技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料制造領(lǐng)域，特別涉及一種碳纖維復(fù)合尼龍材料制造方法。

背景技術(shù)：

碳纖維復(fù)合尼龍材料由于其具有高強度、高模量、抗蠕變性以及優(yōu)良的加工性能被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、國防工業(yè)、航空航天中。目前碳纖維復(fù)合尼龍支架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的注射成型工藝，生產(chǎn)成本高，材料利用率低，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中難以避免質(zhì)量缺陷，急需新的成型工藝來解決現(xiàn)存問題。

選擇性激光熔化技術(shù)是一種新型激光增材制造技術(shù),基于分層疊加的原理,通過高能激光束完全熔化復(fù)合粉末，從而實現(xiàn)零件的三維自由成形。該技術(shù)因其高精度、高定制性和可形成復(fù)雜結(jié)構(gòu)的特點，非常適合大規(guī)模生產(chǎn)復(fù)雜精細零部件。此外，基于增材制造及粉末材料的特點，選擇性激光熔化技術(shù)還具有節(jié)省材料的優(yōu)點?；谝陨蟽?yōu)點，這種技術(shù)已應(yīng)用于航空航天、生物制造及軍工等多個領(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種碳纖維復(fù)合尼龍材料制造方法，以解決現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)成本高，材料利用率低，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中難以避免質(zhì)量缺陷的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種碳纖維復(fù)合尼龍材料制造方法，包括以下步驟：

S1、將短碳纖維和尼龍粒子均勻混合，制備成復(fù)合粉末；

S2、構(gòu)建需成型的碳纖維復(fù)合尼龍材料的三維模型，將所述三維模型導(dǎo)入分層軟件中，通過所述分層軟件逐層切片導(dǎo)出包含截面幾何數(shù)據(jù)的截面二維信息；

S3、將所述截面二維信息輸入選擇性激光熔化成型設(shè)備計算機控制系統(tǒng)中；

S4、在選擇性激光熔化設(shè)備工作臺上鋪一層復(fù)合粉末，完成首次鋪粉；

S5、再鋪一層復(fù)合粉末；

S6、在計算機控制下，利用高能激光束，對步驟S5鋪設(shè)的復(fù)合粉末進行選擇性激光熔化，得到所述需成型的碳纖維復(fù)合尼龍材料的某一截面；

S7、返回步驟S5，直到所述碳纖維復(fù)合尼龍材料成型。

進一步地，所述步驟S7中，所述碳纖維復(fù)合尼龍材料成型后，冷卻至室溫后做噴砂處理。

本發(fā)明提供的碳纖維復(fù)合尼龍材料制造方法縮短了生產(chǎn)時間，提高了材料利用率，降低了生產(chǎn)成本。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明提出的碳纖維復(fù)合尼龍材料制造方法作進一步詳細說明。

選擇性激光熔化技術(shù)（Selective Laser Melting）是先進的增材制造技術(shù)，它不需要模具，通過粉末材料“層層堆積”，完全熔化每層粉末的原理，通過計算機輔助設(shè)計數(shù)據(jù)模型，快速制造出復(fù)雜的三維實體模型的精確可控制造。

本發(fā)明公開了一種碳纖維復(fù)合尼龍支架增材制造工藝，包括以下步驟：

S1、碳纖維復(fù)合尼龍粉末材料配制，其特征在于，它由短碳纖維和尼龍粒子組成，其各組分的重量比為短碳纖維50wt%，尼龍1010粒子50wt%，所述短碳纖維直徑為2μm、長度為0.1-0.3㎜。

S2、采用三維繪圖軟件構(gòu)建支架三維模型，將三維模型導(dǎo)入分層軟件中，通過軟件逐層切片導(dǎo)出二維信息，將包含截面幾何數(shù)據(jù)的信息輸入選擇性激光熔化成型設(shè)備計算機控制系統(tǒng)中，然后在計算機控制下利用高能激光束熔化切片區(qū)域內(nèi)的復(fù)合粉末；

所述三維繪圖軟件可以為CAD、Solidworks、UG、ProE 等工程制圖軟件，根據(jù)所需制備植入材料的實際結(jié)構(gòu)，設(shè)計和建立實際三維模型，并保存為STL格式，然后導(dǎo)入到Autofab軟件中對三維模型進行分層處理，并設(shè)定加工參數(shù)，保存并導(dǎo)出SLM 格式的文件至選擇性激光熔化成形機的計算機控制系統(tǒng)。

S3、采用鋪粉裝置首次在選擇性激光熔化設(shè)備工作臺上鋪一層厚度為20㎜的復(fù)合粉末，在鋪粉之前對復(fù)合粉末進行預(yù)熱至70℃；

預(yù)熱系統(tǒng)包括送粉缸金屬線圈感應(yīng)加熱系統(tǒng)。

S4、首次鋪粉后鋪粉層厚為0.06-0.3㎜，在鋪粉后對復(fù)合粉末進行預(yù)熱至70℃；

預(yù)熱系統(tǒng)為工作臺上方紅外線加熱系統(tǒng)。

S5、采用激光功率30-100W、掃描間距0.07㎜和掃描速度7-15m/s對復(fù)合粉末進行選擇性激光熔化得到植入體的某一截面，同時工作臺下降單層粉末層厚的高度（0.06-0.3㎜）；

S6、重復(fù)S4和S5，直至植入體三維模型成型；

S7、三維模型在設(shè)備內(nèi)冷卻至室溫后做噴砂處理，得到最終產(chǎn)品

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變形而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。