CN109108285B - 用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法及其制备的铺粉辊 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法，其S1：选定棒料，棒料为不锈钢棒料，棒料的长度为200mm至1200mm，直径为30mm至60mm；S2：对棒料进行车削加工，获得铺粉辊的圆柱形表面，得到主体部和连接部，连接部位于主体部的两侧，连接部包括第一连接部和第二连接部；S3：对铺粉辊的圆柱形表面进行磨削，使圆柱形表面的表面粗糙度≤Ra1.6；S4：在激光选区烧结的铺粉辊的主体部表面镀上一层高分子隔离层。本发明能够选择性地设置多种不同材料的高分子隔离层，从而能够有效降低选区激光烧结过程中铺粉辊的表面摩擦力，减少铺粉辊对粉末的粘附，改善铺粉辊表面的粘粉状态后，能够达到优化选区激光烧结过程中铺粉质量的效果。
Description
技术领域
本发明涉及激光烧结技术领域，特别是涉及一种用于选区激光烧结的铺粉辊及其制备方法。
背景技术
选区激光烧结技术即SLS技术是目前增材制造领域重要的技术之一，其首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度，采用铺粉辊或刮刀将粉末铺平；激光束在PC控制下根据分层截面信息进行有选择地逐层烧结，待全部烧结完后去掉多余的粉末，得到预加工的零件。其中铺粉辊是选区激光烧结技术中的一个重要装置，其决定了铺粉质量，进而决定被加工件的精度和表面质量。现有的铺粉辊大多由单一的金属材料直接制成，未对铺粉辊的表面进行相关处理，因此，这种铺粉辊在进行铺粉作业时很容易粘附粉末，以致于极大地影响了铺粉质量，从而影响产品的加工精度和表面质量，甚至直接导致加工失败。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于选区激光烧结的铺粉辊，其能够降低选区激光烧结技术中所使用的铺粉辊的表面摩擦力，减少其对粉末的粘附，改善零件加工过程中的铺粉质量，提高被加工件的加工精度和表面质量，甚至提高加工成功率。
本发明的技术方案如下：
本发明公开一种用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法，其包括如下步骤：
S1：选定棒料，所述棒料为不锈钢棒料，所述棒料的长度为200mm至1200mm，直径为30mm至60mm；
S2：对所述棒料进行车削加工，获得铺粉辊的圆柱形表面，得到主体部和连接部，所述连接部位于主体部的两侧，所述连接部包括第一连接部和第二连接部；
S3：对铺粉辊的圆柱形表面进行磨削，使圆柱形表面的表面粗糙度≤Ra1.6；
S4：在激光选区烧结的铺粉辊的主体部表面镀上一层高分子隔离层，具体包括：
当所述高分子隔离层为Parylene高分子隔离层时，利用真空气相沉积法在铺粉辊主体部设置所述Parylene高分子隔离层，所述Parylene高分子隔离层的厚度为50～150μm，设有Parylene高分子隔离层的铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.5；或
当所述高分子隔离层为PTFE高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置所述PTFE高分子隔离层，所述PTFE高分子隔离层的厚度为50～90μm，设有PTFE高分子隔离层的铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.4；或
当所述高分子隔离层为PET高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置PET高分子隔离层，所述PET高分子隔离层的厚度为60～85μm，设有PET高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.6；或
当所述高分子隔离层为PC与PS共混高分子隔离层时，利用喷涂法在铺粉辊主体部设置所述PC与PS共混高分子隔离层，共混比1:1，所述PC与PS共混高分子隔离层的厚度200～300μm；设有PC与PS共混合高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.3；或
当所述高分子隔离层为PTFE与PVDF共混高分子隔离层时，利用粉末涂层法在铺粉辊主体部设置PTFE与PVDF共混高分子隔离层，共混比1:1，所述PTFE与PVDF共混高分子隔离层的厚度为100～150μm；设有PTFE与PVDF共混高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.4；或
当所述高分子隔离层为PP与PVC共混高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置PP与PVC共混高分子隔离层，共混比2:3，所述PP与PVC共混高分子隔离层的厚度为200～250μm，设有PP与PVC共混高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.6；或
