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英文翻譯1 處理微結(jié)構(gòu)和物產(chǎn)SLS 尼龍12的作用 H.扎英哈拉, N.霍普金, N.F.卡佩曼, J.J. 德 威列格 快速制造研究小組,校機(jī)械與制造工程,沃爾夫森大樓 拉夫伯勒大學(xué),拉夫伯勒乙二醇酯,英國 收到2006年2月13日; 收到修改形成2006年6月9日; 接受7月21日2 摘要 現(xiàn)在需要為迅需速的制造業(yè) (RM) 改良復(fù)現(xiàn)性和 SLS 尼龍零配件的機(jī)械性質(zhì)。 為了要達(dá)到這一要求, 促進(jìn)基礎(chǔ)的研究是不可或缺的，藉由調(diào)查缺乏復(fù)現(xiàn)性潛在源的效果，這需要關(guān)于水晶的結(jié)構(gòu)、顯微組織、化學(xué)的結(jié)構(gòu) (分子的重量) 和機(jī)械性質(zhì)寫報(bào)告效果。 不同的水晶的表格被識別了而且被講到不溶化的粒子心了和那融化結(jié)晶顯微組織的區(qū)域。 熔化點(diǎn)形狀改變仰賴處理狀態(tài)。 當(dāng)比較零配件的顯微組織的時(shí)候，觀察得出的不同也是存在的。重要的零配件分子重量比純凈的粉末高，但是二手的粉末也表示分子的重量增加。 這在從二手的粉末被建造的零配件的破裂講到改良的伸長,與早先的研究一致。被選擇的機(jī)器叁數(shù)表明改良的抗拉強(qiáng)度有一些增大，但是楊氏模數(shù)相似。 關(guān)鍵字：選擇的激光燒結(jié); 尼龍 12; 水晶的結(jié)構(gòu); 顯微組織; 分子的重量 1. 介紹 不需要再用工具工作,迅速的制造業(yè) (RM) 是產(chǎn)品從 3D立體電腦輔助設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接地在添加劑方法中被做的一個(gè)技術(shù)的分支。 因?yàn)榱闩浼呢?cái)產(chǎn)生產(chǎn)，技術(shù)本來即是迅速的設(shè)計(jì)原型 (RP) 通常唯一適當(dāng)?shù)臑樵吡闩浼?然而, 技術(shù)已經(jīng)扼要進(jìn)展哪里 RM 在多數(shù)的應(yīng)用面積 [1,2] 中是能養(yǎng)活的制造業(yè)的技術(shù). 泉華 (SLS) 的選擇性激光在 RM[3] 是普遍二手的技術(shù)而且已經(jīng)證明對各種不同的應(yīng)用是適當(dāng)?shù)陌▌?chuàng)造為公式 1 比賽用車 [5] 預(yù)約助聽器 [4] 而且分開. 特別是航太工業(yè)已經(jīng)為它是現(xiàn)在最廣泛二手的技術(shù) [6] 的 RM 辨認(rèn)出 SLS 的利益。 一些航空器已經(jīng)有多數(shù)的 SLS 生產(chǎn)零配件當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的 [3,7] 然而應(yīng)用仍然被限制, 部分由于被生產(chǎn)的零配件的機(jī)械性質(zhì)。 選擇的激光燒結(jié)農(nóng)產(chǎn)品藉由以一個(gè)粉狀形狀 (聚合物、金屬,窯業(yè)) 使用對材料的選擇性地泉華個(gè)別層的一個(gè)激光分開. SLS 系統(tǒng)從 3D立體美國 (先前動態(tài)同步傳輸套式) 的系統(tǒng)和德國的EOS的二個(gè)不同的制造業(yè)者商業(yè)地現(xiàn)在可得。 在建立一個(gè)電腦輔助設(shè)計(jì)模型之前一定哪一個(gè)含被產(chǎn)生然后處理 '切成薄片' 進(jìn)入 0.1-0.15 毫米厚的 2個(gè) D 層之內(nèi)的電腦輔助設(shè)計(jì)模型。 在這之后，數(shù)據(jù)為在表 1 被描述的部分建筑物被送到機(jī)器。 下列各項(xiàng)建立部分從離開逐漸地使用被刷以及/ 或噴霧的被不泉華的粉末和松動粒子被移動被壓縮的 空氣。 半的意思結(jié)晶聚合物 (居多尼龍 12 和 11) 能成功地超過無定形的聚合物 [8,9] 與上好的機(jī)械性質(zhì)一起泉華。 然而，收縮在結(jié)晶期間阻礙正確零配件 [10] 的生產(chǎn)。 對于這理由它是必要的為材料被 SLS 處理熔化溫度非常地比結(jié)晶溫度高以便結(jié)晶能被延遲而且減少在那期間建立程序 [11] 讓新的層以一個(gè)比較同種的顯微組織對早先的層黏住。 