杨来侠，赵贞慧

（西安科技大学机械工程学院，西安 710054）



PS／CF复合粉末激光选区烧结工艺研究*

杨来侠，赵贞慧

（西安科技大学机械工程学院，西安 710054）

摘要：为提高聚苯乙烯粉末烧结件的强度，制备了聚苯乙烯／碳纤维（PS／CF）复合粉末，采用正交实验方法研究了不同工艺参数对PS／CF复合粉末SLS烧结件弯曲强度的影响，确定了最优工艺参数。结果表明，复合粉末试样的弯曲强度最高可达7.49 MPa，比纯PS粉提高2.88倍；弯曲强度随扫描速度和层厚的增大而减小，随预热温度的增加而增大；PS／CF复合粉末的最优工艺参数为扫描速度1 800 mm／s，预热温度85℃，层厚0.18 mm。

关键词：聚苯乙烯；碳纤维；激光选区烧结；弯曲强度

联系人：杨来侠，博士，教授，主要从事塑料快速成型与模具制造技术研究

激光选区烧结（SLS）快速成型技术是增材制造中发展较成熟的一种先进制造技术。目前，适用于SLS的粉末材料主要有以下几大类：金属粉末、陶瓷粉末、覆膜砂、聚合物粉末等［1］。与金属和陶瓷粉末相比，聚合物粉末SLS工艺过程具有成型温度低、激光功率小等优点，因此，聚合物粉末是迄今为止应用最为广泛的SLS材料。用聚合物粉末材料制作塑料功能件以及与铸造技术相结合的快速模具制造是SLS的两个重要发展方向，应用前景广阔。常用的聚合物粉末有聚苯乙烯（PS），尼龙（PA），聚碳酸酯（PC）等［2］。PS粉末激光烧结性能较好，但原型件为多孔结构，力学性能较差，弯曲强度低于3 MPa，故需要对其做增强处理才能满足大型功能件的要求［3–5］。

为了提高PS粉末烧结件的强度，以满足塑料功能件对强度的要求，选择CF粉末作为增强材料。……