2.3.2　尼龍12/無(wú)機(jī)填料復(fù)合粉末材料

純尼龍12的強(qiáng)度、模量、熱變形溫度等均不太理想，不能滿(mǎn)足要求更高的塑料功能件的要求，且收縮率較大，精度不高，激光燒結(jié)過(guò)程中易發(fā)生翹曲變形。為此，國(guó)內(nèi)外從事SLS的研究機(jī)構(gòu)和公司都將尼龍12增強(qiáng)復(fù)合材料作為重點(diǎn)研究的方向。通過(guò)先制備尼龍12復(fù)合粉末，再燒結(jié)得到的尼龍復(fù)合材料成形件具有某些比純尼龍12成形件更加突出的性能，從而可以滿(mǎn)足不同場(chǎng)合、用途對(duì)塑料功能件性能的需求。與非晶態(tài)聚合物不同，晶態(tài)聚合物的燒結(jié)件已接近完全致密，因而致密度不再是影響其性能的主要因素，添加無(wú)機(jī)填料確實(shí)可以大幅度提高其某些方面的性能，如力學(xué)性能、耐熱性等。目前，常用來(lái)增強(qiáng)尼龍12 SLS制件的無(wú)機(jī)填料和增強(qiáng)材料有玻璃微珠、碳化硅、硅灰石、滑石粉、二氧化鈦、羥基磷灰石、層狀硅酸鹽、碳纖維粉和金屬粉末等。

2.3.2.1　尼龍12/鈦酸鉀晶須復(fù)合粉末材料

共混改性方法由于成本低、使用方便，因此在聚合物的增強(qiáng)改性中已得到廣泛應(yīng)用。但由于SLS成形要求粉末的粒徑在100μm以下，為保證粉末良好的激光燒結(jié)性能，粉末的幾何形貌要求球形或近球形。由于以上原因，現(xiàn)有商品化的尼龍復(fù)合粉末材料主要是玻璃微珠增強(qiáng)的尼龍粉末，而具有良好增強(qiáng)效果的纖維增強(qiáng)材料在SLS材料中的應(yīng)用受到限制。

納米增強(qiáng)材料和晶須增強(qiáng)材料是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型增強(qiáng)材料，不僅粒徑小，在聚合物中少量添加就可大幅提高材料的力學(xué)性能，而且對(duì)加工性能的影響也較小。但由于粒徑過(guò)小，或具有很大的長(zhǎng)徑比結(jié)構(gòu)，分散困難，傳統(tǒng)的共混法也不適合制備SLS復(fù)合材料，而溶劑沉淀法制備比較適合制備SLS的復(fù)合尼龍粉末。

2.3.2.2　尼龍12/碳纖維復(fù)合粉末材料

新型成形粉末材料的開(kāi)發(fā)是促進(jìn)SLS技術(shù)不斷發(fā)展、完善以及擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵之一。而碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合粉末材料有望提供力學(xué)性能更加優(yōu)良的燒結(jié)件，從而能夠滿(mǎn)足一些對(duì)力學(xué)性能要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合。

通過(guò)制備尼龍12包覆的碳纖維復(fù)合粉末，可以使得纖維在燒結(jié)件基體內(nèi)均勻分散，從而保證了纖維對(duì)基體的增強(qiáng)作用。對(duì)所制得的粉末進(jìn)行研究，可以進(jìn)一步了解復(fù)合粉末的各方面性能以及纖維的加入對(duì)粉末的一些性能帶來(lái)的影響。

碳纖維的加入不僅可以提高燒結(jié)件的力學(xué)性能，而且可以提高燒結(jié)件的熱導(dǎo)率、導(dǎo)電性，改善耐磨性，提高熱變形溫度等。復(fù)合材料的成形過(guò)程一直都是復(fù)合材料研究中的重點(diǎn)，復(fù)合材料的成形方法是聯(lián)系復(fù)合材料的成分和實(shí)際應(yīng)用的橋梁，而如何得到復(fù)雜形狀和結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料零件一直都是復(fù)合材料發(fā)展的難題。更重要的是，成形過(guò)程對(duì)于復(fù)合材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分散情況都有非常大的影響，所以選擇合適的成形方法也同樣對(duì)最終的制件性能有著決定性的影響。