论文部分内容阅读
选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)是一种通过计算机软件将零件进行分层处理,再利用激光将每一层截面烧结成形,最终层层叠加得到三维实体零件的非常重要的快速成形技术。而聚苯乙烯(PS)作为被广泛应用于SLS领域的聚合物材料也具有很大的研究价值。本文以尼龙12(PA12)和多壁碳纳米管(MWCNTs)作为有机填料加入到PS基体材料中,制备得到PS/PA12,PS/MWCNTs两种复合粉末。然后以这两种PS复合粉末为研究对象,研究了烧结工艺参数对PS/PA12复合材料烧结成形的影响;并将PS/PA12复合材料与纯PS烧结成形件的性能及精度进行了对比;分析了PS/PA12复合材料在烧结过程中次烧结区形成的原因。同时,制备了PS/MWCNTs复合材料烧结成形件;分析了MWCNTs的加入对于复合材料激光烧结的影响。目前在SLS领域,对于碳纳米管增强聚合物材料的研究较少,本文的研究工作填补了这项领域的一处空白,具有一定的现实意义。本文通过机械共混法制备了两组成分不同的PS/PA12复合粉末,并进行选择性激光烧结得到成形件,研究了PS/PA12复合粉末的成分对于成形件力学性能、尺寸精度以及断口形貌的影响。结果表明:由于PA12与PS极性相差较大,在烧结过程中易导致次烧结区的产生。而且,PA12作为晶态聚合物,烧结过程中会结晶,对成形件的尺寸精度造成很大影响,使得PS/PA12复合粉末成形件的尺寸精度比纯PS成形件要低。但PS/PA12复合粉末相比纯PS粉末烧结成形件,其力学性能得到了增强。本文通过机械共混法制备了聚苯乙烯(PS)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料并用于选择性激光烧结(SLS)成形。并在接下来的傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman spectroscopy)、X射线衍射分析(XRD)和力学性能测试对复合材料的结构与力学性能进行了分析。研究了PS/MWCNTs复合材料及PS烧结成形件的力学性能、尺寸精度及断口微观形貌。结果表明:PS/MWCNTs复合材料成形件的拉伸强度及断裂延伸率分别较PS烧结成形件提高了32.6%和7.7%。且PS/MWCNTs复合材料成形件的各方向尺寸精度对比纯PS烧结成形件也均有提高。这说明,采用碳纳米管增强聚合物材料在SLS应用领域具有极大的发展前景。