一個(gè)熔解的高焓也較好的避免對由于熱的傳導(dǎo)被激光對準(zhǔn)的粒子的粉狀粒子地方的熔化。 除此之外，在激光燒結(jié)期間，一個(gè)狹窄的熔化溫差在結(jié)合以一個(gè)低熔化黏性是非?？斓貨]有輸入過度能 [11] 達(dá)成必需電平的流動性所必要者。 當(dāng)直接地描述上將 [12] 和重量的聚合物平均的分子重量 (Mw) 影響熔化黏性 [10] 的時(shí)候，分子的重量廣為人知是一個(gè)具決定性的固有。 熔化流量程序用來根據(jù)熔化流量分度 (MFI) 有熔化黏性的特征。 低的 MFI 與高的熔化黏性和高的分子重量有關(guān)。 Gornet 等人 [13] 和 Shi 等人 [10] 在破裂 (EaB) 特別地調(diào)查粉狀熔化黏性的效果而且相關(guān)了對改良的機(jī)械性質(zhì)的較低的 MFI( 因此較高的熔化黏性和 Mw) 伸長。 它是在工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)練習(xí)混合純凈的粉末用維持以二手粉狀 [13] 的繼續(xù)使用惡化的可接受的部分特性.熱的負(fù)載在那期間建立程序被假定有責(zé)任的為分子的重量增加而且如此增加熔化黏性。 維珍粉末通常在它自己的上不被用為了要減少聯(lián)合的成本。 在機(jī)械性質(zhì)的 ForRMconsistency 特別地重要而且因此為財(cái)產(chǎn)的復(fù)現(xiàn)性的缺乏抓住現(xiàn)有的位很重要。 關(guān)于其他的脂肪族的尼龍尼龍 12 已經(jīng)廣泛地被顯示造形任一的穩(wěn)定水晶結(jié)構(gòu)那 _- 或 _- 造形 [14,15] 。 因?yàn)槟猃?12 那 _-形狀,更穩(wěn)定, 總是在一個(gè)較高的溫度融化超過那 _-形狀 [16]. 它已經(jīng)被示范在多數(shù)的處理狀態(tài)液體的相之下將會結(jié)晶到那 _-形狀, 是因此那最普遍在尼龍 12 發(fā)現(xiàn)晶體形狀. 然而, 特定的狀態(tài)確實(shí)造成那 _-形狀。 這些已經(jīng)被寫報(bào)告為溶液鑄造 (在大氣的或減少壓力, 在 90下面 ?C) [16], 正好熔化點(diǎn)和高度下面的制圖強(qiáng)迫結(jié)晶 [21]. 它已經(jīng)被示范比例比率 _- 而且 _-形狀能藉由控制熱的歷史 [16,17] 被改變 (從 0%-100% 為每個(gè)). 不同變化那基本的 _- 而且 _-水晶的表格已經(jīng)被產(chǎn)生靠處理狀態(tài)而且這些的通能被靠的多數(shù)方法從一轉(zhuǎn)換到另外一從哪一個(gè)和到哪一個(gè)晶體造形，材料將會被轉(zhuǎn)換 [18-21]. 研究報(bào)告熔點(diǎn)為那 _-形狀被被從 172 排列到 185 的 Aharoni[15] 和價(jià)值檢討了 ?C 用大多數(shù)的數(shù)據(jù)磨利接近 179?C. 比較不通常人的熔化點(diǎn) _-形狀已經(jīng)被寫報(bào)告為 ca。 173?C[16]. SLS 尼龍藉由在藉此被慢結(jié)晶后繼成形晶體的提高的溫度在壓力之下在乙醇中溶解聚酰胺-12 被獲得與一相對地 ca 的高熔點(diǎn)。 190?C 和一相對地熔化 [9,11] 的高熱. SLS 尼龍粉末的水晶結(jié)構(gòu)或零配件在生產(chǎn)期間還沒有在然而慢的冷卻率上被寫報(bào)告會或許造成純凈的粉末被相對大量晶體包含。 生產(chǎn)程序?yàn)?SLS 尼龍 12 不完全地符合需求為形成 _ 晶體形狀和高熔化溫度標(biāo)準(zhǔn)的指示那 _-形狀。 出版為 SLS 粉末的制造與其它可能的方法有關(guān)的信息描述標(biāo)準(zhǔn)尼龍 12 能如何被修正用對結(jié)晶溫度 [22] 的無關(guān)重要的增大增加熔化溫度. 描述的程序包括水蒸氣加熱粉末或材料的小粒延長的時(shí)間期間 (達(dá) 100 h) 。 它被要求這藉由讓分子的鏈條被再排列增加熔化溫度。 一般知道， ' 偶數(shù)' 尼龍，像是尼龍 12 才能達(dá)成完整的在分子之間的氫會接和如此在不平行鏈系配置 [14] 中排列的分子鏈條的結(jié)晶而且它被認(rèn)為這是鏈條是如何 '再排列'. 