[教程资源]--[3D客]

[3D打印基础知识]——选择性激光烧结

2016-06-07 20:41:07  阅读2743


  • 原文链接

  • 选择性激光烧结(Selecting Laser Sintering, SLS)

 

        该工艺由美国德克萨斯大学提出,于1992年开发了商业成型机。SLS利用粉末材料在激光照射下烧结的原理,由计算机控制层层堆结成型。SLS技术同样是使用层叠堆积成型,所不同的是,它首先铺一层粉末材料,将材料预热到接近熔化点,再使用激光在该层截面上扫描,使粉末温度升至熔化点,然后烧结形成粘接,接着不断重复铺粉、烧结的过程,直至完成整个模型成型。

        选择性激光烧结加工过程是采用铺粉棍将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面,并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度,控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉末上扫描,使粉末的温度升至熔化点,进行烧结,并与下面已成型的部分实现粘结。当一层截面烧结完成后,工作台下降一个层的厚度,铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末,进行新一层截面的烧结,直至完成整个模型。在成型过程中,未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂部分起着支撑作用,不必像SLA工艺那样另行生成支撑工艺结构。SLS使用的激光器是二氧化碳激光器,使用的原料有蜡、聚碳酸酯、尼龙、纤细尼龙、合成尼龙、金属,以及一些发展中的材料等。 当实体构建完成并在原型部分充分冷却后,粉末快速上升至初始位置,将其取出,放置在后处理工作台上,用刷子刷去表面粉末,露出加工件,其余残留的粉末可用压缩空气去除。

 

 

       激光烧结技术可以使用非常多的粉末材料,并制成相应材质的成品,激光烧结的成品精度好、强度高,但是最主要的优势还是在于金属成品的制作。激光烧结可以直接烧结金属零件,也可以间接烧结金属零件,最终成品的强度远远优于其他3D打印技术。

 

       激光烧结技术虽然优势非常明显,但是也同样存在缺陷,首先粉末烧结的表面粗糙,需要后期处理,其次使用大功率激光器,除了本身的设备成本,还需要很多辅助保护工艺,整体技术难度较大,制造和维护成本非常高,普通用户无法承受,所以目前应用范围主要集中在高端制造领域,要进入普通民用领域,可能还需要一段时间。

 

SLS选择性激光烧结的优点:

1.可采用多种材料。从原理上来说,这种方法可采用加热时粘度降低的任何粉末材料,通过材料或者各类含粘结剂的涂层颗粒制造出任何造型,适应不同的需要。

2.制造工艺比较简单。由于可用多种材料,选择性激光烧结工艺按采用的原料不同,可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构件或部件及工具。

3.高精度。依赖于使用的材料种类和粒径、产品的几何形状和复杂程度,该工艺一般能达到工件整体范围内±(0.05--2.5)mm的公差。当粉末粒径为0.1mm以下时,成型后的原型精度可达±1%。

4.无需支撑结构。和LOM工艺一样,SLS工艺也无需设计支撑结构,叠层过程中出现的悬空层面可直接由未烧结的粉末来实现支撑。

5.材料利用率高。由于该工艺过程不需要支撑结构,也不像LOM工艺那样出现许多废料,也不需要制作基底支撑,所以该工艺方法在常见的几种快速成型工艺中,材料利用率是最高的,可以认为是100%。SLS工艺中使用的多数粉末的价格较便宜,所以SLS模型的成本相比较来看也是较低的。

6.生产周期短。从CAD设计到零件的加工完成只需几小时到几十小时,整个生产过程数字化,可随时修正、随时制造。这一特点使其特别适合于新产品的开发。

7.与传统工艺方法相结合,可实现快速铸造、快速模具制造、小批量零件输出等功能,为传统制造方法注入新的活力。

9.应用面广。由于成型材料的多样化,使得SLS工艺适合于多种应用领域,如原型设计验证、模具母模、精铸熔模、铸造型壳和型芯等。

SLS选择性激光烧结的缺点:

1.表面粗糙。由于SLS工艺的原料是粉末状的,原型的建造是由材料粉层经加热熔化而实现逐层粘结的,因此,严格的来说,原型的表面是粉粒状的,因而表面质量不高。 SLS工艺中的粉末粘结是需要激光能源使其加热而达到熔化状态,烧结过程中挥发异味。

2.高分子材料或者粉粒在激光烧结熔化时一般要会发异味气体。

3.有时需要比较复杂的辅助工艺。SLS技术视所用的材料而异,有时需要比较复杂的辅助工艺过程,例如给原材料进行长时间的预先加热、造型完成后需要给模型进行表面浮粉的清理等。

4.做小件或者精件时,精度不如SLA。


关于我们 | 联系我们
©好好搭搭在线 浙ICP备11057806号-5