当所述高分子隔离层为PVDF高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置PVDF高分子隔离层，所述PVDF高分子隔离层的厚度为150～200μm，设有PVDF高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.5；或
当所述高分子隔离层为PVC高分子隔离层时，在铺粉辊主体部设置PVC高分子隔离层，所述PVC高分子隔离层的厚度为200～250μm。
可优选的是，所述第一连接部的长度为50mm至80mm，所述第二连接部的长度为20mm至50mm；第一连接部的直径为12mm至20mm，所述第二连接部的直径为10mm至15mm。
可优选的是，所述第一连接部的长度大于或等于第二连接部的长度，所述第一连接部的直径大于等于第二连接部的直径。
可优选的是，所述主体部的长度为150mm至1150mm；所述主体部的直径为25mm至55mm。
可优选的是，所述高分子隔离层可以是Parylene、PP、PTFE、PPS、PI、PVDF、PVC、PS、PET、PC中一种或几种，其中Parylene为派瑞林、PP为聚丙烯、PTFE为聚四氟乙烯、PPS为聚苯硫醚、PI为聚酰亚胺、PVDF为聚偏二氟乙烯、PVC为聚氯乙烯、PS为聚苯乙烯、PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯以及PC为聚碳酸酯。
可优选的是，所述PC与PS共混高分子隔离层的共混比1:1,所述PP与PVC共混高分子隔离层的共混比2:3。
本发明还提供一种前述的制备方法制备得到的用于选区激光烧结的铺粉辊，其中所述本体部、所述第一连接部和第二连接部均为圆柱体结构，所述第一连接部的轴线、第二连接部的轴线与所述本体部的轴线重合；所述高分子隔离层通过涂敷或镀覆设置在本体部的外表面上。
本发明的有益效果在于，根据本发明方法及其制备获得的用于选区激光烧结的铺粉辊，其解决了现有的选区激光烧结技术中使用的铺粉辊是由金属材料制作后直接使用，对表面未做处理时，在加工过程中反复铺粉过程中，铺粉辊表面粘粉，使铺粉面不平整，易引起烧结件局部翘曲，进而导致加工过程失败的问题。本发明的制备方法，主要在于在铺粉辊的本体部上设置高分子隔离层，而且根据所加工产品的不同，能够选择性地设置多种不同材料的高分子隔离层，从而能够有效降低选区激光烧结过程中铺粉辊的表面摩擦力，减少铺粉辊对粉末的粘附，改善铺粉辊表面的粘粉状态后，能够达到优化选区激光烧结过程中铺粉质量的效果，从而显著提高产品的加工质量。
附图说明
图1为根据本发明实施例的用于选区激光烧结的铺粉辊的结构示意图的主视图。
图2为根据本发明实施例的用于选区激光烧结的铺粉辊的本体部的结构示意图的右视图。
图3为未按照本发明实施例的普通的铺粉辊的铺粉平面效果图。
图4为根据本发明实施例的选区激光烧结的铺粉辊的铺粉平面效果图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。其中图4示出了采用本发明中的方法制备得到的铺粉辊的铺粉效果。图3中示出了未采用本发明的方法制备得到的普粉辊的铺粉平面效果图，以便进行对比。
根据本发明实施例的用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法，通过机加工出激光选区烧结的铺粉辊的刚性部分，即主体和连接部；其次在激光选区烧结的铺粉辊的刚性主体表面镀上一层50-500μm的高分子隔离层。
具体地，根据本发明实施例的用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法，其包括以下步骤：
S1：选定棒料，优选地，棒料为不锈钢棒料，进一步，棒料的长度为200mm至1200mm，直径为30mm至60mm。
S2：对S1中的棒料进行车削加工，例如，通过车床进行车削，获得铺粉辊的圆柱形表面，得到主体和连接部，连接部位于主体部的两侧，其中连接部包括第一连接部和第二连接部；
第一连接部的长度大于或等于第二连接部的长度，第一连接部的直径大于第一连接部的直径；主体部的长度为150mm至1150mm；主体部的直径为25mm至55mm。
优选地，第一连接部的长度为30mm至80mm，第二连接部的长度为20mm至50mm；
优选地，第一连接部的直径为12mm至20mm，第二连接部的直径为10mm至15mm；
S3：对铺粉辊的圆柱形表面进行磨削，例如通过外圆磨床进行磨削，使圆柱形表面的表面粗糙度≤Ra1.6，以便于隔离层能够均匀地镀在铺粉辊的圆柱形表面；
优选地，使铺粉辊的圆柱形表面通过磨削加工后的表面粗糙度的范围在Ra1.2至Ra1.5之间，在铺粉辊表面比较光滑的情况下，镀层能够与其结合得更好；
S4：在激光选区烧结的铺粉辊的主体部表面镀上一层50μm-500μm的均匀设置的高分子隔离层；
优选地，主体部为刚性主体，高分子隔离层通过涂敷或镀覆设置在铺粉辊的本体部的外表面。高分子隔离层的厚度通常为50μm-500μm。
