?400，酒精為市售。
[0064](4)再將形坯直接浸入酚醛樹脂溶液中，但將其上表面露出液面，以便在浸滲過程中形坯中的氣體可以從其上表面排出；反復(fù)浸滲幾次至多孔結(jié)構(gòu)完全被填充，將樹脂槽放入真空烘箱中，抽真空，這樣更有利于樹脂浸滲到毛坯里面。將浸滲好的形坯取出，清理表面多余的樹脂。
[0065](5)將浸滲后的零件放入烘箱中進(jìn)行固化。固化條件為180°C固化24小時(shí)，待零件隨爐冷卻后取出，經(jīng)表面打磨處理即可得到硼纖維增強(qiáng)的酚醛樹脂基復(fù)合材料零件。
[0066]實(shí)施例5
[0067](I)采用機(jī)械混合法法制備尼龍6與碳化硅晶須均勻混合的復(fù)合粉末，其中尼龍6的體積百分比為50%，篩選得到粉末粒徑為10?100微米的復(fù)合粉末以備選擇性激光燒結(jié)成形。
[0068](2)采用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)成形具有孔隙的形坯，選擇性激光燒結(jié)的工藝參數(shù)如下:激光功率15W，掃描速率1500mm/s，掃描間距0.08mm，鋪粉層厚0.2mm，預(yù)熱溫度200°C，成形得到尼龍6/碳化硅晶須復(fù)合產(chǎn)品的形坯，經(jīng)測試其彎曲強(qiáng)度為1.6MPa,開口孔隙率為60%。
[0069](3)異氰酸酯和多元醇是聚氨酯熱固性樹脂的兩個(gè)主要組成部分。將聚醚多元醇、多亞甲基多苯基多異氰酸酯(PAPI)、辛酸亞錫、三乙醇胺和水按照質(zhì)量比100:100:0.4:
0.6:0.1均勻混合，并加熱到40°C，調(diào)節(jié)粘度至10mPa-s以下，得聚氨酯樹脂前驅(qū)體溶液。
[0070](4)將樹脂箱放入真空烘箱中，再將形坯直接浸入前驅(qū)液中，但將形坯的上端露出液面，以便在浸滲過程中形坯中的氣體可以從其上端排出；抽真空，這樣更有利于樹脂浸滲到毛坯里面；將浸滲好的形坯取出，清理表面多余的樹脂。
[0071](5)將浸滲后的零件放入烘箱中進(jìn)行固化；固化條件為100°C固化24小時(shí)，待零件隨爐冷卻后取出，經(jīng)表面打磨處理即可得到碳化硅晶須增強(qiáng)的聚氨酯基復(fù)合產(chǎn)品零件。
[0072]實(shí)施例6
[0073](I)采用機(jī)械混合法法制備環(huán)氧樹脂和短切玻璃纖維的復(fù)合粉末。其中環(huán)氧樹脂的百分比為10%，篩選得到粉末粒徑為10?100微米的復(fù)合粉末以備選擇性激光燒結(jié)成形。
[0074](2)采用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)成形具有孔隙的形坯，選擇性激光燒結(jié)的工藝參數(shù)如下:激光功率8W，掃描速率3000mm/s，掃描間距0.15mm，鋪粉層厚0.1mm,預(yù)熱溫度50°C，成形得到環(huán)氧樹脂/短切玻璃纖維復(fù)合產(chǎn)品的形坯，經(jīng)測試其彎曲強(qiáng)度為0.8MPa,開口孔隙率為57%。
[0075](3)通過堿-酸-堿的方式合成低粘度的脲醛樹脂前驅(qū)體。首先配制36%的甲醛溶液500ml,并加入8g六甲基四胺，油浴升溫至55°C，加入第一批尿素50g，反應(yīng)60min ;繼續(xù)升溫至90°C反應(yīng)，加入第二批尿素70g，反應(yīng)過程中用20%氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值為5-6，反應(yīng)40min ;調(diào)節(jié)PH值至7_8再加入第三批尿素20g，反應(yīng)20min，在停止反應(yīng)之前調(diào)節(jié)PH值為7-8，得到低粘度的脲醛樹脂前驅(qū)體。
[0076](4)將樹脂箱放入真空烘箱中，再將形坯直接浸入前驅(qū)液中，但將形坯的上端露出液面，以便在浸滲過程中形坯中的氣體可以從其上端排出；抽真空，這樣更有利于樹脂浸滲到毛坯里面；將浸滲好的形坯取出，清理表面多余的樹脂。
[0077](5)將浸滲后的零件放入烘箱中進(jìn)行固化；固化條件為50°C固化48小時(shí)；待零件隨爐冷卻后取出，經(jīng)表面打磨處理即可得到玻璃纖維增強(qiáng)的脲醛樹脂基復(fù)合產(chǎn)品零件。
[0078]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，其特征在于: 包括以下步驟: 1)制備適用于選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)的復(fù)合粉末，所述復(fù)合粉末按體積比包括以下原料:高分子粘結(jié)劑10%?50%，短纖維90%?50% ; 2)采用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)成形具有孔隙的形坯，成形的形坯的孔隙率為10%?60%，彎曲強(qiáng)度在0.3MPa以上； 3)將形坯放入液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體中進(jìn)行浸滲后處理，后處理過程如下: 