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选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)是一种以激光为热源烧结粉末材料的实体自由成形技术(Solid Freeform Fabrication,SFF)。用高分子粉末材料制作塑料结构件是SLS技术的一个重要的发展方向,具有广阔的应用前景。为满足烧结成形的塑料结构件对尺寸精度、力学性能及耐热性能的更高要求,研究和开发适合SLS成形的新型高分子及其复合粉末材料显得尤为重要。相比欧美国家而言,国内对于SLS成形材料的研究开发相对滞后,种类较少,性能也不太理想,逐渐成为限制SLS技术在中国发展的瓶颈。为此,本文以开发用于SLS直接制造高性能塑料结构件的碳纤维/尼龙12(Carbon Fibre/Polyamide 12)复合粉末为目标,对该复合粉末材料的制备,烧结工艺以及烧结件力学性能进行了研究。主要研究内容和结果如下:制备了纤维含量分别为30 wt.%,40 wt.%,50 wt.%的三种尼龙覆膜碳纤维粉末。测量了制得的复合粉末的粒径及粒径分布情况,通过扫描电镜对粉末的微观形貌进行了观察,并对粉末的热性能进行了分析。结果表明:所制得的碳纤维/尼龙12复合粉末的粒径分布较宽,平均粒径在50,60μm左右;粉末的微观形貌呈现为由尼龙包覆的碳纤维以及等轴状的尼龙颗粒共同构成;复合粉末的熔融温度较纯尼龙12粉末相比有少量下降,并且随纤维含量的增多逐步下降;复合粉末的结晶温度基本不受不同纤维含量的影响,且较纯尼龙12粉末的结晶温度提高了近7℃;复合粉末的热稳定性能得到了大幅度的提高,其降解速率的峰值温度提高了约30℃。研究了所制得的碳纤维/尼龙12复合粉末的选择性激光烧结机理,分析了SLS工艺参数对碳纤维/尼龙12复合粉末烧结件性能的影响,并结合分析和实验为CF/PA复合粉末确定了一组合适的工艺参数。确定30%、40%、50%的碳纤维/尼龙12复合粉末的预热温度分别为170℃、168℃、165℃。选定激光功率22W,扫描速度2000mm/s,扫描间距0.1mm,单层层厚0.1mm。采用内外螺旋扫描方式,可以显著减小烧结过程中的翘曲倾向。分析了不同的纤维含量对烧结件力学性能的影响。结果表明,碳纤维的加入可以大大提高烧结件的抗弯强度以及抗弯模量,三种碳纤维/尼龙12粉末烧结件的抗弯强度分别提高44.5%,83.3%和114%;抗弯模量分别提高93.4%,129.4%和243.4%;碳纤维的加入使得烧结件的抗冲击性能较纯尼龙12烧结件相比有一定的降低,当纤维含量为50 wt.%时,碳纤维/尼龙12复合粉末的烧结件的冲击强度为纯尼龙12的64.2%。观察了烧结件的断面形貌,分析了碳纤维在基体中的分布情况以及烧结件的断裂机理,进一步解释了纤维的加入对复合材料力学性能的影响。