外文翻译-处理微结构和物产SLS 尼龙12的作用.doc

1、原文英文翻译1处理微结构和物产SLS 尼龙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组,校机械与制造工程,沃尔夫森大楼拉夫伯勒大学,拉夫伯勒乙二醇酯,英国收到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摘要现在需要为迅需速的制造业 (RM) 改良复现性和 SLS 尼龙零配件的机械性质。 为了要达到这一要求, 促进基础的研究是不可或缺的，藉由调查缺乏复现性潜在源的效果，这需要关于水晶的结构、显微组织、化学的结构 (分子的重量) 和机械性质写报告效果。 不同的水晶的表格被识别了而且被讲到不溶化的粒子心了和那融化结晶显微

2、组织的区域。 熔化点形状改变仰赖处理状态。 当比较零配件的显微组织的时候，观察得出的不同也是存在的。重要的零配件分子重量比纯净的粉末高，但是二手的粉末也表示分子的重量增加。 这在从二手的粉末被建造的零配件的破裂讲到改良的伸长,与早先的研究一致。被选择的机器叁数表明改良的抗拉强度有一些增大，但是杨氏模数相似。关键字：选择的激光烧结; 尼龙 12; 水晶的结构; 显微组织; 分子的重量1. 介绍不需要再用工具工作,迅速的制造业 (RM) 是产品从 3D立体电脑辅助设计数据直接地在添加剂方法中被做的一个技术的分支。 因为零配件的财产生产，技术本来即是迅速的设计原型 (RP) 通常唯一适当的为原尺零配

3、件。 然而, 技术已经扼要进展哪里 RM 在多数的应用面积 1,2 中是能养活的制造业的技术.泉华 (SLS) 的选择性激光在 RM3 是普遍二手的技术而且已经证明对各种不同的应用是适当的包括创造为公式 1 比赛用车 5 预约助听器 4 而且分开. 特别是航太工业已经为它是现在最广泛二手的技术 6 的 RM 辨认出 SLS 的利益。 一些航空器已经有多数的 SLS 生产零配件当标准的 3,7 然而应用仍然被限制, 部分由于被生产的零配件的机械性质。选择的激光烧结农产品藉由以一个粉状形状 (聚合物、金属,窑业) 使用对材料的选择性地泉华个别层的一个激光分开. SLS 系统从 3D立体美国 (先前

4、动态同步传输套式) 的系统和德国的EOS的二个不同的制造业者商业地现在可得。 在建立一个电脑辅助设计模型之前一定哪一个含被产生然后处理 切成薄片 进入 0.1-0.15 毫米厚的 2个 D 层之内的电脑辅助设计模型。 在这之后，数据为在表 1 被描述的部分建筑物被送到机器。 下列各项建立部分从离开逐渐地使用被刷以及/ 或喷雾的被不泉华的粉末和松动粒子被移动被压缩的空气。半的意思结晶聚合物 (居多尼龙 12 和 11) 能成功地超过无定形的聚合物 8,9 与上好的机械性质一起泉华。 然而，收缩在结晶期间阻碍正确零配件 10 的生产。 对于这理由它是必要的为材料被 SLS 处理熔化温度非常地比结晶

5、温度高以便结晶能被延迟而且减少在那期间建立程序 11 让新的层以一个比较同种的显微组织对早先的层黏住。 一个熔解的高焓也较好的避免对由于热的传导被激光对准的粒子的粉状粒子地方的熔化。 除此之外，在激光烧结期间，一个狭窄的熔化温差在结合以一个低熔化黏性是非常快地没有输入过度能 11 达成必需电平的流动性所必要者。当直接地描述上将 12 和重量的聚合物平均的分子重量 (Mw) 影响熔化黏性 10 的时候，分子的重量广为人知是一个具决定性的固有。熔化流量程序用来根据熔化流量分度 (MFI) 有熔化黏性的特征。 低的 MFI 与高的熔化黏性和高的分子重量有关。 Gornet 等人 13 和 Shi 等