高分子隔离层可以是Parylene、PP、PTFE、PPS、PI、PVDF、PVC、PS、PET、PC及其类似物中一种或几种。也就是说，高分子隔离层可以是Parylene、PP、PTFE、PPS、PI、PVDF、PVC、PS、PET、PC及其类似物中的任何一种单体；也可以是上述单体中的任意两种或多种的组成的混合体。其中Parylene为派瑞林、PP为聚丙烯、PTFE为聚四氟乙烯、PPS为聚苯硫醚、PI为聚酰亚胺、PVDF为聚偏二氟乙烯、PVC为聚氯乙烯、PS为聚苯乙烯、PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯、PC为聚碳酸酯。
优选地，利用真空气相沉积法在已加工出的铺粉辊主体部设置Parylene隔离层，厚度为50～150μm，处理上Parylene高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.5。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP、PEEK等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
优选地，利用喷塑法在已加工出的铺粉辊主体部设置PTFE隔离层，厚度为50～90μm。处理上PTFE高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.4。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP、PEEK等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
优选地，利用喷塑法在已加工出的铺粉辊主体部设置PET隔离层，厚度为60～85μm。处理上PET高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.6。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
优选地，利用喷涂法在已加工出的铺粉辊主体部设置PC与PS共混隔离层，共混比1:1,厚度200～300μm。处理上PC与PS高分子混合隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.3。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
优选地，利用粉末涂层法在已加工出的铺粉辊主体部设置PTFE与PVDF共混隔离层，共混比1:1,厚度为100～150μm。处理上PTFE与PVDF高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.4。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
优选地，利用喷塑法在已加工出的铺粉辊主体部设置PP与PVC共混隔离层，共混比2:3，厚度为200～250μm。处理上PP与PVC三相混合高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.6。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
优选地，利用喷塑法在已加工出的铺粉辊主体部设置PVDF隔离层，厚度为150～200μm。处理上PVDF三相高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.5。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
优选地，利用喷塑法在已加工出的铺粉辊主体部设置PVC隔离层，厚度为200～250μm。处理上PVC多项高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.2。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
具体地，本发明公开一种用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法，其包括如下步骤：
S1：选定棒料，棒料为不锈钢棒料，棒料的长度为500mm至840mm，直径为35mm至50mm；
S2：对棒料进行车削加工，获得铺粉辊的圆柱形表面，得到主体部和连接部，连接部位于主体部的两侧，连接部包括第一连接部和第二连接部；
S3：对铺粉辊的圆柱形表面进行磨削，使圆柱形表面的表面粗糙度≤Ra1.6；
S4：在激光选区烧结的铺粉辊的主体部表面镀上一层高分子隔离层，具体包括：
当高分子隔离层为Parylene高分子隔离层时，利用真空气相沉积法在铺粉辊主体部设置Parylene高分子隔离层，Parylene高分子隔离层的厚度为100μm，设有Parylene高分子隔离层的铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.5；或
