SLS选择性激光烧结：影响最为深远的3D打印技术“yabo手机版登录”

SLS技术是高端生产领域广泛应用于的技术。最初由美国德克萨斯大学的研究生C.R.Dechard明确提出，并于1989年研制成功。凭借这一核心技术，他重新组建了DTM公司，之后仍然沦为SLS技术的主要领导企业，直到2001年被3DSystems公司原始并购。

几十年来，德克萨斯大学的DTM公司的科研人员在SLS领域做到了大量的研究工作，并在设备研制、工艺和材料研发上获得了令人瞩目的成果。国内方面，有数多家单位积极开展了对SLS的涉及研究工作，如华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、以及北京和湖南的3D打印机企业，获得了许多重大成果。今天就跟你共享3D打印机领域中的SLS技术。1SLS原理选择性激光工件（SelectiveLaserSintering,SLS）技术由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Dechard发明者，主要是利用粉末材料在激光太阳光下高温工件的基本原理，通过计算机控制光源定位装置构建精确定位，然后逐级工件冲刷成型。

SLS的工作过程与3DP相近，都是基于粉末床展开的，区别在于3DP是通过喷气粘结剂来粘合粉末，而SLS是利用红外激光工件粉末。先用铺粉滚轴砖一层粉末材料，通过打印机设备里的恒温设施将其冷却至刚好高于该粉末工件点的某一温度，接着激光束在粉层上太阳光，使被太阳光的粉末温度升到熔融点之上，展开工件并与下面已制作成形的部分构建黏结。

当一个层面已完成工件之后，打印机平台上升一个层薄的高度，铺粉系统为打印机平台铺成新的粉末材料，然后掌控激光束再度太阳光展开工件，如此循环往复，层层变换，以后已完成整个三维物体的打印机工作。SLS激光工件成型工艺原理图（图片来源：南极熊）SLS工艺原理激光工件技术是成型原理最简单，条件最低，设备及材料成本最低的3D打印机技术之一，但也是目前对3D打印机技术发展影响尤为深远影响的技术。从理论上来说，任何冷却后需要构成原子间黏结的粉末材料都可以被用来作为SLS的成型材料，目前，已可成熟期运用于SLS设备打印机的材料主要有石蜡、尼龙、金属、陶瓷粉末和它们的复合材料。

SLS打印机内部展示2SLS优势技术容许SLS优势：1．可用于材料普遍。可用于的材料还包括尼龙、聚苯乙烯等聚合物，铁、钛、合金等金属、陶瓷、覆膜砂等；2．成型效率高。

由于SLS技术并不几乎熔融粉末，而仅是将其工件，因此a生产速度快；3．材料利用率低。并未工件的材料可重复使用，材料浪费较少，成本较低；4．需要承托。由于并未工件的粉末可以对模型的空腔和悬臂部分起承托起到，不用像FDM和SLA工艺那样另外设计承托结构，可以必要生产形状简单的原型及部件；5．应用于面广。

由于成型材料的多样化，可以搭配有所不同的成型材料制作有所不同用途的工件件，可用作生产原型设计模型、模具母模、精铸熔模、铸型壳和型芯等。SLS技术容许：1.原材料价格及订购确保成本都较高。2.机械性能严重不足。

SLS成型金属零件的原理是较低熔点粉末粘合低熔点粉末，造成制件的孔隙度低，机械性能劣，尤其是延伸率很低，很少需要必要应用于金属功能零件的生产。3.必须比较复杂的辅助工艺。由于SLS所用的材料差异较小，有时必须比较复杂的辅助工艺，如必须对原料展开长时间的预处理（冷却）、导致已完成后必须展开成品表面的粉末清扫等。3SLS的应用于金属粉末的工件用作SLS工件的金属粉末主要有三种：单一金属粉末、金属混合粉、金属粉加有机物粉末。

适当地，SLS技术在成型金属零件时，主要有三种方式：a.单一金属粉末的工件例如铁粉，再行将铁粉加压到一定温度，再行用激光束扫瞄、工件。工件好的制件经热等静压处置，可使最后零件的比较密度超过99．9%。b.金属混合粉末的工件主要是两种金属的混合粉末，其中一种粉末具备较低的熔点．另一种粉末的熔点较高。

例如青铜粉和镍粉的混合粉。再行将金属混合粉末加压到某—温度．再行用激光束展开扫瞄，使低熔点的金属粉末熔融(如青铜粉)，从而将难熔的镍粉粘合在一起。

工件好的制件再行经液相工件后处理，可使最后制件的比较密度超过82%。c.金属粉末与有机黏合剂粉末的混合体将金属粉末与有机黏合剂粉末按一定比例均匀分布混合，激光束扫瞄后使有机黏合剂熔融，熔融的有机黏合剂将金属粉末接合在一起（如铜料和有机玻璃粉）。工件好的制件再行经高温先前处置，一方面除去制件中的有机黏合剂，另一方面提升制件的力学强度和耐高温强度。利用SLS技术打印机的金属物件（图片来源：desingnswan.com）利用SLS技术做成的金属艺术品（图片来源：南极熊）目前，SLS发明人Dechard重新组建的美国DTM公司的产品中，早已商业化的金属粉末产品有以下几种：1.RrapidSteel1.0，其材料成分为1080碳钢金属粉末和聚合物材料，聚合物均匀分布悬在粉粒的表面，成型坯的密度是钢密度的55%，强度平均2.8MPa，所井水金属可以是纯铜，也可以是青铜，这种材料主要用来生产注塑模。

2.RrapidSteel2.0，其工件成型件几乎密实，超过铝合金的强度和硬度，能展开机加工、焊、表面处置及热处理，可作为塑料件的塑料成型模具，注塑模的寿命可超过10万件/副，也可以用来生产用作Al、Mg、Zn等有色金属零件的压铸模，压铸模的寿命能超过200～500件/副。3.CopperPolyamide，基体材料为铜粉，黏结剂为聚酰胺（Polyamide），其特点是成型后不须要二次工件，成型件可用作常用塑料的塑料成型，寿命为100～400件/副。此外，还有德国EOS发售的DirectSteel（混合油其他金属粉末的钢粉末）等材料。

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