6、人 10 在破裂 (EaB) 特别地调查粉状熔化黏性的效果而且相关了对改良的机械性质的较低的 MFI( 因此较高的熔化黏性和 Mw) 伸长。 它是在工业中的标准练习混合纯净的粉末用维持以二手粉状 13 的继续使用恶化的可接受的部分特性.热的负载在那期间建立程序被假定有责任的为分子的重量增加而且如此增加熔化黏性。 维珍粉末通常在它自己的上不被用为了要减少联合的成本。 在机械性质的 ForRMconsistency 特别地重要而且因此为财产的复现性的缺乏抓住现有的位很重要。关于其他的脂肪族的尼龙尼龙 12 已经广泛地被显示造形任一的稳定水晶结构那 _- 或 _- 造形 14,15 。 因为尼龙 1

7、2 那 _-形状,更稳定, 总是在一个较高的温度融化超过那 _-形状 16. 它已经被示范在多数的处理状态液体的相之下将会结晶到那 _-形状, 是因此那最普遍在尼龙 12 发现晶体形状. 然而, 特定的状态确实造成那 _-形状。 这些已经被写报告为溶液铸造 (在大气的或减少压力, 在 90下面 ?C) 16, 正好熔化点和高度下面的制图强迫结晶 21. 它已经被示范比例比率 _- 而且 _-形状能藉由控制热的历史 16,17 被改变 (从 0%-100% 为每个). 不同变化那基本的 _- 而且 _-水晶的表格已经被产生靠处理状态而且这些的通能被靠的多数方法从一转换到另外一从哪一个和到哪一个晶

8、体造形，材料将会被转换 18-21.研究报告熔点为那 _-形状被被从 172 排列到 185 的 Aharoni15 和价值检讨了 ?C 用大多数的数据磨利接近 179?C. 比较不通常人的熔化点 _-形状已经被写报告为 ca。 173?C16. SLS 尼龙藉由在藉此被慢结晶后继成形晶体的提高的温度在压力之下在乙醇中溶解聚酰胺-12 被获得与一相对地 ca 的高熔点。 190?C 和一相对地熔化 9,11 的高热. SLS 尼龙粉末的水晶结构或零配件在生产期间还没有在然而慢的冷却率上被写报告会或许造成纯净的粉末被相对大量晶体包含。 生产程序为 SLS 尼龙 12 不完全地符合需求为形成 _

9、晶体形状和高熔化温度标准的指示那 _-形状。出版为 SLS 粉末的制造与其它可能的方法有关的信息描述标准尼龙 12 能如何被修正用对结晶温度 22 的无关重要的增大增加熔化温度. 描述的程序包括水蒸气加热粉末或材料的小粒延长的时间期间 (达 100 h) 。 它被要求这藉由让分子的链条被再排列增加熔化温度。 一般知道， 偶数 尼龙，像是尼龙 12 才能达成完整的在分子之间的氢会接和如此在不平行链系配置 14 中排列的分子链条的结晶而且它被认为这是链条是如何 再排列.表 2 制造业者为 SLS 尼龙 1227,28 出版了材料特性3D立体系统EOS抗拉强度 (MPa)4445拉的率 (MPa)1

10、6001700破裂拉伸(%)920部分熔点 (C)184184粒度,平均 (m)5858粒度90%(_m)25-92不可得的极差部分水分吸收23 C (%)0.410.52泉华尼龙 12 的杨氏模数和选择激光的抗拉强度为被铸成试样 23 的标准的喷射是可比较的具有价值。然而 EaB(指示延性) 至少是一个大小的次序比较低的。 Gornet 等人 13 示范，机械性质能如何在不同的机器之间改变和为相同的机器甚至在不同的建立。 Saleh 等人 24 和桀布生和 Dongping25 为不同的部分定向表示相当多的变异性和在不同的定位中建造的零配件在那建立一样的里面的容积建立。Tontowi 和孩子

