等离子处理改善了用于SLS 3D打印的PA12粉末的性能



 选择性激光烧结是一种3D打印工艺,可以生产光洁,耐用的复杂零件。在SLS中,尼龙材料如聚酰胺12(PA12)粉末由于其先进的材料特性而被用于高端和机械要求严格的零件。

在最近的一项 研究中,从研究人员 谢菲尔德大学和德国的莱布尼茨研究所等离子体科学和技术,研究等离子体处理对PA12粉SLS 3D打印效果。

在研究人员团队的实验过程中,观察到PA12粉末表现出润湿性和密度的增加,这使得改进的材料能够用于需要高溶解度的应用。

在SEM图像中可以观察到暴露于等离子体的PA12的形态学表面变化。未经处理的Pa12见图A.图像通过等离子体工艺和聚合物,第15卷。

等离子处理方法

为了改善SLS中PA12和PA12复合材料的亲水性(一种易与水混合或溶解的物质)的性质,研究小组使用了两种方法来改性粉末。

首先,将PA12粉末暴露于低压空气等离子体处理(LP-PT)最多三小时。该过程在玻璃圆柱形腔室内使用薄层PA12粉末,其表面暴露于100瓦功率的等离子体层。

使用两种不同的冷大气压等离子体射流(APPJ)进行第二次处理。使用氩气环境 - 类似于快速等离子体沉积 (RPD)工艺 - 在等离子笔装置中在大气压下将薄层PA12粉末处理最多六分钟。

然后将处理过的粉末密封在玻璃广口瓶中。

未处理的PA12部件的顶部表面和横截面,(b)1小时处理的PA12部件的顶部表面和横截面,(c)经处理的PA12部件的横截面,和(d)LS PA12部件样品的横截面(绿色圆圈突出未熔化的粉末)。图像通过等离子体工艺和聚合物,第15卷。

可溶性溶液

经过几次润湿性测试,研究人员得出结论,处理过的PA12粉末的性质在溶解度方面确实有所改善。这意味着等离子体处理的PA12粉末可用于水基工业应用,例如3D打印涂层。

“处理过的PA12粉末变得可润湿,致密,多孔,这是由氧基团的结合,碳键的解离以及伴随的挥发性产物和无定形组分的去除所引起的”,Alaa Almansoori,Ph.D。谢菲尔德大学材料科学与工程系研究员。

凭借他们研究的有希望的结果,该团队认识到需要进一步研究表征等离子体处理的PA12的化学和物理变化。

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