选择性激光烧结技术的起源及现状
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陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术研究与应用现状一、本文概述陶瓷材料以其独特的高硬度、高耐磨性、高化学稳定性以及良好的热学、电学性能,在众多工程领域中发挥着不可替代的作用。
然而,传统的陶瓷成型工艺如压制、注浆等静压等,都存在工艺复杂、能耗高、生产周期长等问题,这在一定程度上限制了陶瓷材料的大规模应用。
近年来,随着增材制造技术的发展,选择性激光烧结熔融技术(Selective Laser Sintering/Melting,简称SLS/SLM)作为一种先进的陶瓷材料成型工艺,逐渐展现出其独特的优势和应用潜力。
本文旨在全面综述陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术的研究现状和应用进展。
文章将简要介绍选择性激光烧结熔融技术的基本原理和特点,并重点分析其在陶瓷材料成型中的应用优势。
随后,文章将详细探讨陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术的研究现状,包括材料体系、工艺参数、设备发展等方面。
文章还将对陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术的应用现状进行梳理,涉及航空航天、生物医学、汽车制造、电子封装等领域。
文章将展望陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术的发展趋势和未来挑战,以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考和借鉴。
二、陶瓷材料选择性激光烧结熔融技术原理选择性激光烧结熔融(Selective Laser Sintering, SLS)是一种增材制造技术,特别适用于陶瓷材料的加工。
该技术的核心原理是通过激光束在计算机控制下,选择性地熔化或烧结粉末材料,层层堆积形成三维实体。
在陶瓷材料的选择性激光烧结熔融过程中,首先需要将陶瓷粉末均匀铺设在打印平台上。
然后,激光束根据预先设定的三维模型数据,在计算机的控制下,对陶瓷粉末进行选择性加热。
激光束的能量使粉末颗粒间的接触点发生熔化或烧结,形成牢固的结合。
随着打印层的逐渐累加,最终形成完整的陶瓷部件。
陶瓷材料的选择性激光烧结熔融技术具有高精度、高效率和高材料利用率等优点。
同时,该技术还可以通过调整激光参数、粉末材料性能等因素,实现陶瓷部件的微观结构和性能的调控,以满足不同应用场景的需求。
SLS(选择性激光烧结)选择性激光烧结的特点发明于1989年;比SLA要结实的多,通常可以用来制作结构功能件;激光束选择性地熔合粉末材料:尼龙、弹性体、未来还有金属;优于SLA的地方:材料多样且性能接近普通工程塑料材料;无碾压步骤因此Z向的精度不容易保证好;工艺简单,不需要碾压和掩模步骤;使用热塑性塑料材料可以制作活动铰链之类的零件;成型件表面多粉多孔,使用密封剂可以改善并强化零件;使用刷或吹的方法可以轻易地除去原型件上未烧结的粉末材料。
选择性激光烧结选择性激光烧结(SLS)于1989年被发明。
材料特性比光固化成型(SLA)工艺材料优越。
多种材料可选而且这些材料接近热塑性塑料材料特性,如PC,尼龙或者添加玻纤的尼龙。
如图所示,SLS机器包括两个粉仓,位于工作台两边。
水平辊将粉末从一个粉仓,穿过工作区间推到另一个粉仓。
之后激光束逐步描绘整个层。
工作台下降一个层高的厚度,水平辊从相反方向移回。
如此往复直到整个零件烧结完毕。
选择性激光烧结快速自动成型(SLS—Rapid Prototyping)技术是先进制造技术的重要组成部分,它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代技术成果。
与传统制造方法不同,快速成型制造从零件的CAD模型出发,通过软件分层和数控成型系统,用激光束或其它方法将材料堆积而形成实体零件。