表 2 制造業(yè)者為 SLS 尼龍 12[27,28] 出版了材料特性 3D立體系統(tǒng) EOS 抗拉強(qiáng)度 (MPa) 44 45 拉的率 (MPa) 1600 1700 破裂拉伸(%) 9 20 部分熔點(diǎn) (?C) 184 184 粒度,平均 (m) 58 58 粒度90%(_m) 25-92 不可得的極差 部分水分吸收23 ?C (%) 0.41 0.52 泉華尼龍 12 的楊氏模數(shù)和選擇激光的抗拉強(qiáng)度為被鑄成試樣 [23] 的標(biāo)準(zhǔn)的噴射是可比較的具有價(jià)值。然而 EaB(指示延性) 至少是一個(gè)大小的次序比較低的。 Gornet 等人 [13] 示范，機(jī)械性質(zhì)能如何在不同的機(jī)器之間改變和為相同的機(jī)器甚至在不同的建立。 Saleh 等人 [24] 和桀布生和 Dongping[25] 為不同的部分定向表示相當(dāng)多的變異性和在不同的定位中建造的零配件在那建立一樣的里面的容積建立。Tontowi 和孩子 [26] 調(diào)查粉狀底溫度 (周圍建立粉狀表面溫度) 對密度的效果而且表示在溫度的小的變化對能影響機(jī)械性質(zhì)的部分密度產(chǎn)生一個(gè)顯著的效果。 SLS 機(jī)器制造業(yè)者供給粉末和出版機(jī)械的 (和其他的) 財(cái)產(chǎn)的他們的鍵,為他們的分別 SLS 尼龍 12 粉末,在表 2 被概述。 因?yàn)闄C(jī)器叁數(shù)過去一直發(fā)生數(shù)據(jù)不有被兩者的制造業(yè)者而且因?yàn)閿?shù)據(jù)被發(fā)生使用不同的標(biāo)準(zhǔn)，這不能夠直接地被比較。 它應(yīng)該因此只概略地習(xí)慣于精確計(jì)量 SLS 尼龍 12 的位. 在制造引述多種的價(jià)值的地方, 那平均已經(jīng)被提供。 從 SLS 的應(yīng)用當(dāng)做一個(gè)生產(chǎn)程序, 需求改良復(fù)現(xiàn)性而且給 RM 的 SLS 尼龍零配件的機(jī)械性質(zhì)存在。 為了要達(dá)成這, 促進(jìn)在下面機(jī)械裝置的基礎(chǔ)知識是不可或缺的。 這紙哪一位址這需要藉由調(diào)查效果建立程序、叁數(shù)而且粉末關(guān)于水晶的結(jié)構(gòu)、顯微組織、化學(xué)的結(jié)構(gòu) (分子的重量) 和機(jī)械性質(zhì)混合而且寫報(bào)告效果。 2. 方法學(xué) SLS 尼龍 12 粉末和零配件的不同試樣被分析。 粉末用不同的熱歷史被分析了，而且零配件從這些被生產(chǎn)。 這些被在表 3 概述而且在第 2.1 節(jié)被更進(jìn)一步解釋。 零配件和粉末從 TNO 科學(xué)和工業(yè)和迅速的制造業(yè)的研究組,Loughborough 大學(xué)被獲得。 分別地,這些被稱為 TNO 和 Lboro 。 已經(jīng)一起配置的不同機(jī)器被用對比叁數(shù)。 這預(yù)計(jì)提供一個(gè)比較寬類型的數(shù)據(jù)。 每部機(jī)器被被分別機(jī)器制造供給的 SLS 尼龍 12 粉末用。 不同被在第 2.2 節(jié)更進(jìn)一步解釋。 粉狀試樣為膠體滲透套色版 (GPC) 的分子重量分布、熱的財(cái)產(chǎn)和藉著光學(xué)上顯微鏡學(xué)掃描量熱法 (DSC) 、和顯微組織的兩路線的運(yùn)費(fèi)差額的水晶結(jié)構(gòu)被分析。 部分試樣也是機(jī)械性質(zhì)的拉伸試驗(yàn)。 2.1. 粉末的準(zhǔn)備 粉末在建筑物之前以不同的方式被準(zhǔn)備,依下列各項(xiàng): 1. 維珍: 從未在一個(gè)激光燒結(jié)機(jī)中被處理的粉末。 2. 用: 分開結(jié)塊而且泛濫已經(jīng)透過一個(gè)完全 SLS 流動的粉末。 3. 使:生氣蓬勃 一個(gè) 67% 的混合用了和 33% 純凈的粉末。 2.2. 部分生產(chǎn) 標(biāo)準(zhǔn)的拉伸試驗(yàn)試樣 (如圖 1 所示) 依照 ISO 527-21 A 被生產(chǎn)。 機(jī)器為將機(jī)械性質(zhì)最佳化的被設(shè)定的 TNO 的叁數(shù)當(dāng)那些的時(shí)候?yàn)闄C(jī)器為被預(yù)期給縮小的機(jī)械性質(zhì)的將精度最佳化的被配置的 Lboro。兩者的機(jī)器能為改良的機(jī)械性質(zhì)或改良的精度被配置而且因此構(gòu)型的選擇為這研究只是在不同操作員的使用中已經(jīng)以現(xiàn)有的構(gòu)型為基礎(chǔ)。 