选择性激光烧结成型工艺

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1、快速成型与快速模具制造技术及其应用机械工业出版社（第三版）第四章选择性激光烧结成型工艺选择性激光烧结工艺(SelectiveLaserSintering，SLS)又称为选区激光烧结技术，该方法最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard于1989年提出的，稍后组建了DTM公司，于1992年开发了基于SLS的商业成型机(Sinterstation)。20年来，奥斯汀分校和DTM公司在SLS领域做了大量的研究工作，并取得了丰硕成果。德国的EOS公司在这一领域也做了很多研究工作，并开发了相应的系列成型设备。国内

2、华中科技大学（武汉滨湖机电产业有限责任公司）、南京航空航天大学、中北大学和北京隆源自动成型有限公司等,也取得了许多重大成果和系列的商品化设备。SLS工艺是利用粉末材料（金属粉末或非金属粉末）在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。SLS的原理与SLA十分相似，主要区别在于所使用的材料及其性状不同。SLA所用的材料是液态的紫外光敏可凝固树脂，而SLS则使用粉状的材料。第四章选择性激光烧结成型工艺1选择性激光烧结工艺的基本原理和特点23选择性激光烧结工艺过程4高分子粉末烧结件的后处理66选择性激光烧结快速成型材

3、料及设备第四章选择性激光烧结成型工艺5选择性激光烧结工艺参数选择性激光烧结加工过程是采用铺粉辊将一层粉末材料平铺在已成形零件的上表面，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层上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结并与下面已成形的部分实现粘接。当一层截面烧结完后，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，如此反复，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，不必象SLA和FDM工艺那样另行生成支撑工

4、艺结构。第一节选择性激光烧结工艺的基本原理和特点图4-1选择性激光烧结工艺原理图1.选择性激光烧结工艺的基本原理当实体构建完成并在原型部分充分冷却后，粉末块会上升到初始的位置，将其拿出并放置到后处理工作台上，用刷子小心刷去表面粉末露出加工件部分，其余残留的粉末可用压缩空气除去。图4-2选择性激光烧结系统的基本组成第一节选择性激光烧结工艺的基本原理和特点◎可直接制作金属制品◎可采用多种材料◎无需支撑结构◎制造工艺比较简单◎材料利用率高优点：2.选择性激光烧结工艺的特点缺点：◎原型表面粗糙◎烧结过程挥发异味◎有时需要比较复

5、杂的辅助工艺第一节选择性激光烧结工艺的基本原理和特点1选择性激光烧结工艺的基本原理和特点23选择性激光烧结工艺过程4高分子粉末烧结件的后处理66选择性激光烧结快速成型材料及设备第四章选择性激光烧结成型工艺5选择性激光烧结工艺参数第二节选择性激光烧结的材料及设备SLS工艺材料适应面广，不仅能制造塑料零件，还能制造陶瓷、石蜡等材料的零件。特别是可以直接制造金属零件，这使SLS工艺颇具吸引力。用于SLS工艺的材料是各类粉末，包括金属、陶瓷、石蜡以及聚合物的粉末，工程上一般采用粒度的大小来划分颗粒等级，如右表所示。SLS工艺采

6、用的粉末粒度一般在50～125µm之间。表4-1工程上粉体的等级及相应的粒度范围1.选择性激光烧结快速成型材料间接SLS用的复合粉末通常有两种混合形式：◎粘结剂粉末与金属或陶瓷粉末按一定比例机械混合；◎把金属或陶瓷粉末放到粘结剂稀释液中，制取具有粘结剂包裹的金属或陶瓷粉末。实践表明，采用粘结剂包裹的粉末的制备虽然复杂，但烧结效果较机械混合的粉末好。近年来，已经开发并被应用于SLS粉末激光烧结快速原型制作的材料种类如表4-2所示。表4-2常用的SLS工艺的材料第二节选择性激光烧结的材料及设备表4-3DTM公司开发的部分S

7、LS用成型材料第二节选择性激光烧结的材料及设备美国DTM公司开发的粉末材料：在SLS领域，以DTM公司所开发的成型材料类别较多，最具代表性，其已商品化的SLS用成型材料产品见表4-3，其中部分高分子材料粉末的具体型号及其指标与性能如表4-4所示，部分金属粉末及树脂砂粉末的物理与力学性能如表4-5所示。表4-4部分DuraForm系列粉末材料及性能第二节选择性激光烧结的材料及设备表4-5DTM公司开发的部分金属粉末及树脂砂材料及性能第二节选择性激光烧结的材料及设备第二节选择性激光烧结的材料及设备表4-6EOS公司开发的部

8、分粉末材料及性能德国EOS公司开发的系列粉末烧结材料:粉末烧结快速成型设备著名开发商德国EOS公司也开发了系列粉末烧结材料，其型号及性能等如表4-6所示。表4-7国内各单位开发的SLS用成型材料第二节选择性激光烧结的材料及设备国内开发的SLS材料：国内几家主要快速成型技术研究单位研制的成型材料见表4-7。研究选择性激光烧结（SLS