即将复杂的三维制造转化成一系列的二维制造的叠加,因而可以在不用模具和传统刀具的条件下生成几乎任意形状的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。
虽然由于成型材料的不同,成型件的强度和精度较低,很难直接作为最终零件或模具使用,但可以作为样件或模具的母模使用。
当然直接制造模具的快速成型设备也有了初步的发展,本文重点讲述的是快速成型制造模具母模的技术。
快速成型制模技术可以大大降低制模的成本,缩短模具的制造周期,增强产品的市场竞争力。
目前该技术已经广泛应用于航空航天、汽车摩托车、科学研究、医疗、家电等领域。
选择性激光烧结成型技术的工艺与应用第一篇:选择性激光烧结成型技术的工艺与应用选择性激光烧结成型技术的研究与应用摘要:介绍了选择性激光烧结成型技术的基本原理、工艺过程和特点,阐述了激光烧结技术的材料和设备的选择,列举了激光烧结技术在各个领域特别是模具制造领域的应用,并且分析了现有技术中存在的问题以及前景的展望。
关键词:快速成型;选择型激光烧结(SLS);模具制造 1.引言快速原型技术(Rapid Prototyping,PR)是一种涉及多学科的新型综合制造技术。
它是借助计算机、激光、精密传动和数控技术等现代手段,根据在计算机上构造的三位模型,能在很短时间内直接制造产品模型或样品。
快速原型技术改善了设计过程中的人机交流,缩短了产品开发的周期,加快了产品的更新换代速度,降低了企业投资新产品的成本和风险。
选择性激光烧结机技术(Selective Laser Sintering,SLS)作为快速原型技术的常用工艺,是利用粉末材料在激光照射下烧结的原理,在计算机控制下层层堆积成型。
与其他快速成型工艺相比,其最大的独特性是能够直接制作金属制品,而且其工艺比较简单、精度高、无需支撑结构、材料利用率高。
本文主要介绍选择型激光烧结成型技术的基本原理、工艺特点、材料设备选择以及应用等内容。
2.选择性激光烧结技术(SLS)2.1 选择性激光烧机技术(SLS)的基本原理和工艺过程选择性激光烧机技术(SLS)工艺是一种基于离散-堆积思想的加工过程,其成形过程可分为在计算机上的离散过程和在成形机上的堆积过程,简单描述如下:(1)离散过程。
首先用CAD软件,根据产品的要求设计出零件的三维模型,然后对三维模型进行表面网格处理,常用一系列相连三角形平面来逼近自由曲面,形成经过近似处理的三维CAD模型文件。
然后根据工艺要求,按一定的规则和精度要求,将CAD模型离散为一系列的单元,通常是由Z向离散为一系列层面,称之为切片。
然后将切片的轮廓线转化成激光的扫描轨迹。
激光选区烧结(sls)成形的后处理工艺及方法【激光选区烧结(sls)成形的后处理工艺及方法】一、引言其实啊,在当今这个科技飞速发展的时代,各种新奇的技术层出不穷。
今天咱们就来聊聊激光选区烧结(SLS)成形这一神奇的工艺,看看它到底是怎么一回事,又有着怎样的魅力。
二、SLS 工艺的历史1. 起源与发展说起激光选区烧结(SLS)的历史,那得追溯到上个世纪 80 年代。
说白了就是科学家们脑洞大开,想着能不能用激光和粉末材料来创造出各种形状的物件。
最开始的时候,这技术还很粗糙,能做的东西也有限。
但随着时间的推移,不断地有科研人员投入研究,技术也就越来越成熟啦。
比如说,最开始 SLS 只能做出一些简单的模型,而且精度不高。
但经过多年的改进,现在已经可以制造出复杂的、高精度的零部件,甚至可以应用于航空航天、医疗等高端领域。
三、SLS 工艺的制作过程1. 材料准备首先得准备好材料,通常是各种粉末,比如尼龙、聚苯乙烯、金属粉末等。
这些粉末就像是我们做蛋糕用的面粉,是基础原料。
2. 激光烧结然后就是关键的一步啦,激光登场!激光按照预先设计好的路径,有选择地对粉末进行烧结。
这就好比我们用手电筒照着纸上的图案,有光照到的地方就会发生变化。
在这里,激光照到的粉末就会融合在一起,形成一个层面。
3. 层层叠加一层烧结完成后,工作台会下降一层的高度,再铺上一层新的粉末,然后激光继续烧结。
就这样一层一层地堆积,最终形成一个三维的物体。
打个比方,这就像是在盖房子,一层一层地往上砌砖,只不过这里的“砖”是粉末,“砌砖”的工具是激光。
四、SLS 工艺的特点1. 材料多样性SLS 工艺最大的特点之一就是能使用各种各样的材料。