粉狀底機(jī)器為每個(gè)類型的粉末被調(diào)整的 Lboro 的溫度當(dāng)機(jī)器為所有的粉狀類型被保持常數(shù)的 TNO 的粉狀底溫度的時(shí)候。 二部不同的機(jī)器和他們的個(gè)別項(xiàng)目之間的不同建立裝備在表 4 被列出. 為了要確定熱穩(wěn)定以一個(gè)二公分的惡劣層為條件而且一公分的最上面的層作為每個(gè)流動。 零配件被建造平面, 放置平行對機(jī)器 X軸, 在中央中的固定場所那建立如圖 1 所顯示的面積. 2.3. 分子的重量 分子的重量被 GPC 決定了藉由弄干 25個(gè)毫克試樣在 120?為 1 h 的 C。 試樣然后在 5 毫升哥羅仿 (以甲川膽色素穩(wěn)定) 和 0.5 毫升 trifluor 醋酸醋酐 (TFA) 中的室溫被溶解。 在 2 溶解溶液的 h 與 20 毫升哥羅仿一起沖淡之后。 這溶液沒有加熱被過濾而且使用二 WatersTM Styragel 分析? HT6 E, 7.8 毫米 × 300 毫米柱在結(jié)合以一個(gè)差別的折射分度探測器 (WatersTM 410) 和一個(gè)可調(diào)節(jié)的吸光率探測器 (WatersTM 486) 在波長 264個(gè) nm。 聚苯乙烯被當(dāng)作叁考材料使用。 2.4. 熱的財(cái)產(chǎn) 掃描量熱法 (DSC) 的兩路線的運(yùn)費(fèi)差額被用決定熱的財(cái)產(chǎn)為了要學(xué)習(xí)熔化的和結(jié)晶行為和識別水晶的表格。 大眾 ca 的試樣。 10個(gè)毫克在氮流量之下在 ' 熱分析' DSC 機(jī)器中被分析。 試樣在 10 點(diǎn)從室溫被加熱 ?C/最小至 200?C 然后在 10 點(diǎn)立刻冷卻了 ?C/最小。 2.5. 顯微組織 加工材料的顯微組織經(jīng)由光學(xué)上的顯微鏡學(xué)被分析了。 試樣 3-5_m 厚度在顯微鏡用薄片切片機(jī)旁邊的室溫被減低。 [映]象在被極化照明的明亮的領(lǐng)域中被拿。 2.6. 機(jī)械性質(zhì) 拉的數(shù)據(jù)被記錄使用一個(gè)夾-在伸長計(jì)上。 每個(gè)拉伸試驗(yàn)與五個(gè)個(gè)別的試樣一起運(yùn)行，而且結(jié)果為拉的伸長在破裂、極限抗拉強(qiáng)度和楊氏模數(shù)被記錄了。 表 3 試樣歷史 來源 特性 試樣 粉末 部件來源 EOS PA2200 粉末,EOS P380 純凈 純凈 TNO 機(jī)器 (調(diào)節(jié)為機(jī)械的財(cái)產(chǎn)) 使用過 - 更新 更新 Lboro 3D立體系統(tǒng) 尿素樹脂膠 PA 純凈 純凈 粉末,3D立體系統(tǒng)前鋒機(jī)器 使用過 使用過 (為精度調(diào)節(jié)) 更新 更新 表 3 機(jī)器的差異 TNO Lboro 叁數(shù)優(yōu)化 機(jī)械性質(zhì) 精度 機(jī)器 EOS P380 3D立體系統(tǒng)前鋒 物質(zhì)的 PA2200 尼龍 12 尿素樹脂膠PA 尼龍 12 層厚度 0.1 毫米 0.15 毫米 粉狀沈淀機(jī)械裝置 漏斗 滾筒 補(bǔ)給制成粉狀 '寒冷'(～ 50 ?C) 熱的 (+100 ?C) 建立月臺 熱的 不熱的 激光動力 (填充) 45.7W(90%,50 W) 11W 激光動力 (輪廓) 10.9W(20%,50 W) 5W 掃描速度 5000 毫米/s 4000 毫米/s 精檢間隔 0.15 毫米 0.3 毫米 3. 結(jié)果和討論 3.1. 粉末 3.1.1. 維珍粉末: 熱分析和分子的重量分析的 Lboro 和 TNO 粉末的比較 Lboro 和 TNO 純凈的的圖 2 表演 DSC 結(jié)果制成粉狀。 兩者的表演相對地銳利用熔化的峰巔選出 endotherms 在 189?C 為 TNO 純凈的粉末和 188?Lboro 純凈的的 C 制成粉狀。 這些為純凈的粉狀 [29,11] 然而以已知的價(jià)值符合他們至少 3?C 比先前寫報(bào)告的價(jià)值高為水晶形式的非 SLS 的加工尼龍 12(172-185?C)。 如先前之時(shí), 在 SLS 尼龍 12 粉末的生產(chǎn)的狀態(tài)不同于那些必需者造形 _-形狀晶體結(jié)構(gòu)和這建議恒溫動物獲得從純凈的粉末與通常人保持良好關(guān)系 _-形狀。 在延長了分子的遷移率的基礎(chǔ)上增加熔化溫度它能因此被推論出恒溫動物與那有關(guān) _-以更為大而且更多完全的晶體結(jié)構(gòu) (由于增加的氫會接) 造形超過先前分 析尼龍 12 試樣。 