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《郑州大学》 2011年
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添加剂及熔浸烧结对以铝为粘结剂的氧化铝SLS成型影响

高耸  
【摘要】:传统的陶瓷制造工艺如浇注、模压、切削等需要与制件相配的模具等工具,而这些工具的生产制作通常都是费时费力的。因此,传统方法比较适合大规模的生产,以减少每个制件的成本。选择性激光烧结采用分层烧结思想,只需通过CAD软件对制件进行分层,不需模具即可实现复杂形状陶瓷零件的快速制造,在需要小范围生产时可显示出巨大的成本优势。 由于A1氧化后即为Al2O3,以A1为粘结剂的A1203陶瓷选择性激光烧结后处理工艺相对简单,可节省制作程序及时间。但激光烧结成形后的制件经过高温烧结,铝氧化而出现体积膨胀现象,影响制件的精度并且降低了制件的强度。本文在以铝为粘结剂的Al203选择性激光烧结基础上,探讨了加入添加剂和浸渍烧结工艺对制件强度和精度的影响,以期在保持简单工艺的同时提高成型零件的精度和强度。主要研究内容和结果为: 研究了平均粒度为75μm的A1粉粘结剂与平均粒度为3μmAl2O3粉均匀混合粉末的选择性激光烧结,在固定单层厚度为0.1mm和系统最密扫描间距的基础上分析了激光功率、扫描速度两个激光烧结参数和不同A1粉含量对成型件强度和精度的影响,并确定了本实验设备系统的最优工艺参数。 分析了三种复合添加剂对高温烧结后成型件密度、抗弯强度和精度的影响,得出了如下的结论:高温烧结后制件有明显的体积收缩,制件强度增大、密度提高。 通过高温无压烧结与熔浸烧结的对比,发现熔浸烧结可以减小由于加入复合添加剂而导致的高温烧结后成型件的体积收缩,大幅提高成型零件的精度。同时,熔浸烧结可以提高制件的密度,但使零件的强度有所降低。在最优的成型件精度下,可使密度达到2.2g/cm3,抗弯强度达到57.5MPa。 本文研究表明,在合适比例复合添加剂和熔浸烧结工艺的辅助下,利用选择性激光烧结成型工艺,可以实现具有一定强度和尺寸精度要求的复杂形状氧化铝陶瓷零件的快速生产制造,这就为进一步推进以铝为粘结剂的氧化铝陶瓷选择性激光烧结走向实际应用提供了实验依据。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ174.6

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