论文摘要
制造业面对当今用户需求个性化、市场全球化和产品更新换代迅速的形势，快速成形技术应运而生，它是集材料技术、激光技术、机械工程和微机控制技术于一身的先进制造技术。选区激光烧结是快速成形30多种工艺中的一种，它因不需专门夹具和不受成形件形状的复杂程度限制，在科研机构和市场得到广泛应用。尼龙6是选区激光烧结常用的烧结材料，它在所有材料中，制件机械性能较高。即便如此，受选区激光烧结本身特点的影响，尼龙6材料的成形精度和机械性能还是达不到工程实际的要求。本论文旨在通过硅灰石填充改性尼龙6，使其成形精度能有所提高，在此前提下兼顾力学性能，利用玻璃微珠增强尼龙6，使其制件的力学性能达到一个理想水平。尼龙6作为一种结晶聚合物，在选区激光烧结过程中其存在三种收缩（温致收缩、烧结收缩和结晶收缩），通过添加硅灰石可以降低尼龙6粉末的空隙率，从而减小制件因烧结过程空隙率减小导致的烧结收缩，而且硅灰石可以降低混合粉末制件的结晶度，从而减小制件的结晶收缩。试验研究表明，硅灰石能有效地改善尼龙6选区激光烧结的成形性，随着硅灰石添加量的提高，尼龙6/硅灰石混合粉末的成形件收缩量减小，在硅灰石含量为30%时达到最小，烧结制件X方向和Y方向的收缩率分别为1.069%和0.997%，比纯尼龙6两方向的收缩率5.714%和4.875%有了明显的减小。通过SEM和XRD分析得到，在成形条件一致的情况下，混合粉末在硅灰石含量提高时，烧结收缩减小，结晶度也呈下降趋势，结晶收缩减小，但是硅灰石含量过高很难在尼龙6基体中均匀分散，影响成形精度。通过拉伸实验分析，当制件在成形性能好的情况下（硅灰石含量30%），强度有所削弱，断裂伸长率减小，通过添加玻璃微珠，得到尼龙6/硅灰石/玻璃微珠混合比例在62/30/8时成形性和力学性能都较好。
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摘要Abstract目录第一章 绪论1.1 引言1.2 快速成形技术简介1.2.1 快速成形技术原理1.2.2 快速成形技术特点1.2.3 快速成形技术应用和发展1.3 选区激光烧结技术概述1.3.1 选区激光烧结技术原理1.3.2 选区激光烧结技术特点1.3.3 选区激光烧结技术研究现状1.3.4 选区激光烧结技术不足之处1.4 课题来源及研究目的1.4.1 课题来源1.4.2 研究目的1.5 课题研究的主要内容1.6 本章小结第二章 尼龙6粉末材料烧结特性2.1 引言2.2 选区激光烧结材料概述2.3 尼龙的选区激光烧结现状2.4 尼龙6选区激光烧结机理2.4.1 尼龙6粉末与激光的相互作用2.4.2 尼龙6粉末激光烧结机理2.5 本章小结第三章 实验材料与实验方法3.1 引言3.2 实验材料选择3.2.1 尼龙63.2.2 硅灰石3.2.3 润滑剂3.2.4 其他材料3.3 实验设备3.4 混合粉末制备3.5 试件制备及分析方案3.5.1 试件制备3.5.2 制件成形精度分析方案设计3.6 本章小结第四章 尼龙6/硅灰石混合粉末成形精度研究4.1 引言4.2 尼龙6选区激光烧结成形收缩4.3 制件成形精度的影响因素4.3.1 材料性能参数对制件成形精度的影响4.3.2 铺粉参数对制件成形精度的影响4.3.3 系统误差对制件成形精度的影响4.3.4 烧结工艺参数对制件成形精度的影响4.3.5 烧结环境对制件成形精度的影响4.4 实验结果及分析4.4.1 硅灰石对制件尺寸精度的影响4.4.1.1 硅灰石对混合粉末表观密度的影响4.4.1.2 硅灰石含量对制件结晶度的影响4.4.1.3 硅灰石分散状态对制件尺寸精度的影响4.4.2 润滑剂对制件尺寸精度的影响4.4.3 烧结工艺参数对制件尺寸精度的影响4.4.3.1 预热温度对制件尺寸精度的影响4.4.3.2 激光功率对制件尺寸精度的影响4.4.3.3 扫描速度对制件尺寸精度的影响4.4.3.4 单层厚度对制件尺寸精度的影响4.4.4 硅灰石含量对制件翘曲率的影响4.4.5 烧结工艺参数对制件翘曲率的影响4.4.5.1 预热温度对制件翘曲率的影响4.4.5.2 激光功率对制件翘曲率的影响4.5 实验样品4.6 本章小结第五章 尼龙6制件力学性能研究5.1 引言5.2 硅灰石对制件力学性能的影响5.2.1 硅灰石对制件拉伸强度的影响5.2.2 硅灰石对制件断裂伸长率的影响5.3 玻璃微珠与硅灰石复配增强尼龙65.4 能量密度对力学性能的影响5.4.1 能量密度对拉伸强度的影响5.4.2 能量密度对断裂伸长率的影响5.5 单层厚度对力学性能的影响5.6 本章小结第六章 总结与展望6.1 总结6.2 展望参考文献攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加科研情况致谢
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