另外地, Ishikawa 和 Nagai[16] 示范在尼龍 12 上的一個(gè) DSC 測試的恒溫動物不過是試樣的固有含有 100%_ 自從試樣以后，晶體造形有 100%_ 晶體形狀不變化地在 DSC 期間發(fā)展一個(gè)第二個(gè)熔化峰跑由于試樣的部分的再結(jié)晶到那 _ 晶體造形。測試叁數(shù)是相同于那些目前用了在純凈的 SLS 尼龍 12 材料的水晶的出席結(jié)構(gòu)是的調(diào)查支持視圖那 _ 晶體形狀。 Lboro 和 TNO 純凈的的圖 3 表演 GPC 結(jié)果制成粉狀。 比較的重量平均的分子重量是 TNO 的 Lboro 純凈的粉末的 90,000 g/摩爾和 70,000 g/摩爾純凈的粉末。 polydispersity 分度為 Lboro 純凈的粉末是 2.26 和 2.34 為 TNO 純凈的粉末。在每個(gè)曲線的正尾部上的小的峰巔可能地抗氧化劑, 被知道從EOS [28] 與純凈的尼龍 12 粉末一起混合是特性的因此假定用 3D立體系統(tǒng)是一樣的供給粉末。 Lboro 的比較高的分子重量粉末可以理論上阻礙處理和如此財(cái)產(chǎn) [30] 然而不同是太小而無法是重要的。 3.1.2. 子熔化溫度加熱了粉末: 使比較生氣蓬勃的和熱分析和分子的重量分析的純凈的粉末 純凈的的圖 4 表演 DSC 結(jié)果而且使 TNO 粉末生氣蓬勃。 被粉末生氣蓬勃的表示最的微小增加熔化溫度 (<1?C) 由于結(jié)晶[性]的改組指出比較完全的晶體。 純凈的的晶狀球蛋白而且使粉末生氣蓬勃當(dāng)做 55% 和 51% 被測量, 分別地以 115.7 而且 106.6 J/g 的熔化焓, 分別地。 給 100% 結(jié)晶[性]的材料熔化焓當(dāng)做 209.3 J/g[31] 被拿。 晶狀球蛋白 方面的微小減少用被粉末生氣蓬勃的而非增大支持視圖熔化溫度的增加是由于結(jié)晶[性]的改組并非增加的晶狀球蛋白。 給被粉末生氣蓬勃的 endotherm 表示輕蔑 '脹' 到它的左邊指示的多形體或許由于混和的 1/3 純凈的破面。 對于純凈的和二手的 TNO 的圖 5 表演 GPC 結(jié)果制成粉狀。 比較的重量平均的分子重量是二手的 TNO 粉末的 170,000 g/摩爾和純凈的的 70,000 g/摩爾 TNO 粉末。 polydispersity 分度為二手的 TNO 粉末是 2.84 和 2.34 為純凈的 TNO 制成粉狀。 這個(gè)的增加平均的分子重量和分子的重量分布指示聚合在堅(jiān)硬的州粉末中發(fā)生。 這可能是機(jī)械裝置之一帶領(lǐng)修正用 SLS 粉末的重復(fù)使用泉華特性。 舉例來說，減少了分子的動作由于增加的分子重量可以阻礙結(jié)晶 [18]. 因?yàn)檫@一個(gè)分析的目的將決定加熱沒有熔化的粉末的效果, 只有 TNO 材料被分析了。 這是因?yàn)橐话闫谕魏蔚淖兓瘯歉@著的超過與 Lboro 物質(zhì)的由于增加的熱負(fù)載在材料上。 3.2. 零配件 3.2.1. 部分顯微組織的光學(xué)上分析 圖 6 表演 Lboro 的橫斷面的一個(gè)顯微像在右手邊上舍棄注解。 被注解的特征也在 TNO 試樣上被發(fā)現(xiàn)。 [映]象的陀螺對粒子已經(jīng)融化哪一個(gè)不溶解表示部分的邊緣。 Moeskops 等人 [32] 已經(jīng)示范如何部分顯微組織由被球粒包圍的粒子心組成。 這些心被描述為發(fā)生粒子何時(shí)不受到充足的熱完全融化的粒子的不溶化中央?yún)^(qū)域。 圖 6 表演這以及表示沒有從夠小來完全融化的粒子造形的心的球粒。 Moeskops 等人 [32] 陳述了這些心的出現(xiàn)被相信對 SLS 加工的材料財(cái)產(chǎn)和機(jī)械回應(yīng)是具決定性的。 3.2.2. 熱分析和分子的重量分析的純凈的粉末和零配件的比較 圖 7 表演 DSC 的三個(gè)被重疊的組為 TNO 材料產(chǎn)生。 結(jié)果是給純凈的粉末, 一個(gè)部分從純凈的粉末建造和被暴露兩次 (相同的面積第二曝光在下一個(gè)層的沈淀之前) 的從純凈的粉末建造的一個(gè)部分和哪一個(gè)因此被一般承認(rèn)的增加能輸入。 給純凈的粉末的曲線是相同于在圖 4 和表演一個(gè)熔化峰在 189?C. 給正常的部分曲線表示二個(gè)峰巔, 比單一峰小為純凈的粉末。 那比較大的這些二是在 185?C 和比較小人在 190?C. 曲線為雙重的暴露部分唯一的表演一個(gè)峰是在 185?C。 