当高分子隔离层为PTFE高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置PTFE高分子隔离层，PTFE高分子隔离层的厚度为60μm，设有PTFE高分子隔离层的铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.4；或
当高分子隔离层为PET高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置PET高分子隔离层，PET高分子隔离层的厚度为80μm，设有PET高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.6；或
当高分子隔离层为PC与PS共混高分子隔离层时，利用喷涂法在铺粉辊主体部设置PC与PS共混高分子隔离层，共混比1:1,PC与PS共混高分子隔离层的厚度220μm；设有PC与PS共混合高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.3；或
当高分子隔离层为PTFE与PVDF共混高分子隔离层时，利用粉末涂层法在铺粉辊主体部设置PTFE与PVDF共混高分子隔离层，共混比1:1,PTFE与PVDF共混高分子隔离层的厚度为120μm；设有PTFE与PVDF共混高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.4；或
当高分子隔离层为PP与PVC共混高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置PP与PVC共混高分子隔离层，共混比2:3，PP与PVC共混高分子隔离层的厚度为250μm，设有PP与PVC共混高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.6；
当高分子隔离层为PVDF高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置PVDF高分子隔离层，PVDF高分子隔离层的厚度为180μm，设有PVDF高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.5；或
当高分子隔离层为PVC高分子隔离层时，在铺粉辊主体部设置PVC高分子隔离层，PVC高分子隔离层的厚度为220μm，设有PVC高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.2。
可优选的是，第一连接部的长度为50mm至80mm，第二连接部的长度为20mm至50mm；第一连接部的直径为12mm至20mm，第二连接部的直径为10mm至15mm。
可优选的是，第一连接部的长度大于或等于第二连接部的长度，第一连接部的直径大于等于第二连接部的直径。
可优选的是，主体部的长度为380mm至730mm；主体部的直径为30mm至45mm。
可优选的是，高分子隔离层可以是Parylene、PP、PTFE、PPS、PI、PVDF、PVC、PS、PET、PC中一种或几种，其中Parylene为派瑞林、PP为聚丙烯、PTFE为聚四氟乙烯、PPS为聚苯硫醚、PI为聚酰亚胺、PVDF为聚偏二氟乙烯、PVC为聚氯乙烯、PS为聚苯乙烯、PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯以及PC为聚碳酸酯。
可优选的是，PC与PS共混高分子隔离层的共混比1:1,PP与PVC共混高分子隔离层的共混比2:3。
本发明还提供一种前述的制备方法制备得到的用于选区激光烧结的铺粉辊，其中本体部、第一连接部和第二连接部均为圆柱体结构，第一连接部的轴线、第二连接部的轴线与本体部的轴线重合；高分子隔离层通过涂敷或镀覆设置在本体部的外表面上。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：用于选区激光烧结的Parylene涂层铺粉辊及其制作方法。
选择长500mm，直径为φ35mm的不锈钢棒料，用车床车削棒料加工出铺粉辊的主体部和连接部。其中主体部加工精度为，长度直径第一连接体的加工精度为，长度直径第二连接体的加工精度为，长度直径 车削后的铺粉辊的主体部和连接部的表面粗糙度为Ra1.2。
利用真空气相沉积法在已加工出的铺粉辊主体部处理上一层Parylene隔离层，厚度为100μm。处理上Parylene高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.5。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP、PEEK等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
实施例2：用于选区激光烧结的PTFE涂层铺粉辊及其制作方法。
选择长660mm，直径为φ35mm的不锈钢棒料，用车床车削棒料加工出铺粉辊的主体部和连接部。其中主体部加工精度为，长度直径第一连接体的加工精度为，长度直径第二连接体的加工精度为，长度直径车削后的铺粉辊的主体部和连接部的表面粗糙度为Ra1.5。
