选择性激光烧结(SLS)是一种流行的增材制造工艺,它使用激光将粉末材料烧结成固体结构。SLS 使用的两种主要材料是工程聚合物,主要基于聚酰胺。聚酰胺 12(PA 12)是最主要的材料,约占 SLS 材料市场的 90%。这种材料具有优异的机械性能、耐用性和多功能性,在生产功能性原型和最终用途部件方面备受青睐。其他聚酰胺(如聚酰胺 11 (PA11))也有使用,但使用程度较低。选择这些材料是因为它们能够生产出高质量、耐用、表面光洁度和尺寸精度高的零件。
要点说明:
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聚酰胺 12 (PA 12):
- 市场主导地位:PA 12 是 SLS 中使用最广泛的材料,约占市场份额的 90%。它之所以广受欢迎,是因为其在机械性能(包括强度、柔韧性和耐用性)方面具有出色的平衡性。
- 应用:PA 12 用途广泛,从汽车、航空航天和医疗设备等行业中的功能原型到最终使用部件。它能够生产出精度高、表面光洁度好的零件,因此非常适合这些应用。
- 特性:PA 12 具有良好的耐化学性、低吸湿性和出色的热稳定性,这对于需要承受恶劣环境的部件至关重要。
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聚酰胺 11(PA 11):
- 不常见但重要:虽然 PA 11 的应用不如 PA 12 广泛,但它在 SLS 材料市场上仍占有重要地位。在一些特殊应用中,PA 11 的独特性能往往能发挥其优势。
- 应用:与 PA 12 相比,PA 11 适用于需要更高抗冲击性和柔韧性的应用。对于需要韧性更强、脆性更低的部件,PA 11 也是首选。
- 特性:与 PA 12 相比,PA 11 具有更好的抗冲击性和柔韧性,因此适用于承受较大机械应力的部件。此外,PA 11 还具有良好的耐化学性,而且由于取自可再生资源,因此更加环保。
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其他材料:
- 热塑性弹性体 (TPE):这些材料在 SLS 中用于需要柔韧性和弹性的应用。它们是生产垫圈、密封件和软触感部件等零件的理想材料。
- 复合材料:有些 SLS 工艺使用复合材料,这种材料将聚合物与玻璃纤维或碳纤维等填料结合在一起,以提高机械性能。这些复合材料用于需要额外强度和刚度的高性能应用领域。
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材料选择注意事项:
- 机械性能:SLS 材料的选择在很大程度上受到最终零件所需机械性能的影响。拉伸强度、断裂伸长率和抗冲击性等因素对于确定材料是否适合特定应用至关重要。
- 表面光洁度和尺寸精度:材料还必须具有良好的表面光洁度和尺寸精度,以满足最终产品的质量标准。PA 12 和 PA 11 因能生产表面光洁度好、精度高的零件而闻名。
- 耐环境性和耐化学性:对于暴露在恶劣环境或化学物质中的部件,首选具有良好耐环境和耐化学性的材料,如 PA 12 和 PA 11。
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未来趋势:
- 开发新材料:SLS 材料市场在不断发展,目前正在进行的研发工作旨在推出性能更强的新材料。其中包括高温聚合物、生物相容性材料以及可持续性更强的材料。
- 可持续性:在 SLS 中使用生物基聚合物和可回收材料等更具可持续性的材料已成为一种趋势。这与整个行业向环保型生产方式转变的趋势是一致的。
总之,选择性激光烧结技术使用的两种主要材料是聚酰胺基聚合物,其中聚酰胺 12 因其优异的机械性能和多功能性而最为普遍。聚酰胺 11 虽然不太常见,但在需要较高抗冲击性和柔韧性的特定应用中也很重要。材料的选择取决于最终零件所需的机械性能、表面光洁度和耐环境性。随着 SLS 技术的不断进步,我们有望开发出性能更强、更具可持续性的新型材料。
汇总表:
材料 | 主要特性 | 应用 |
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聚酰胺 12(PA 12) | 优异的机械性能、耐用性和耐化学性 | 功能原型、汽车、航空航天、医疗设备 |
聚酰胺 11(PA 11) | 高抗冲击性、柔韧性、环保 | 需要延展性的部件,基于可再生资源的应用 |
热塑性弹性体 (TPE) | 柔韧性、弹性 | 垫圈、密封件、软接触部件 |
复合材料 | 增强强度和刚度 | 高性能应用 |
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