[发明专利]一种用于选择性激光烧结的高分子粉末材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于选择性激光烧结的高分子粉末材料制备方法，包括如下步骤：将高分子粉末新粉和高分子粉末余粉按照1:9‑9:1的质量比加入到搅拌机中，加热至60‑120℃后持续保温，开始慢速搅拌工艺，所述慢速搅拌工艺具体为：称取设定质量的水并均分若干质量份，从慢速搅拌开始，采用喷雾的方法，每隔设定时间往搅拌机中的混合粉末中喷入一份水，直至设定质量的水全部用完，继续搅拌混合，直至搅拌时间达到设定时间后，制得高分子粉末材料。采用本发明得到的高分子粉末材料具有松装密度高、流动性好的优点，尤其适用于选择性激光烧结成型领域。

技术领域

本发明属于选择性激光烧结技术领域，涉及一种用于选择性激光烧结的高分子粉末材料及其制备方法。

背景技术

选择性激光烧结是通过选择性地熔合多个粉末层来制造三维物体的一种方法，该方法允许不使用工具加工而只需根据待生产物体的三维图像通过激光烧结粉末的多个重叠层，来获得三维实体。专利US6136948和WO9606881对这种使用粉末状聚合物制造三维物体的方法进行了详细的描述。

高分子粉末材料高分子粉末材料是选择性激光烧结技术的主要原料，其粉末松装密度、流动性决定了加工过程的稳定性，也对烧结制件的表面质量及力学性能有重要影响。经选择性激光烧结后残留在腔体基板未被烧结的高分子粉末余粉可被重复利用，高分子粉末余粉和新粉经过一定的配粉工艺能实现余粉的重复利用，但是在配粉工艺中，不可避免的会产生粉末静电问题，使得粉末松装降低、流动性变差。选择性激光烧结加工时，若出现粉末流动性差，易导致铺粉开裂、甩粉，轻则导致制件出现开裂或产生缺陷，重则使得烧结过程无法继续；粉末松装密度低，易出现少粉导致烧结异常，或制件密实度不够，影响工件性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于选择性激光烧结的高分子粉末材料制备方法，将高分子粉末新粉和余粉混合，并加热至设定温度并持续保温，采用慢速搅拌和间隔时间喷雾的工艺，消除高分子粉末新粉和余粉混合过程中因摩擦产生的静电，得到松装高、流动性好、可重复利用的高分子粉末材料，极大提高了粉末重复利用性，采用高分子新粉和余粉配粉后的高分子粉末材料进行选择性激光烧结加工，选择性激光烧结加工仍能稳定进行，并能制得性能优异的制件。

一种高分子粉末材料的混合方法，包括如下步骤：将高分子粉末新粉和高分子粉末余粉按照1:9-9:1的质量比加入到搅拌机中，加热至60-120℃后持续保温，开始慢速搅拌工艺，所述慢速搅拌工艺具体为：称取设定质量的水并均分若干质量份，从慢速搅拌开始，采用喷雾的方法，每隔设定时间往搅拌机中的混合粉末中喷入一份水，直至设定质量的水全部用完，继续搅拌混合，直至搅拌时间达到设定时间后，制得高分子粉末材料。高分子粉末混合的过程中，因粉末颗粒相互运动，摩擦产生静电，由于高分子粉末本身导电性差，静电将残留在粉末中，使得粉末颗粒相互“排斥”，增大了粉末间的距离，导致粉末松装密度降低，同时由于静电的存在，粉末的流动性也变差，降低了粉末的加工性能及加工后制件性能、粉末的重复利用性。通过本发明的制备工艺解决了粉末静电的问题，通过加热、加水的工艺，去除粉末混合过程中因粉末相互摩擦产生的静电，使得粉末间的“排斥”减少甚至消失，有利于粉末的堆积和相互运动，可得到松装高、流动性好的粉末材料。

进一步优选地，所述高分子粉末为PA12、PA1212、PA6、PA610、PA612、PA66、PA46、PA512、PA514、PA56、PA1010、PA1012、PA11、PPS、PET、PBT、POM、PP、PE、POM、PEEK、PEKK、TPU中的一种或几种。

进一步优选地，所述高分子粉末新粉和高分子粉末余粉质量比为1：4-4：1。

进一步优选地，所述保温的温度为70-90℃。

进一步优选地，所述慢速搅拌工艺的搅拌速度为20-100RPM，搅拌设定时间为1-8h。

进一步优选地，所述慢速搅拌工艺的搅拌速度为40-60RPM，搅拌设定时间为2-5h。