圖 7 的解釋是那因?yàn)榉珠_峰巔在 185?C 與一有關(guān) _ 晶體形狀, 從熔化和純凈的粉末的結(jié)晶出現(xiàn)。 小的峰在 190?給零配件的 C 表現(xiàn)一減少開始線的全體破面 _-純凈的造形物質(zhì)的而且示范一個(gè) 190-189 錯(cuò)模 ?C, 類似在圖 4 顯示.(比較純凈的而且用了粉末) 圖 8 表演一個(gè) DSC 曲線為 Lboro 部份地從純凈的粉末和一個(gè)一個(gè)粒子心的光學(xué)上 [映]象以周圍的球粒建造。 這舉例說明觀念 DSC 到達(dá)高點(diǎn)在 190?C 直接地表現(xiàn)不溶化的粒子心 (是本質(zhì)上因此二手的粉狀材料) 而且周圍的 spherulitic 區(qū)域與已經(jīng)被融化然后結(jié)晶的材料有關(guān)。 圖 9 表演 GPC 結(jié)果為 TNO 純凈的粉末和一個(gè)部分建造從 TNO 純凈的粉末。 一個(gè)比較分子的重量清楚增大和分子的重量分布由于聚合被觀察如從 2.34 到 3.32 來自 70,000 到 230,000 g/摩爾的一個(gè)增大重量平均的分子重量和一個(gè)增大所定量因?yàn)?polydispersity 編入索引中。 這個(gè)的增加分子的重量自通常的比較高的分子重量之后用燒結(jié)可能是令人想要的造成改良的機(jī)械性質(zhì)。 把圖 9 與圖 5 作比較二手粉狀落砂的分子重量在那些之間為從純凈的粉末被建造的純凈的粉末和部分由于聚合的性質(zhì).(為二手的粉末和部分也就是堅(jiān)硬的州和液體的州, 分別地) 3.2.3. Lboro 和 TNO 零配件的比較從熱分析和光學(xué)上的顯微鏡學(xué)的純凈的粉末建造 圖 10 showsDSCresults forTNOand Lboro 零配件從純凈的粉末建造。 給 TNO 部分的曲線在圖 7 是 '正常的部分' 的相同曲線成績二個(gè)峰巔, 一在 185 和一個(gè)較小的峰在 190?C. 曲線為 Lboro 部份地也表示二個(gè)峰巔, 在 189 和 181?兩者都較小的峰巔的 C. 是 ca 。 1?C 比他們的分別峰巔高為如圖 2 示范所顯示的純凈的材料不溶化的破面在那部分以相似的樣子修正到如何被不融化的純凈的粉末到它的修正 '用' 州。 較大的峰巔之間的不同指示為 Lboro 和 TNO 裝備被融化而且結(jié)晶的材料的水晶尺寸的重要的不同。 這不同可以從在機(jī)器裝備之間為這研究 (像是加熱/不熱的建立月臺) 以及/ 或固有的不同被選擇的不同的叁數(shù)出現(xiàn)。 圖 11 表演顯微鏡用薄片切片機(jī)零配件的斷面從從純凈的 TNO 粉末 (c) 被鑄成的 TNO 純凈的粉末 (一) 、 Lboro 純凈的粉末 (b) 和零配件噴射建造. 為 TNO 和 Lboro 純凈的材料比較 [映]象 Lboro 試樣表示不溶化的心清楚地對比對抗有平均地分配的球粒結(jié)構(gòu)的周圍的材料。 這些心在 TNO 試樣中也是出現(xiàn)但是清楚地更不被定義。因?yàn)?Lboro 試樣與較多的連續(xù)相較為 TNO 試樣從一變更到另一個(gè)，有心和周圍的相之間的一個(gè)清楚的階段變化。 Lboro 試樣也有較大的心因此晶體的增加容積破面 (與優(yōu)越的 189?C 熔化峰) 在材料里面也可能在機(jī)械性質(zhì)中成為變化的因素。 心的出現(xiàn)對 SLS 加工的材料可能是固有的，但是較高的能輸入 (舉例來說 TNO 試樣) 減少心尺寸。 一個(gè)較高的 '熔化的度' 在試樣 (圖 11 一) 可以指示粒子和因此上好的機(jī)械性質(zhì)的較好的熔解/燒結(jié)的 TNO 中發(fā)生。 噴射鑄成試樣清楚地沒有表示粒子心和一更多甚至而且罰款顯微組織由于藉著較快速的冷卻完全被融化 (和推測上更流動的) 而且后繼的給料。 3.2.4. 機(jī)械性質(zhì) 圖 12 表演結(jié)果為伸長在破裂 (EaB) 為零配件在不同的機(jī)器上以不同的粉末制造。 為與純凈的粉末相較使用粉末生氣蓬勃而且的圖 12 表演 (為 TNO 和 Lboro 零配件) EaB(一個(gè)延性的指壓計(jì)) 的重要增加。 清楚的趨勢能被觀察使增加的 EaB 和為改良的強(qiáng)度被選擇的二手粉末和叁數(shù)的較高的比例比率產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。 這些結(jié)果相配早先研究 [13] 的。 