利用喷塑法在已加工出的铺粉辊主体部涂上一层PTFE隔离层，厚度为60μm。处理上PTFE高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.4。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP、PEEK等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
实施例3：用于选区激光烧结的PET涂层铺粉辊及其制作方法。
选择长500mm，直径为φ35mm的不锈钢棒料，用车床车削棒料加工出铺粉辊的主体部和连接部。其中主体部加工精度为，长度直径第一连接体的加工精度为，长度直径第二连接体的加工精度为，长度直径车削后的铺粉辊的主体部和连接部的表面粗糙度为Ra1.3。
利用喷塑法在已加工出的铺粉辊主体部处理上一层PET隔离层，厚度为80μm。处理上PET高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.6。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
实施例4：用于选区激光烧结的PC/PS混合涂层铺粉辊及其制作方法。
选择长840mm，直径为φ50mm的不锈钢棒料，用车床车削棒料加工出铺粉辊的主体部和连接部。其中主体部加工精度为，长度直径第一连接体的加工精度为，长度直径第二连接体的加工精度为，长度直径车削后的铺粉辊的主体部和连接部的表面粗糙度为Ra1.5。
利用喷涂法在已加工出的铺粉辊主体部处理上一层PC/PS共混隔离层，共混比1:1,厚度220μm。处理上PC/PS高分子混合隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.3。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
实施例5：用于选区激光烧结的PTFE/PVDF混合涂层铺粉辊及其制作方法。
选择长500mm，直径为φ35mm的不锈钢棒料，用车床车削棒料加工出铺粉辊的主体部和连接部。其中主体部加工精度为，长度直径第一连接体的加工精度为，长度直径第二连接体的加工精度为，长度直径车削后的铺粉辊的主体部和连接部的表面粗糙度为Ra1.0。
利用粉末涂层法在已加工出的铺粉辊主体部涂上一层PTFE/PVDF共混隔离层，共混比1:1,厚度为120μm。处理上PTFE/PVDF高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.4。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
实施例6：用于选区激光烧结的PP/PVC混合涂层铺粉辊及其制作方法。
选择长840mm，直径为φ50mm的不锈钢棒料，用车床车削棒料加工出铺粉辊的主体部和连接部。其中主体部加工精度为，长度直径第一连接体的加工精度为，长度直径第二连接体的加工精度为，长度直径车削后的铺粉辊的主体部和连接部的表面粗糙度为Ra1.3。
利用喷塑法在已加工出的铺粉辊主体部处理上一层PP/PVC共混隔离层，共混比2:3，厚度为250μm。处理上PP/PVC三相混合高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.6。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
实施例7：用于选区激光烧结的PVDF涂层铺粉辊及其制作方法。
选择长660mm，直径为φ35mm的不锈钢棒料，用车床车削棒料加工出铺粉辊的主体部和连接部。其中主体部加工精度为，长度直径第一连接体的加工精度为，长度直径第二连接体的加工精度为，长度直径车削后的铺粉辊的主体部和连接部的表面粗糙度为Ra1.4。
利用喷塑法在已加工出的铺粉辊主体部涂上一层PVDF隔离层，厚度为180μm。处理上PVDF三相高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.5。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
实施例8：用于选区激光烧结的PVC涂层铺粉辊及其制作方法。
选择长500mm，直径为φ35mm的不锈钢棒料，用车床车削棒料加工出铺粉辊的主体部和连接部。其中主体部加工精度为，长度直径第一连接体的加工精度为，长度直径第二连接体的加工精度为，长度直径车削后的铺粉辊的主体部和连接部的表面粗糙度为Ra1.0。
利用喷塑法在已加工出的铺粉辊主体部涂上一层PVC隔离层，厚度为220μm。处理上PVC多项高分子隔离层后，铺粉辊主体部的粗糙度为Ra0.2。利用本方法制作的铺粉辊在PA、TPU、PS、PP等粉末材料选取激光烧结过程中的铺粉面平整，铺粉辊不粘粉，打印成功率明显提高。