11、 26 调查粉状底温度 (周围建立粉状表面温度) 对密度的效果而且表示在温度的小的变化对能影响机械性质的部分密度产生一个显着的效果。SLS 机器制造业者供给粉末和出版机械的 (和其他的) 财产的他们的键,为他们的分别 SLS 尼龙 12 粉末,在表 2 被概述。 因为机器叁数过去一直发生数据不有被两者的制造业者而且因为数据被发生使用不同的标准，这不能够直接地被比较。 它应该因此只概略地习惯于精确计量 SLS 尼龙 12 的位. 在制造引述多种的价值的地方, 那平均已经被提供。 从 SLS 的应用当做一个生产程序, 需求改良复现性而且给 RM 的 SLS 尼龙零配件的机械性质存在。 为了要达成这

12、, 促进在下面机械装置的基础知识是不可或缺的。 这纸哪一位址这需要藉由调查效果建立程序、叁数而且粉末关于水晶的结构、显微组织、化学的结构 (分子的重量) 和机械性质混合而且写报告效果。2. 方法学SLS 尼龙 12 粉末和零配件的不同试样被分析。 粉末用不同的热历史被分析了，而且零配件从这些被生产。 这些被在表 3 概述而且在第 2.1 节被更进一步解释。 零配件和粉末从 TNO 科学和工业和迅速的制造业的研究组,Loughborough 大学被获得。 分别地,这些被称为 TNO 和 Lboro 。 已经一起配置的不同机器被用对比叁数。 这预计提供一个比较宽类型的数据。 每部机器被被分别机器制

13、造供给的 SLS 尼龙 12 粉末用。 不同被在第 2.2 节更进一步解释。 粉状试样为胶体渗透套色版 (GPC) 的分子重量分布、热的财产和藉着光学上显微镜学扫描量热法 (DSC) 、和显微组织的两路线的运费差额的水晶结构被分析。 部分试样也是机械性质的拉伸试验。2.1. 粉末的准备粉末在建筑物之前以不同的方式被准备,依下列各项:1. 维珍: 从未在一个激光烧结机中被处理的粉末。2. 用: 分开结块而且泛滥已经透过一个完全 SLS 流动的粉末。3. 使:生气蓬勃 一个 67% 的混合用了和 33% 纯净的粉末。2.2. 部分生产标准的拉伸试验试样 (如图 1 所示) 依照 ISO 527-2

14、1 A 被生产。 机器为将机械性质最佳化的被设定的 TNO 的叁数当那些的时候为机器为被预期给缩小的机械性质的将精度最佳化的被配置的 Lboro。两者的机器能为改良的机械性质或改良的精度被配置而且因此构型的选择为这研究只是在不同操作员的使用中已经以现有的构型为基础。 粉状底机器为每个类型的粉末被调整的 Lboro 的温度当机器为所有的粉状类型被保持常数的 TNO 的粉状底温度的时候。 二部不同的机器和他们的个别项目之间的不同建立装备在表 4 被列出. 为了要确定热稳定以一个二公分的恶劣层为条件而且一公分的最上面的层作为每个流动。 零配件被建造平面, 放置平行对机器 X轴, 在中央中的固定场所那

15、建立如图 1 所显示的面积.2.3. 分子的重量分子的重量被 GPC 决定了藉由弄干 25个毫克试样在 120?为 1 h 的 C。 试样然后在 5 毫升哥罗仿 (以甲川胆色素稳定) 和 0.5 毫升 trifluor 醋酸醋酐 (TFA) 中的室温被溶解。 在 2 溶解溶液的 h 与 20 毫升哥罗仿一起冲淡之后。 这溶液没有加热被过滤而且使用二 WatersTM Styragel 分析? HT6 E, 7.8 毫米 300 毫米柱在结合以一个差别的折射分度探测器 (WatersTM 410) 和一个可调节的吸光率探测器 (WatersTM 486) 在波长 264个 nm。 聚苯乙烯被当作叁考材料使用。2.4. 热的财产扫描量热法 (DSC) 的两路线的运费差额被用决定热的财产为了要学习熔化的和结晶行为和识别水晶的表格。 大众 ca 的试样。 10个毫克在氮流量之下在 热分析 DSC 机器中被分析。 试样在 10 点从室温被加热 ?C/最小至 200?C 然后在 10 点立刻冷却了 ?