1、試驗方法及過程

1.1基料的合成本文以乙醇（工業(yè)級，質量分數(shù)95）為主溶劑，輔以其他助溶劑、助劑，在密封不銹鋼釜中油浴加熱至120180，保溫12h后劇烈攪拌快速冷卻。通過真空抽濾和減壓回收，對已冷卻的粉末沉析液進行固-液分離，所得固態(tài)物為尼龍12粉末的聚集體，聚集體經(jīng)真空干燥后，球磨、過篩，即可得到具有適宜粒度分布的尼龍12粉末。

1.2復合尼龍粉的改性在基料中添加光吸收劑、流動劑、偶聯(lián)劑、無機填料等助劑，通過復合尼龍粉末配比優(yōu)化試驗，確定復合尼龍粉的最佳配方，完成粉末改性。

　　激光燒結快速成形技術是利用激光提供能量，使材料吸收能量來達到成形的目的，所以光吸收劑在這里所起的作用是增加能量的吸收，因此要在材料里添加一定量的光吸收劑。流動劑是為了改善聚合物加工性的一種添加劑，它的主要作用是改善加工過程中塑料材料與機械之間及粉末材料內部分子之間的相互摩擦，提高加工材料的流動性，從而改善塑料的加工性并提高制品性能。

       對于SLS成形方法而言，改變材料加工成形時的流動性的目的是防止粉末抱團、靜電及熔融的聚合物粘附于熱的加工設備表面。偶聯(lián)劑具有表面活性基團，有利于提高填料與聚合物的相容性，改善材料的微觀結構，使其拉伸強度、沖擊強度、斷裂伸長率都有所提高。無機填料的加入可減少翹曲變形，提高成形精度及制品的尺寸穩(wěn)定性，改善尼龍粉末韌性的同時還能提高尼龍的拉伸強度。

1.3復合尼龍粉末激光燒結工藝實驗試驗采用正交設計法，在450450點掃描快速成形機上對復合尼龍粉采用不同工藝參數(shù)進行燒結，以燒結密度為主要性能指標，研究主要工藝參數(shù)對激光燒結成形性能的影響關系，采用方差分析法分析，得出一組最佳工藝參數(shù)。

　　根據(jù)對燒結成形性能主要影響因素的分析，確定采用激光功率、激光掃描速度、鋪粉厚度及預熱溫度四個主要成形工藝參數(shù)作為試驗因素，根據(jù)要求結合試驗經(jīng)驗，選取四因素三水平的正交試驗方案，即L9（34），其中，數(shù)字1、2、3表示水平號，括號內的數(shù)值表示該因素在該水平的數(shù)值。

2結果與分析

改性后的復合尼龍粉的掃描電鏡照片可以看出，大量小顆粒無機填料不規(guī)則分布在大顆粒的尼龍粉周圍，其中，從幾微米到幾十微米尺寸不等的圓球狀空心玻璃微珠很好地對不規(guī)則空隙進行了填充。由于無機填料的粒徑小，使粉末材料的比表面積增大，粒子與基體間的接觸面積增大，當材料受到?jīng)_擊時，能產(chǎn)生更多的屈服，吸收更多的沖擊能，并且有效地提高了鋪粉密度。

　　通過激光燒結試驗得到的9組燒結成形件的拉伸強度值如下：y1=40374MPa，y2=35746MPa，y3=36200MPa，y4=35794MPa，y5=39610MPa，y6=39048MPa，y7=36850MPa，y8=37356MPa，y9=41385MPa由上述數(shù)據(jù)計算得T=　9i=1yi=342.363y=T/9=38040采用正交試驗的方差分析方法對試驗結果進行分析，根據(jù)方差分析的計算方法，可得所示的計算結果。中，Mij為第j列水平號為i的y值之和；mij為因子j的第i個水平的均值，mij=knMij，n為試驗次數(shù)；k為水平數(shù)；Sij為各列方差平方和，Sj=knki=1M2ij-1nT2；Rj為各列極差，Rj=max1　i　jMij-min1　i　jMij。

　　所示是2號制件的斷口微觀形貌，可以看出，由于能量密度不大，對粉末進行激光燒結時，粉末并非完全熔化，液態(tài)保持時間較短，不能使粉層均勻地粘接起來，內部空洞很多，致密性較差，因而制件性能不高。

　　所示是在最佳工藝參數(shù)條件下激光燒結制件的斷口形貌，相比較可以看出，最佳工藝參數(shù)條件下激光燒結制件的斷口微觀組織致密性明顯提高，內部空洞明顯變小變少，且由于玻璃微珠等無機填料阻礙了尼龍的大面積的結晶，鑲嵌在尼龍結晶體之間，有效減小了燒結表面的表面張力，使宏觀收縮量減小，翹曲現(xiàn)象得到有效控制。

3結論

1. 復合尼龍粉末材料的最佳配方（質量分數(shù)）為：尼龍12粉末886，無機填料10，偶聯(lián)劑03，流動劑05，光吸收劑06；

2. 激光燒結復合尼龍材料的最優(yōu)工藝參數(shù)為：激光功率14W，預熱溫度95，掃描速度1400mm/s，鋪粉厚度01mm。