北京3D打印分享：3D打印技術(shù)之SLS技術(shù)

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1、非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商北京3D打印分享：3D打印技術(shù)之SLS技術(shù)1、SLS技術(shù)1.1SLS技術(shù)概念SLS技術(shù)，全稱為粉末材料選擇性燒結(jié)（SelectedLaserSintering），是采采用紅外激光作為熱源來(lái)燒結(jié)粉末材料，以逐層添加方式成形三維零件的一種快速成型方法。1.2SLS技術(shù)歷史簡(jiǎn)介SLS分層制造技術(shù)是2由美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的C.R.Dechard于1989年研制成功。目前德國(guó)EOS公司推出了自己的SLS工藝成形機(jī)EOSINT，分為適用于金屬、聚合物和砂型三種機(jī)型。我國(guó)的北京隆源自動(dòng)成

2、形系統(tǒng)有限公司和華中科技大學(xué)也相繼開(kāi)發(fā)出了商品化的設(shè)備。1.3SLS技術(shù)的成型原理非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商SLS技術(shù)的成型原理是：在開(kāi)始加工前，需要把充有氮?dú)獾墓ぷ魇疑郎?，并保持在粉末的熔點(diǎn)以下。成型時(shí)，送料桶上升，鋪粉滾筒移動(dòng)，先在工作平臺(tái)上鋪一層粉末材料，然后激光束在計(jì)算機(jī)的控制下按照截面輪廓對(duì)實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行燒結(jié)，使粉末融化繼而形成一層固體輪廓。第一層燒結(jié)完成后，工作太下降一截面層的高度，在鋪上一層粉末，進(jìn)行下一層燒結(jié)，依次循環(huán)，從而形成所打印的模型。1.4SLS技術(shù)所需耗材SLS技術(shù)目前可以

3、使用的打印耗材有尼龍粉末、PS粉末、PP粉末、金屬粉末、陶瓷粉末、樹(shù)脂砂和覆膜砂。1.5SLS技術(shù)應(yīng)用范圍SLS技術(shù)不光可以運(yùn)用于快速模型的制造，而且還可用于產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)。1.6SLS技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)1.6.1SLS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)①能生產(chǎn)較硬的模具;②可以采用多種原料，包括類工程塑料、蠟、金屬、陶瓷等;③零件的構(gòu)建時(shí)間短，可達(dá)到1in/h高度;④無(wú)需設(shè)計(jì)和構(gòu)造支撐。非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商1.6.2SLS技術(shù)的缺點(diǎn)①有激光損耗，需要專門(mén)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，使用及維護(hù)費(fèi)用高昂;②需要預(yù)熱和冷卻，后處理麻煩；③成型表面受

4、粉末顆粒大小及激光光斑的限制;④加工室需要不斷充氮?dú)?，加工成本?⑤成型過(guò)程產(chǎn)生有毒氣體和粉塵，污染環(huán)境。2、SLS技術(shù)制造過(guò)程SLS工藝因?yàn)椴牧喜煌唧w的燒結(jié)工藝也是不同的。2.1高分子粉末材料燒結(jié)工藝高分子粉末材料為例，此材料的燒結(jié)工藝過(guò)程可以分為前處理、粉層燒結(jié)疊加和后處理三個(gè)階段：①前處理主要是利用設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出三維CAD造型，靜STL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后輸入到粉末激光燒結(jié)快速成型系統(tǒng)中。②第二階段就是粉層激光燒結(jié)疊加：設(shè)備根據(jù)原型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)定具體的制造參數(shù)，設(shè)備自動(dòng)完成原型的逐層粉末燒結(jié)疊加過(guò)程。當(dāng)所有疊層自動(dòng)燒結(jié)疊加完成

5、之后就需要把制造的原型在成型缸中冷卻至40℃一下，把原型撈出進(jìn)行后期處理。非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商②后期處理：因?yàn)橹圃斐龅哪Ｐ蛷?qiáng)度很弱，所以在整個(gè)后期處理過(guò)程中需要進(jìn)行滲蠟或者滲樹(shù)脂進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。2.2金屬零件間接燒結(jié)工藝金屬零件間接燒結(jié)工藝分為三個(gè)階段：SLS原型件的制作、粉末燒結(jié)件的制作、金屬熔滲后處理。①SLS原型件的制作包括CAD建模、分層切片、激光燒結(jié)、原型。此階段的關(guān)鍵在于，如何選用合理的粉末配比和加工工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)原型件的制作?！昂旨敝谱麟A段過(guò)程為二次燒結(jié)（800℃）——三次燒結(jié)（1080℃

6、），此階段的關(guān)鍵在于，燒失原型件中的有機(jī)雜質(zhì)獲得具有相對(duì)準(zhǔn)確形狀和強(qiáng)度的金屬結(jié)構(gòu)體。金屬熔滲階段過(guò)程為二次燒結(jié)（800℃）——三次燒結(jié)（1080℃）——金屬熔滲——金屬件。此階段的關(guān)鍵在于，選用合適的熔滲材料及工藝，以獲得較致密的金屬零件。2.3SLS工藝的金屬零件直接制造工藝SLS工藝的金屬零件直接制造工藝流程為：CAD模型——分層切片——激光燒結(jié)（SLS）——RP原型零件——金屬件。3、SLS工藝中影響模型精度的因素非凡士3D打印更智慧的3D打印綜合應(yīng)用服務(wù)提供商在利用SLS工藝制造原型件的過(guò)程中，容易影響原型件精度的因素有

7、很多，比如SLS設(shè)備精度誤差、CAD模型切片誤差、掃描方式、粉末顆粒、環(huán)境溫度、激光功率、掃描速度、掃描間距、單層層厚等。其中燒結(jié)工藝參數(shù)對(duì)精度和強(qiáng)度的影響是很大的。另外，預(yù)熱不均也會(huì)導(dǎo)致原型件精度變差。①激光功率：隨著激光功率的增加，尺寸誤差正方向增大，并且厚度方向的增大趨勢(shì)要比寬度方向的尺寸誤差大。②掃描速度：當(dāng)掃描速度增大時(shí)，尺寸誤差向負(fù)向誤差方向減小，強(qiáng)度減小。③燒結(jié)間距：隨著掃描間距的增大，尺寸誤差向負(fù)差方向減小。④單層厚度：隨著單層厚度的增加，強(qiáng)度減小，尺寸誤差向復(fù)查方向減小。4、SLS技術(shù)發(fā)展前景SLS工藝自發(fā)明以

8、來(lái)，十幾年的時(shí)間里，在各個(gè)行業(yè)得到了快速的發(fā)展，其主要是用于快速制造模型，利用制造出來(lái)的模型進(jìn)行測(cè)試，以提高產(chǎn)品的性能，同時(shí)，SLS技術(shù)還用于制作比較復(fù)雜的零件。雖然，SLS技術(shù)得到了一些行業(yè)廣泛的應(yīng)用，但在未來(lái)發(fā)展中，SLS技術(shù)還應(yīng)該加強(qiáng)成型公寓和設(shè)備的開(kāi)發(fā)與