选区激光烧结聚醚醚酮成形缺陷及对力学性能的影响研究

Abstract

将选区激光烧结（SLS）技术应用于聚醚醚酮（PEEK）等高性能聚合物的制备，为严苛使用条件下复杂构件的制造提供了一种新的选择。研究了SLS制备PEEK材料的微观结构、成形缺陷与力学性能之间的关系。采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和微计算机断层扫描（Micro-CT）对SLS制备的PEEK样品进行微观结构和成形缺陷的分析表征，包括结晶程度、孔隙、未熔合缺陷等。使用万能材料试验机进行室温力学性能测试，并与传统注塑（IM）样品对比。研究结果表明，SLS制备的PEEK样品具有较高的结晶度，其弹性模量和耐热性皆优于IM PEEK，但SLS PEEK样品的强度和塑性较IM PEEK低，拉伸强度为（86.5±3.3）MPa，弯曲强度为（161.9±23.7）MPa，断裂伸长率仅为（2.1±0.2）%。结合断口形貌观察和Micro-CT缺陷分析，对SLS制备过程中缺陷的形成机理及其对力学性能的影响作用进行了讨论，SLS成形过程中产生的层间大尺寸缺陷是导致强度较低和延展性较差的主要原因。