图1和图2示出了根据本发明的用于激光选区烧结的铺粉辊100，其包括本体部1和连接部2，本体部的圆柱形侧壁的外表面设置有高分子隔离层3。本体部1为圆柱体结构为刚性结构件，本体部1的两端面上分别设置有连接部2，连接部2分别为第一连接部21和第二连接部22。高分子隔离层3通过涂敷或镀覆设置本体部的圆柱形侧壁的外表面。隔离层的厚度为50-500μm且隔离层均匀设置。
第一连接部21和第二连接部22为圆柱形结构，且第一连接部的轴线、第二连接部的轴线与本体部1的轴线重合。进一步，第一连接部的直径小于本体部的直径；第二连接部的直径小于本体部的直径。
高分子隔离层3可以是Parylene、PP、PTFE、PPS、PI、PVDF、PVC、PS、PET、PC及其类似物中一种或几种。也就是说，高分子隔离层可以是Parylene、PP、PTFE、PPS、PI、PVDF、PVC、PS、PET、PC及其类似物中的任何一种单体；也可以是上述单体中的任意两种或多种的组成的混合体。其中Parylene为派瑞林、PP为聚丙烯、PTFE为聚四氟乙烯、PPS为聚苯硫醚、PI为聚酰亚胺、PVDF为聚偏二氟乙烯、PVC为聚氯乙烯、PS为聚苯乙烯、PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯、PC为聚碳酸酯。
本发明的核心改进点在于在铺粉辊的本体部上设置了高分子隔离层，而且根据所加工产品的不同，能够选择性地设置多种不同材料的高分子隔离层，从而能够有效降低选区激光烧结过程中铺粉辊的表面摩擦力，减少铺粉辊对粉末的粘附，改善铺粉辊表面的粘粉状态后，能够达到优化选区激光烧结过程中铺粉质量的效果，从而显著提高产品的加工质量。
Claims (5)
1.一种用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1：选定棒料，所述棒料为不锈钢棒料，所述棒料的长度为200mm至1200mm，直径为30mm至60mm；
S2：对所述棒料进行车削加工，获得铺粉辊的圆柱形表面，得到主体部和连接部，所述连接部位于主体部的两侧，所述连接部包括第一连接部和第二连接部；
S3：对铺粉辊的圆柱形表面进行磨削，使圆柱形表面的表面粗糙度≤Ra1.6；
S4：在激光选区烧结的铺粉辊的主体部表面附着一层高分子隔离层，具体包括：
当所述高分子隔离层为Parylene高分子隔离层时，利用真空气相沉积法在铺粉辊主体部设置所述Parylene高分子隔离层，所述Parylene高分子隔离层的厚度为50～150μm；
当所述高分子隔离层为PTFE高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置所述PTFE高分子隔离层，所述PTFE高分子隔离层的厚度为50～90μm；
当所述高分子隔离层为PET高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置PET高分子隔离层，所述PET高分子隔离层的厚度为60～85μm；
当所述高分子隔离层为PC与PS共混高分子隔离层时，利用喷涂法在铺粉辊主体部设置所述PC与PS共混高分子隔离层，共混比1:1，所述PC与PS共混高分子隔离层的厚度200～300μm；
当所述高分子隔离层为PTFE与PVDF共混高分子隔离层时，利用粉末涂层法在铺粉辊主体部设置PTFE与PVDF共混高分子隔离层，共混比1:1，所述PTFE与PVDF共混高分子隔离层的厚度为100～150μm；
当所述高分子隔离层为PP与PVC共混高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置PP与PVC共混高分子隔离层，共混比2:3，所述PP与PVC共混高分子隔离层的厚度为200～250μm；
当所述高分子隔离层为PVDF高分子隔离层时，利用喷塑法在铺粉辊主体部设置PVDF高分子隔离层，所述PVDF高分子隔离层的厚度为150～200μm；
当所述高分子隔离层为PVC高分子隔离层时，在铺粉辊主体部设置PVC高分子隔离层，所述PVC高分子隔离层的厚度为200～250μm。
2.如权利要求1所述的用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法，其特征在于，所述第一连接部的长度为30mm至80mm，所述第二连接部的长度为20mm至50mm；第一连接部的直径为12mm至20mm，所述第二连接部的直径为10mm至15mm。
3.如权利要求2所述的用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法，其特征在于，所述第一连接部的长度大于或等于第二连接部的长度，所述第一连接部的直径大于等于第二连接部的直径。
4.如权利要求3所述的用于选区激光烧结的铺粉辊的制备方法，其特征在于，所述主体部的长度为150mm至1150mm；所述主体部的直径为25mm至55mm。
5.一种根据权利要求1-4中任一项的制备方法制备得到的用于选区激光烧结的铺粉辊，其特征在于，所述主体部、所述第一连接部和第二连接部均为圆柱体结构，所述第一连接部的轴线、第二连接部的轴线与所述本体部的轴线重合。
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