3.1)配制粘度在10mPa.s以下的液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體； 3.2)將形坯浸入液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體中以使液態(tài)熱固性樹脂浸滲到形坯的孔隙中，并將形坯的上端露出液面以使形坯孔隙中的氣體排出； 4)從液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體中取出形坯后進(jìn)行固化處理； 5)對固化處理后的形坯進(jìn)行打磨處理，即得到成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，其特征在于:步驟I)中所述的復(fù)合粉末的粒徑分布在10?150微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，其特征在于:步驟I)中所述的短纖維的直徑為6?10微米，長度為10?150微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，其特征在于:步驟2)中選擇性激光燒結(jié)技術(shù)成形的工藝參數(shù)如下:激光功率5?15W，掃描速率1500?3000mm/s，掃描間距0.08?0.15mm,鋪粉層厚0.1?0.2mm,預(yù)熱溫度50?200。。。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，其特征在于:步驟3.2)中將形坯和液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體放入真空烘箱中，抽真空，以加速液態(tài)熱固性樹脂浸滲到形坯的孔隙中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，其特征在于:步驟4)中固化處理的溫度為50?200°C，固化時(shí)間為3?48小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，其特征在于:步驟I)中所述的高分子粘接劑為尼龍12、尼龍6、尼龍11、聚丙烯、環(huán)氧樹脂和/或酚醛樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，其特征在于:步驟I)中所述的短纖維為碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、碳化硅晶須和/或芳綸纖維。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，其特征在于:步驟3.1)中所述液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體中采用的熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、脲醛樹脂或不飽和聚酯樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，其特征在于:步驟4)中將形坯從液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體中取出后先清理樹脂，然后再進(jìn)行固化處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種短纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品的3D打印制造方法，包括以下步驟：1)制備適用于選擇性激光燒結(jié)3D打印技術(shù)的復(fù)合粉末；2)采用選擇性激光燒結(jié)技術(shù)成形具有孔隙的形坯；3)將形坯放入液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體中進(jìn)行浸滲后處理：3.1)配制粘度在100mPa·s以下的液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體；3.2)將形坯浸入液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體中，讓形坯的上端露出液面，以使形坯孔隙中的氣體排出；4)從液態(tài)熱固性樹脂前驅(qū)體中取出形坯，清除多余樹脂后進(jìn)行固化處理；5)對固化處理后的形坯進(jìn)行打磨處理，即得到成品。本發(fā)明可以快速制造形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、輕質(zhì)高強(qiáng)度、高耐熱的纖維增強(qiáng)熱固性樹脂復(fù)合產(chǎn)品。
【IPC分類】B29C67-00, C08L63-00, C08L75-04, C08L61-24, B33Y10-00, C08L61-06, C08L67-06
【公開號】CN104647760
【申請?zhí)枴緾N201510075179
【發(fā)明人】閆春澤, 朱偉, 史玉升, 劉潔
【申請人】華中科技大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月12日