SLS 高分子烧结件熔模铸造过程毒害性的研究*
2021-03-03杨尚鑫贾润礼王建宏
杨尚鑫,李 顶,贾润礼,王建宏
(中北大学塑料研究所,山西太原030051)
1 SLS 技术
SLS 是用高强度CO2激光对各种粉末材料进行烧结的快速成型技术。在计算机控制下激光有序扫过零件的横截面,被扫过的粉状材料熔融烧结成一个平面,之后工作台下降指定的层厚,再次铺粉,继续被高能激光扫描、烧结新层,与已成型零件表面粘接层层堆积,最终成型得到三维零件[1],其工艺原理如图1 所示[2]。

图1 SLS 工艺示意图Fig.1 Schematic illustration of the SLS process
2 SLS 技术用高分子材料
目前,越来越多的高分子材料被运用到SLS 技术中去,如:聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、ABS、聚乙烯、聚丙烯(PP)、尼龙(PA)等[3-4]。
2.1 聚碳酸酯
PC 是最早被应用于SLS 技术领域的高分子材料之一,其本身具有优异的力学性能,用于制备薄壁零件时具有足够的强度。且PC 烧结件尺寸稳定,成型的零件精度较高。
2.2 聚苯乙烯
PS 粉价钱低廉,且烧结制造出的零件具有吸湿率低、不易收缩变形、尺寸精度高的特点[5],如今市面上大多以PS 粉作为SLS 技术的基体材料。但在实际使用过程中,用PS 粉烧结的烧结件,很难通过熔化流失,必须在高温焙烧后才能去除,PS 材料燃烧会产生大量有毒害性的黑烟[6]。
2.3 ABS
ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的热塑性弹性体,苯乙烯的存在增强了ABS 的刚性,使得ABS拥有优异的力学性能。但在ABS 烧结成型时发现,其尺寸稳定性不高,成型过程中会发生翘曲变形,尺寸有较大的收缩。ABS 生物降解性差,这大大限制了其使用范围[7-8]。
2.4 聚乙烯
高密度聚乙烯(HDPE)烧结件的性能不算特别优异,但是它产量大、价格便宜,应用广泛,学者因此对其在SLS 技术的应用进行了一定研究。……
