本文针对聚苯乙烯粉末的选择性激光烧结成型工艺及后处理工艺展开了研究,旨在替代砂型铸造时使用的木模。(1)回顾了选择性激光烧结的研究现状,介绍了SLS工艺成型原理、成型设备、成型材料、成型优势以及在铸造模具领域中的应用。(2)通过分析聚苯乙烯粉末的成型机理及过程,选取扫描速度、激光功率、粉缸温度及预热温度四个因素,并设计L16(45)正交试验方案,对试验结果(孔隙率、拉伸强度、冲击强度)进行极差分析与方差分析,确定了选择性激光烧结聚苯乙烯粉末的最佳工艺参数。当扫描速度为2200mm/s,激光功率为32%,粉缸温度为70℃,预热温度为75℃,PS烧结件的成型质量最好。(3)对正交试验结果进行方差与极差分析,并结合效应曲线,总结了工艺参数对PS烧结件的烧结件机械性能与翘曲变形的影响规律,结合聚苯乙烯粉末成型时翘曲变形的机理,提出抑制翘曲变形的方法。结果表明,PS烧结件的成型质量随激光功率的增加而提高,扫描速度的增大则降低了成型质量。PS烧结件的机械性能受粉缸温度及预热温度的影响不明显,翘曲变形程度则随粉缸温度及预热温度的升高而减小。烧结件发生翘曲变形的根本原因是PS材料本身的特性、状态的变化和烧结时不断运动的激光能量源对烧结层不均匀的加热而导致烧结层发生不均匀收缩。因此,通过设置合理的工艺参数及采取适宜的保温措施等方法减小烧结粉层上下部分的温差降低PS烧结件的翘曲变形。(4)对比后处理前后PS烧结件性能的变化,讨论了PS粉末与环氧树脂后处理界面复合机理。经过后处理的PS烧结件密度、表面硬度及冲击强度均大幅提升,两者良好的相容性及可浸润性是后处理增强PS烧结件性能的主要原因。