[发明专利]一种选择性激光烧结用尼龙粉末材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种选择性激光烧结用的尼龙粉末材料制备方法，包括以下步骤：尼龙粒料经过深冷粉碎工艺和分级过筛工艺后，制得平均粒径为50～75μm，径距为0.6～1.5的尼龙粉末；高分子粉末从热处理塔的顶端加入，热处理塔为垂直摆放，热处理塔包括三段区域，三段区域为由上至下顺序排列的加热区域、保温区域和冷却区域，冷却区域采用五段式冷却降温工艺，尼龙粉末通过三段区域后，制得平均粒径为50～75μm，径距为0.6～1.5的尼龙粉末；往尼龙粉末经过分级过筛工艺后加入流动助剂，制得选择性激光烧结用尼龙粉末。本发明所制得尼龙粉末材料平均粒径适中，粒径分布窄，球形度高，热焓值高，烧结窗口宽的尼龙粉末。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种选择性激光烧结用尼龙粉末材料及其制备方法。

背景技术

选择性激光烧结技术目前一种常用的快速成型技术，该技术容许不使用工具加工而只需建立目标零件的计算机三维模型，然后用分层软件将三维模型进行切片处理，最后通过激光烧结粉末的多个叠层获得三维实体。

目前主要用于选择性激光烧结技术的高分子材料为热塑性材料，比如尼龙612，聚氨酯，聚酰胺，聚醚醚酮等粉末材料。市场上主要的制备粉末的方法为，溶剂沉淀法和深冷粉碎法，溶剂沉淀法制备的粉末球形度高流动性好，热焓值高，烧结窗口宽，但制造的价格贵；深冷粉碎法制备的粉末价格便宜，但形貌呈不规则球状，球形度较差，热焓值低，烧结窗口窄。球形度差的粉末导致粉末的流动性查，会影响到烧结过程中粉末铺粉。热焓值低的粉末，在烧结过程中，已经融化的融化体靠自身热量容易把未烧结的粉末融化了，导致工件表面较差，工件粗糙度高，烧结窗口窄的粉末在烧结过程容易工件发生翘曲。所以采用深冷粉碎制备的高分子粉末，其高分子粉末形貌规整度差，粒径分布宽，流动性差，热焓值低，烧结窗口窄的粉末，影响了高分子粉末应用到选择性激光烧结技术上，也影响到了选择性激光烧结技术的应用场景，而大部分热塑性粉末无法通过溶剂沉淀法制备，一般采用深粉粉碎法制备。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种选择性激光烧结用尼龙粉末制备方法，制备得到价格便宜、应用面广的选择性激光烧结用高分子粉末，提高深冷粉碎法制备的尼龙粉末材料球形度、热焓值和烧结窗口。该方法将尼龙材料进行深冷粉碎，再通过热处理塔工艺将深冷粉碎后的尼龙粉末材料进行优化，最终得到平均粒径适中、粒径分布窄、球形度高、热焓值高和烧结窗口宽的尼龙粉末。

本发明提供一种选择性激光烧结用尼龙粉末材料制备方法，包括以下步骤：

步骤一：尼龙粒料经过深冷粉碎工艺和分级过筛工艺后，制得平均粒径为50～75μm，径距为0.6～1.5的尼龙粉末；

步骤二：将所述高分子粉末从热处理塔的顶端加入，所述热处理塔为垂直摆放，热处理塔包括三段区域，所述三段区域为由上至下顺序排列的加热区域、保温区域和冷却区域，所述冷却区域采用五段式冷却降温工艺，所述尼龙粉末通过三段区域后，制得平均粒径为50～75μm，径距为0.6～1.5的尼龙粉末；

步骤三：往步骤二制得的尼龙粉末经过分级过筛工艺后加入流动助剂，制得选择性激光烧结用尼龙粉末。

进一步优选地，所述加热区域的粉末总高度为1m，加热温度为200～300℃，粉末下降速度为0.5～1.5m/h；所述保温区域的粉末总高度为20m，保温温度为200～300℃，粉末下降速度为3～10m/h。

进一步优选地，所述冷却区域的粉末总高度为10m，粉末下降速度为3～40m/h。

进一步优选地，所述冷却区域采用的五段式冷却降温工艺具体为：降温第一段粉末下降速度为15～20m/h，粉末总高度为2m；降温第二段粉末下降速度为12～15m/h，粉末总高度为2m；降温第三段粉末下降速度为9～12m/h，粉末总高度为2m；降温第四段粉末下降速度为6～9m/h，粉末总高度为2m；降温第五段粉末下降速度为3～6m/h，粉末总高度为2m。