如何提高純聚苯乙烯激光燒結(jié)成型件強(qiáng)度？

提高純聚苯乙烯激光燒結(jié)成型件強(qiáng)度的核心方法是?通過添加增韌劑（如橡膠顆?；虿ＡЮw維）優(yōu)化材料組分，并精 確控制激光功率、鋪粉厚度及預(yù)熱溫度等工藝參數(shù)?。

提高純聚苯乙烯激光燒結(jié)成型件強(qiáng)度需從原料、工藝、后處理三個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)力：原料端通過彈性體增韌、粉體級(jí)配優(yōu)化和分子鏈調(diào)控，為高強(qiáng)度成型奠定基礎(chǔ)；工藝端通過激光參數(shù)、分層溫度和掃描策略的精準(zhǔn)匹配，減少成型缺陷并提升燒結(jié)致密性；后處理階段借助退火消除應(yīng)力、浸漬填充孔隙、表面涂覆強(qiáng)化，進(jìn)一步彌補(bǔ)成型過程的不足。核心邏輯是通過減少內(nèi)部孔隙和微裂紋缺陷、增強(qiáng)顆粒間及層間的界面結(jié)合力、提升分子鏈纏結(jié)程度，實(shí)現(xiàn)成型件力學(xué)強(qiáng)度的整體提升，同時(shí)需兼顧各環(huán)節(jié)的參數(shù)平衡，避免因單一參數(shù)過度調(diào)整引發(fā)成型精度和外觀質(zhì)量的下降。

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1. 粉末特性優(yōu)化（基礎(chǔ)前提）

• 粒徑與分布：控制粉末粒徑 15~53μm（D10≥15μm，D90≤53μm），窄分布提升鋪粉均勻性，減少孔隙；球形度≥90%，流動(dòng)性（霍爾流速≤20s/50g）優(yōu)化，確保顆粒緊密堆積。

• 預(yù)處理工藝：成型前 80~100℃真空干燥 4~6h，去除水分（≤0.1%）與揮發(fā)物，避免燒結(jié)時(shí)產(chǎn)生氣孔、裂紋；篩分去除大顆粒雜質(zhì)，***粉末均一性。

• 分子量調(diào)控：選用中低分子量 PS（Mw=1×10?~3×10?），平衡熔融流動(dòng)性與力學(xué)強(qiáng)度，避免高分子量 PS 熔融不充分或低分子量 PS 降解。

2. 工藝參數(shù)核心調(diào)控（關(guān)鍵手段）

• 粉床溫度：控制在 90~100℃（接近 PS 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 Tg≈100℃），減少顆粒間熱應(yīng)力，促進(jìn)熔融擴(kuò)散，顆粒結(jié)合強(qiáng)度提升 30%~50%；避免超過 105℃導(dǎo)致粉末結(jié)塊。

• 激光參數(shù)匹配：激光功率 15~30W，掃描速度 1000~2500mm/s，掃描間距 0.1~0.2mm，能量密度 2~5J/mm2（確保粉末完全熔融且不降解）；降低掃描間距（≤0.15mm）可減少層間空隙，致密度提升 10%~20%。

• 層厚與掃描策略：層厚 0.1~0.15mm（過厚易產(chǎn)生層間剝離，過薄效率低）；采用雙向交叉掃描（0°/90°）或分區(qū)掃描，減少內(nèi)部應(yīng)力集中，拉伸強(qiáng)度提升 25%~40%。

3. 后處理工藝強(qiáng)化（進(jìn)階提升）

• 熱等靜壓（HIP）：120~140℃、5~10MPa 條件下處理 2~4h，消除內(nèi)部孔隙與微裂紋，致密度≥98%，拉伸強(qiáng)度提升 40%~60%，彎曲強(qiáng)度提升 35%~50%。

• 退火處理：100~120℃保溫 2~4h，緩慢冷卻至室溫，消除成型內(nèi)應(yīng)力，減少開裂風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)度穩(wěn)定性提升 20%~30%。

• 浸漬封孔：用 PS 溶液（濃度 5%~10%）或低黏度環(huán)氧樹脂浸漬，填充表面與內(nèi)部孔隙，提升顆粒間粘結(jié)力，沖擊強(qiáng)度提升 30%~50%（需控制浸漬量，避免變形）。

4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化（輔助保障）

• 避免尖角與薄壁結(jié)構(gòu)（最小壁厚≥1.5mm），設(shè)計(jì)圓角（半徑≥0.5mm）與加強(qiáng)筋，減少應(yīng)力集中；

• 優(yōu)化成型方向，關(guān)鍵受力面與掃描方向一致，提升層間結(jié)合強(qiáng)度。

核心方案優(yōu)先級(jí)：

優(yōu)先調(diào)控「粉床溫度 + 激光能量密度 + 粉末預(yù)處理」（工業(yè)易實(shí)現(xiàn)，拉伸強(qiáng)度可從 15~20MPa 提升至 25~30MPa）；高要求場景疊加熱等靜壓后處理，強(qiáng)度可達(dá) 35~40MPa，接近注塑件水平。