二手粉末的增加分子重量因?yàn)樗鼤苯拥嘏c粒子心的分子重量有關(guān)而且可能已經(jīng)阻礙被融化而且使區(qū)域結(jié)晶的環(huán)境的結(jié)晶可能負(fù)責(zé)改良的延性。 使來自 Lboro 的零配件純凈的零配件生氣蓬勃的 Lboro 的 EaB 的增加是純凈的-部分的價(jià)值的 94% 的。 為零配件是只有 36% 的 TNO 的增大. 這可能是由于增加的粉狀底溫度因?yàn)橛捎谡{(diào)整 Lboro 為每個(gè)粉狀型分開。 然而它也可以與較大的心有關(guān)，而且因此建筑物用比較二手的粉末 (也就是使)生氣蓬勃會對機(jī)械性質(zhì)產(chǎn)生一個(gè)比較重要的效果。 反復(fù)地說, 那比較大的心那比較棒的前熔化的粉狀歷史的重要性.(舉例來說粉狀混和) 同樣地, 那比較小的心 (融化而且使區(qū)域結(jié)晶也就是比較棒的破面) 比較棒的重要性建立相關(guān)的因數(shù).(舉例來說建立叁數(shù)) 圖 13 表演對于零配件的極限抗拉強(qiáng)度的結(jié)果在不同的機(jī)器上以不同的粉末制造。 圖 13 指示在從純凈的被建造的零配件之間的機(jī)械應(yīng)力回應(yīng)的一種不同,使而且生氣蓬勃用了粉末。 極限抗拉強(qiáng)度的變化在純凈的之間而且使材料生氣蓬勃然而很小有抗拉強(qiáng)度的顯著增加為二手的粉末。 抗拉強(qiáng)度價(jià)值對 TNO 零配件是比較高的反映叁數(shù)二手的.(見表 4) 圖 14 表演對于零配件的楊氏模數(shù)的結(jié)果在不同的機(jī)器上以不同的粉末制造。圖 14 表演來自幾乎有給 TNO 的來自純凈的粉末的與零配件相同的楊氏模數(shù)的使粉末生氣蓬勃的零配件分開但是與 Lboro 分開與使粉狀生氣蓬勃的表演一個(gè)較低的楊氏模數(shù)一起建造的零配件。 楊氏模數(shù)價(jià)值些微地對 TNO 是比較高的分開。 4. 結(jié)論和忠告 改良的上下文的材料研究在 SLS 的財(cái)產(chǎn)的復(fù)現(xiàn)性藉由建筑使用不同的機(jī)器的零配件被引導(dǎo),與改變混和與對比建立叁數(shù)和不同的粉末。 這研究直接地不能夠習(xí)慣于比較這二部機(jī)器因?yàn)椴煌娜?shù)和粉末被用了。比較機(jī)器對抗彼此一項(xiàng)研究可能被運(yùn)行使用同一的粉末 (從相同的批), 在使用他們的完全類型的叁數(shù)的每部機(jī)器上建筑零配件, 也就是 '強(qiáng)的零配件 ' 和 ' 正確部分可能在每部機(jī)器上被建造而且比較。 各種不同因數(shù)通的效果 SLS 零配件的顯微組織被分析了。 為在系統(tǒng)機(jī)器 (Lboro) 造成被很好定義的為在一部EOS機(jī)器 (TNO) 上被建造的改良的機(jī)械性質(zhì)被選擇的不溶化的粒子心 (純凈的材料) 和叁數(shù)的一個(gè) 3D立體上被建造的改良的精度被選擇的叁數(shù)給予了一個(gè)光鏝轉(zhuǎn)變在不溶化的粒子心之間和那融化/結(jié)晶區(qū)域。 這些不同可能是適當(dāng)?shù)牡侥翘幚頎顟B(tài), 但是也可能被是每部機(jī)器或特定的粉末物質(zhì)的財(cái)產(chǎn)唯一的固有熱的狀態(tài)影響。 材料的水晶結(jié)構(gòu)被調(diào)查使用 DSC 識別水晶的表格。 不溶解粒子心被相配到二手的粉末材料了而且有, 最有可能的, 那 _ 晶體造形。 熔點(diǎn)被測量在 188 和 190之間 ?比普遍還要高的 C 為非 SLS 的加工尼龍 12 指示特別地大量的晶體寫報(bào)告價(jià)值。 那融化/結(jié)晶區(qū)域與較低的熔點(diǎn)一起觀察 (181 和 185?C) 超過出現(xiàn)在已知的極差的純凈的粉末為那 _-形狀。 兩者的 _ 水晶的表格被相配到清楚的材料里面的區(qū)域觀察得出的顯微組織了。 在熔點(diǎn)之間的不同 為那推測上融化/結(jié)晶區(qū)域是由于不同的熱處理狀態(tài)。 較慢的冷卻因?yàn)?TNO 分開 (由于叁數(shù)以及/ 或固有的機(jī)器行為) 有可能的被造成的較大的晶體較高的熔化點(diǎn)由此而來。 被 X光衍射的分析會允許水晶結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。 粉末和零配件的比較分子重量被寫報(bào)告在。