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        基于凝膠注模的金屬件分段增材制造工藝研究

        2018-04-09 10:00:26顧永華樂(lè)其河
        中國(guó)科技博覽 2018年15期
        關(guān)鍵詞:增材制造分段

        顧永華 樂(lè)其河

        [摘 要]探討基于凝膠注模技術(shù)的分段增減材復(fù)合工藝以制備復(fù)雜金屬件。根據(jù)零件的成型約束將工件分為若干段,每段通過(guò)注模和雕刻相結(jié)合的方法,經(jīng)多次注模和雕刻制得金屬粉末成型坯體,燒結(jié)后獲得金屬件。實(shí)驗(yàn)表明:以1.6%海藻酸鈉為分散劑、1.4%明膠為粘結(jié)劑、固相含量56%HDH鈦粉可以配制成粘度低于1000mPa·s的凝膠漿料體系,凝膠坯經(jīng)真空冷凍干燥后抗彎強(qiáng)度可達(dá)6.94MPa;微波燒結(jié)后凝膠連接界面消失,獲得致密金屬件。凝膠注模與分段雕刻相結(jié)合的復(fù)合工藝是制備復(fù)雜金屬件的一種有效方法,是一種綠色、低成本、高可靠的金屬成形技術(shù)。

        [關(guān)鍵詞]凝膠注模;增材制造;分段;

        中圖分類號(hào):TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2018)15-0099-01

        1.引言

        增材制造(Additive Manufacturing,AM)技術(shù)是采用材料逐漸累加的方法制造實(shí)體零件的技術(shù),相對(duì)于傳統(tǒng)的材料切削加工技術(shù),是一種“自下而上”的制造方法,俗稱3D打印技術(shù)[1]。近三十年來(lái),AM技術(shù)取得了快速發(fā)展,其優(yōu)勢(shì)在于三維結(jié)構(gòu)的快速和自由制造,被廣泛應(yīng)用于新品開(kāi)發(fā)、單件小批量制造。AM已經(jīng)成為制造業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的一種有效手段,并且符合綠色制造的發(fā)展方向,被譽(yù)為“第三次工業(yè)革命”的代表性技術(shù),是大批量制造模式向個(gè)性化制造模式發(fā)展的引領(lǐng)技術(shù)之一[2]-[5]。

        凝膠注模(gel-casting)是一種近凈成形技術(shù),可用于陶瓷成形和粉末冶金[6]-[11],本研究將增材制造與凝膠注模技術(shù)相結(jié)合,提出一種基于凝膠注模的分段增減材復(fù)合成型工藝,用以成形復(fù)雜金屬工件。

        2.工藝原理與試驗(yàn)

        有別于典型增材制造工藝的離散單元自由堆積,分段增材制造采用離散單元約束成型與連接,分段注射/雕刻(Decomposed Injection Sculpturing,簡(jiǎn)稱DIS)工藝是一種增減材復(fù)合廣義增材制造工藝[12]。首先對(duì)零件進(jìn)行三維離散,將零件分成若干“段”。在切削直接加工“段”,不能直接加工的“段”則通過(guò)注射支撐材料并加工出相應(yīng)的“負(fù)型”,然后注射工件材料,通過(guò)注射工件材料/支撐材料、數(shù)控加工交替過(guò)程,實(shí)現(xiàn)零件的成型。

        在DIS的基礎(chǔ)上,以金屬粉末凝膠漿料做為工件材料,經(jīng)凝膠注模/數(shù)控切削多次交互后獲得復(fù)雜形狀凝膠坯,燒結(jié)后得到最終金屬件。

        為驗(yàn)證工藝可行性,設(shè)計(jì)了整體分為兩段凝膠注模成型的測(cè)試件。金屬粉末采用粒度在48μm~380μm之間的HDH鈦粉(寶雞泉興鈦業(yè)有限公司),支撐材料采用石蠟。凝膠體系以海藻酸鈉為分散劑,明膠為粘結(jié)劑。

        將明膠與去離子水混合,加入適當(dāng)?shù)暮T逅徕c,得到預(yù)混液,再加入HDH鈦粉末攪拌,得到高固相含量并具有一定流動(dòng)性的漿料,將漿料注入石蠟切削后獲得型腔中,漿料固化形成凝膠,經(jīng)真空冷凍干燥獲得一次注模坯,坯體經(jīng)數(shù)控加工整形后進(jìn)行二次凝膠注模,最終制得分段金屬粉末坯體,經(jīng)坯體采用微波燒結(jié)完成金屬測(cè)試件成形。

