SLS工藝3D打印加工燒結時(shí)的物質(zhì)遷移大致可分為表面遷移和體積遷移兩類(lèi)機制。表面遷移機制是由物質(zhì)在顆粒表面流動(dòng)而引起的。表面擴散和蒸發(fā)凝聚是主要的表面遷移機制。燒結體的基本尺寸不發(fā)生變化,密度也還保持原來(lái)的大小。體積遷移機制包括體積擴散、塑性流動(dòng)亦即非晶物質(zhì)的黏性流動(dòng),主要發(fā)生在燒結的后期。
通過(guò)形核、長(cháng)大等原子遷移過(guò)程,粉末顆粒間的原始接觸點(diǎn)形成燒結頸。燒結頸的長(cháng)大速度與物質(zhì)遷移機制有關(guān)。較細的粉末顆??梢缘玫捷^快的燒結;燒結溫度對燒結頸長(cháng)大有重大影響。與溫度相比較,燒結時(shí)間的作用相對較小。這一階段還發(fā)生氣體吸附和水分揮發(fā),由于粉末顆粒結合面的增大,燒結體的強度有明顯增加,但顆粒外形基本未變。
燒結是借助于體積擴散機制將孑L隙孤立、球化及收縮。SLS燒結用的激光器多為C02激光器。C02激光器可以以連續和脈沖兩種方式運行,當重復率很高時(shí),輸出為準連續激光。激光燒結工藝屬于無(wú)壓燒結,即在真空狀態(tài)下,將粉末材料置于激光燒結成型機中,將其預熱到一定溫度,然后用激光掃描燒結成型。
此時(shí)材料燒結的傳質(zhì)機理主要是蒸發(fā)凝聚和擴散傳質(zhì)。由燒結機理可知,只有體積擴散導致材料的致密化,而低溫階段以表面擴散為主,高溫燒結階段主要以體積擴散為主。從理論上講,應盡可能快地從低溫升到高溫,創(chuàng )造體積擴散的條件。高溫短時(shí)間的燒結是制造致密化的好方法。
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