之上 的重要增加分子的重量一起觀察建筑零配件而且由于堅(jiān)硬的州聚合它也被顯示了以在熔化點(diǎn) (二手的粉末) 下面的粉末的加熱增加。 雖然它的重要性不確定， Lboro 純凈的粉末超過 TNO 純凈的粉末有了一個(gè)些微比較高的分子重量。 它應(yīng)該被注意對批的變化表面上同一的粉末 (Duraform 的舉例來說不同批) 的批還沒有被考慮，而且如此觀察的 Lboro 和 TNO 粉末之間的變動的重要性現(xiàn)在未知。 與機(jī)械性質(zhì)一起觀察的最重要的趨勢是對 EaB 的變化。 TNO 零配件超過 Lboro 零配件表示較高的 EaB 和, 在每個(gè)組里面，建筑物用二手的粉末造成改良的 EaB。注意很重要 SLS 的其他重要機(jī)械性質(zhì)分開如此的當(dāng)做抗拉強(qiáng)度而且當(dāng) SLS 的 EaB 分開的時(shí)候，楊氏模數(shù)與為傳統(tǒng)加工的試樣，像是噴射模制被獲得的那些類似在后，然而，遙遠(yuǎn)地落后。 這一個(gè)加亮區(qū)關(guān)于 EaB 調(diào)查 SLS 物質(zhì)的特性的重要。 在被增加二手粉末的分子重量的這研究可能地被講到零配件的改良 EaB 。 其他的因數(shù)也可能然而被考慮。 這紙示范變異性典型地在尼龍 12 材料的 SLS 遇到了而且提供了注釋和分析。 分子的重量被間接地在使用熔化流動程序決定熔化黏性的其他的研究考慮。 這一個(gè)禮物研究第一次然而提供了平均的分子重量價(jià)值更高深的研究是適當(dāng)?shù)亓私夥肿拥闹亓亢椭g的關(guān)系所必要者在機(jī)械性質(zhì)中觀察的變異性。在這個(gè)特定的面積的深度研究應(yīng)該評論如方面方面的改變薄片厚度分布,用鐵鏈鎖住使密度和拉桿-分子的密度糾纏。 SLS 零配件的多孔性質(zhì)被了解對照慣例生產(chǎn)的零配件 [33] 的低與那相關(guān)的 EaB 是至少部分有責(zé)任。 另外的一個(gè)潛在的議題在部分里面各種不同接口和接口是那。 不溶化粒子心的出現(xiàn)導(dǎo)致像集成物一樣的結(jié)構(gòu)。 同樣地, 在中間-晶體-形狀和, 也許，在球粒之間的接口可能有機(jī)械性質(zhì)上改變影響力。 一個(gè)強(qiáng)的在晶體-形狀之間的接口 (在粒子心和環(huán)境之間融化了/使區(qū)域結(jié)晶) 可以帶領(lǐng)到那高度地結(jié)晶[性]的 _-形狀被鎖在一 _-形狀基地那用每個(gè)的微寸級機(jī)械性質(zhì)融化/結(jié)晶區(qū)域 _-形狀粒子心有一個(gè)強(qiáng)烈的正效果在句集級者, 也就是 SLS 部分的機(jī)械性質(zhì)。 一個(gè)弱的在晶體-形狀之間的接口然而可以帶領(lǐng)在造成迅速的裂痕形成和傳播和如此次等的機(jī)械性質(zhì)，像是低的 EaB 的相對弱的應(yīng)力之下來自基地的心破裂,也就是脆性。 較進(jìn)一步的工作可以在這些上的 SLS 加工的材料和不同的處理和其他的叁數(shù)精密效果以水晶出席的表格的深度描述把重心集中在。 調(diào)查方法在試樣中定量大量的粒子心會是有趣的。 物質(zhì)的接口, 特別地在粒子心之間而且融化/結(jié)晶的區(qū)域, 也可能被調(diào)查。 分子重量對熔化黏性的效果和他們的效果通處理和機(jī)械性質(zhì)還沒有在這一個(gè)報(bào)告中被討論以及會是一個(gè)有用的主題追求。這紙自從這也重要控制，機(jī)械性質(zhì)然而進(jìn)一步的工作的考慮過復(fù)現(xiàn)性也可以調(diào)查幾何學(xué)和精度議題。研究,像是現(xiàn)在的紙，在這些各種不同的大街的焦點(diǎn)能在使用現(xiàn)有的材料和設(shè)備的復(fù)現(xiàn)性中導(dǎo)致進(jìn)步以及對發(fā)展新的材料和硬件將會是有用的。 承認(rèn) 在 Loughborough 大學(xué)實(shí)行的工作被堅(jiān)硬觀念和 3D立體系統(tǒng)支持了。 叁考 [1] N. 霍普金森,R.J.H. 海牙, 下午狄更斯, 在: N. 霍普金森,R.J.H.海牙, 下午狄更斯 (Edmund.), 迅速的制造業(yè): 一個(gè)產(chǎn)業(yè)革命對于數(shù)傳材齡，約翰 Wiley& 兒子公司, 2006, pp。 1-4, 國際標(biāo)準(zhǔn)圖書編號 13-978-0-470-01613-8. 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