        3.結(jié)果與分析

        3.1 凝膠體系的影響

        為了制備金屬?gòu)?fù)雜件,凝膠漿料的表觀粘度越低越好,適宜漿料澆注的表觀粘度應(yīng)在1000mPa·s以下,同時(shí)要求高的固相含量。實(shí)驗(yàn)表明過(guò)多和過(guò)少的分散劑含量都不利于凝膠注模的成型。在一定范圍內(nèi)增加分散劑的含量,漿料的粘度通常變化范圍不大,當(dāng)分散劑的量達(dá)到一定值時(shí),反而會(huì)起到增加液相中聚電解質(zhì)含量的作用,過(guò)剩的聚電解質(zhì)相互橋聯(lián)構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)極大的限制了粉末顆粒間的運(yùn)動(dòng),從而導(dǎo)致漿料混凝,粘度增大。因此,必須加入適量的分散劑,使得漿料具有粘度低、高分散效果。通過(guò)海藻酸鈉含量與抗彎強(qiáng)度關(guān)系曲線可知抗彎強(qiáng)度隨著分散劑含量的增加而增加,結(jié)合表觀粘度與海藻酸鈉關(guān)系曲線可以得出要獲得分散效果好,有一定強(qiáng)度的坯體以及適宜澆注的漿料,應(yīng)該選擇海藻酸鈉的含量為1.6%。實(shí)驗(yàn)表明在攪拌4min鐘后,溶液表觀粘度在24mPa·s左右波動(dòng),可以獲取穩(wěn)定的分散體系。

        3.2 凝膠粘結(jié)體系的影響

        通過(guò)實(shí)驗(yàn),漿料的表觀粘度和坯體的抗彎強(qiáng)度都隨著粘結(jié)劑明膠含量的增加而增加。當(dāng)明膠的含量超過(guò)1.4%時(shí),漿料的表觀粘度急劇增加,且超過(guò)了1000mPa·s,不利于澆注。

        3.3 固相含量的影響

        為了使坯體具有足夠的強(qiáng)度,必須提高漿料的固相含量,固相含量的提高也使得漿料表觀粘度的顯著升高。然而為了能夠制造復(fù)雜的薄壁零件,要求漿料的表觀粘度越低越好,因此,高固相含量和低的表觀粘度是一個(gè)矛盾體,在保證適宜的澆注條件下選取盡量高的固相含量。56%固相含量既能滿足生坯的強(qiáng)度,漿料又具有良好的流動(dòng)性。

        3.4 分段凝膠

        為了研究分段凝膠的特性,通過(guò)在模具里分次配制、分段澆注鈦粉漿料,并研究坯體干燥燒結(jié)后界面的結(jié)合情況。

        3.5 微波燒結(jié)

        凝膠坯體通過(guò)1050℃、30min真空微波燒結(jié)(長(zhǎng)沙隆泰微波熱工有限公司,HAMiLab-HV3型真空微波實(shí)驗(yàn)爐)。燒結(jié)后的顯微金相圖表明:試件燒結(jié)后存在較多孔隙,不是完全致密化金屬,但無(wú)論是端部還是心部,微波燒結(jié)后分段凝膠的分界面已消失,可見(jiàn)基于分段凝膠注模的增材制造工藝,可以通過(guò)多次注模制得復(fù)雜坯體,燒結(jié)后獲得完整金屬件。

        結(jié)論

        1)基于凝膠注模的分段增材制造工藝是一種綠色、高效的金屬件制備工藝方法。

        2)采用固相含量56%HDH鈦,海藻酸鈉含量1.6%,明膠含量1.4%可以制備澆注性能優(yōu)良的凝膠注模漿料。

        3)HDH鈦二次凝膠注模的界面在微波燒結(jié)后消失,坯體多次澆注連接對(duì)燒結(jié)的整體性不構(gòu)成影響。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 李滌塵.增材制造技術(shù)的發(fā)展[J].電加工與模具,2012(A01):20-22.

        [2] 胡慶夕.快速制造技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].機(jī)電一體化,20039(5):6-11.

        [3] 顏永年,張人佶,林峰.快速制造技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展之路[J].航空制造技術(shù),2008(11):26-31.

        [4] 張海鷗.金屬零件直接快速制造技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J].制造技術(shù),2010(07):26-29.

        [6] 李偉,韓敏芳.凝膠注模成型工藝研究進(jìn)展[J].真空電子技術(shù),2008(1):34-39.

        [7] 杜景紅.凝膠注模成形技術(shù)的研究與發(fā)展[J].陶瓷,2006(1):19-23.

        [8] 李安明,與唐竹興.陶瓷注凝成型工藝的新進(jìn)展[J].現(xiàn)代技術(shù)陶瓷,1999.20(2):26-31.

        [9] 宋賢良.利用淀粉原位凝固膠態(tài)成型高性能陶瓷的研究[D].華南理工大學(xué),2003.

        [10] 史延濤.鋁基材料的凝膠注模成形[J].粉末冶金工業(yè),2007.17(6):28-32.

        [11] 張建偉,江開(kāi)勇,王霏.凝膠注模成型用316L不銹鋼漿料的制備[J].機(jī)械工程材料,2009(10):86-89.

        [12] 趙寶民,江開(kāi)勇,顧永華.分段沉積雕銑成形工藝的材料選擇問(wèn)題[J].華僑大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版,2005.26(4):401-403.

        基金項(xiàng)目

        福建省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2014J01190),泉州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2015Z126)。

        作者簡(jiǎn)介

        顧永華(1977- ),講師,博士研究生,研究方向:增材制造。

        Email:yh_gu@vip.163.com。

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