种选区激光烧结砂型及其扫描方法，属于砂型的制备领域。所述方法包括：将待打印砂型的三维模型分为位于内部的第一扫描区域和位于外表层的第二扫描区域；然后在打印平台铺设预定厚度选区激光烧结砂型的粉末；对于所述第一扫描区域，通过SLS设备中在高强度激光能量密度下扫描，形成基体内层间强固化结构；对于第二扫描区域，在第一扫描区域外表面设置搭接宽度，采用SLS设备低能量密度扫描路径，形成表皮壳层区；分别对所述第一扫描区域和第二扫描区域的砂型打印。本发明通过采用高强度激光，形成基体内层间强固化结构，降低各向异性，保证砂型的初始强度，然后通过低强度激光，形成表皮壳层，保证了砂型的表面质量。

技术领域

本发明属于砂型的制备领域，尤其是一种选区激光烧结砂型及其扫描方法。

背景技术

砂型初始强度低会带来一系列问题，如在制造复杂、薄壁、高集成度的产品时，打印完成的砂型初坯对清粉、搬运等后处理过程中的受力抵抗能力不足，容易发生断裂、塌陷破损等。因此，提高砂型初坯的强度具有重要的意义。

现有厂家的选区激光烧结设备均采用层面均匀扫描方法，如图1，即采用低能量密度的层面均匀扫描方法，生产得到的砂型初坯强度偏低。如果采用高能量密度的层面均匀扫描策略，则砂型初坯强度提高，但带来了砂型表面粘粉的问题，致使砂型表面粗糙不合格。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种选区激光烧结砂型及其扫描方法，以解决背景技术所涉及的问题。

本发明提供一种选区激光烧结砂型的扫描方法，所述方法包括：

采用计算机将待打印砂型的三维模型分为位于砂型内部的第一扫描区域和位于砂型外表层的第二扫描区域；

然后在打印平台铺设预定厚度的选区激光烧结砂型的粉末；

对于所述第一扫描区域，通过SLS设备中在高强度激光能量密度下扫描，形成基体内层间强固化结构；

对于第二扫描区域，在第一扫描区域外表面设置搭接宽度，采用SLS设备低能量密度扫描路径，形成表皮壳层区；

分别对所述第一扫描区域和第二扫描区域的砂型打印，重复上述方法，直至完成砂型产品的3D打印。

优选地或可选地，所述第一扫描区域包括：呈网状或带状分布的强化区，和位于所述强化区网状或带状结构之间、形成砂型主体部分的基体区。

优选地或可选地，所述高强度激光的扫描参数为：激光功率P为65W，扫描速度V为2.5m/s。

优选地或可选地，所述强化区的扫描间距△S设定为0.15mm；基体区的扫描间距设定为△S为0.22mm。

优选地或可选地，所述预定厚度为0.2-0.3mm。

优选地或可选地，所述搭接宽度为3-8mm。

优选地或可选地，所述选区激光烧结砂型的粉末以120～140目的近球形覆膜砂粉末作为原料，添加为原砂重量的2.2～2.3%的酚醛树脂，树脂重量的12～13%的乌洛托品。

优选地或可选地，所述方法还包括：通过调整面层的高强度激光扫描角度来调控点阵类型，实现带状区域的打印。

本发明还提供一种基于上述的选区激光烧结砂型的扫描方法所得到的砂型初坯。

本发明涉及一种选区激光烧结砂型及其扫描方法，相较于现有技术，具有如下有益效果：

1、本发明通过采用高强度激光，形成基体内层间强固化结构，降低各向异性，保证砂型的初始强度，然后通过低强度激光，形成表皮壳层，保证了砂型的表面质量。