不管是塑料、金属,还是陶瓷,它都能搞定。
这就好比一个超级大厨,不管是蔬菜、肉类还是海鲜,都能烹饪出美味佳肴。
2. 复杂形状制造能力它还特别擅长制造那些形状复杂的物件。
比如说一些内部有复杂结构的零件,用传统方法很难做出来,但 SLS 却能轻松应对。
选择性激光烧结技术的研究现状与展望【摘要】选择『生激光加工是20世纪80年代末出现的一种新的快速成型工艺,它利用激光束烧结粉末材料制造原型,具有原料广泛、制作工艺简单、周期短等特点,在诸多领域得到了广泛的应用。
介绍了选择性激光烧结技术的原理、特点及实际应用,综述了选择}生激光烧结技术发展状况、存在的问题及研究热点。
键词:快速成形;选择性激光烧结;综述1引言20世纪90年代开始,随着世界经济竞争的日益激烈化和全球化,产品制造商们越来越需要以最短的时间制造出符合人们消费需求的新产品来抢占市场。
20世纪80年代末出现的快速成型(Rapid Prototyping,简称RP)就是在这样的背景下提出并逐步得以发展的。
RP技术是一种逐层零件制造工艺,它突破传统的材料变形成型和去除材料成型的工艺方法,使用近乎全自动化的工艺从CAD文件直接生产所需要的模型或模具,可以显著减少产品原型的开发时间和成本,极大的提高产品的质量,另外,RP制造过程中不需要任何传统意义上的工装夹具、刀具或模具即可制造出任何复杂形状的零部件。
因此。
RP技术在现代制造业巾越来越具有竞争力,有望成为21世纪的的主流制造技术。
目前典型的快速成型的方法有:光固化立体造型SLA(StereoLithography Apparatus)、分层物件制作LOM(Laminated ObjectManufacturing)、选择性激光烧结SIS(Selective LArSintering)和熔融沉积造型FDM(Fused Deposition Modeling)等。
各种RP方法具有其自身的特点和适用范围。
由于SIS工艺具有粉末选材广泛、适用性广、制造工艺比较简单、成形精度高、无需支撑结构、可直接烧结零件等诸多优点,在现代制造业得到越来越广泛的重视。
主要综述SIS技术的工艺原理、实际应用、发展历程和现状。
2 SLS技术的原理选择性激光加工(SLS)又称选区激光烧结是以C02激光器为能源,利用计算机控制红外激光束对非金属粉末、金属粉末或复合物的粉末薄层,以一定的速度和能龟密度按分层面的二维数据进行扣描烧结,层层堆积,最后形成成形件。
快速成型技术论文作业题目:选择性激光烧结技术最新研究进展姓名:山海明学号:1000404042专业:材料成型与控制工程院系:机械工程学院2013年10月25日摘要选择性激光加工是一种新的快速成型工艺, 使用的造型材料多为粉末材料。
加工时,首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度,然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平;激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结,一层完成后再进行下一层烧结,全部烧结完后去掉多余的粉末,则就可以得到一烧结好的零件。
目前成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉,用金属粉或陶瓷粉进行烧结的工艺还在研究之中。
它利用激光束烧结粉末材料制造原型,具有原料广泛、制作工艺简单、周期短等特点,在诸多领域得到了广泛的应用。
介绍了选择性激光烧结技术的原理、特点及实际应用,综述了选择性激光烧结技术发展状况、存在的问题及研究热点。
关键词快速成型粉末激光束烧结SLS法采用红外激光器作能源,使用的造型材料多为粉末材料。
加工时,首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度,然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平;激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结,一层完成后再进行下一层烧结,全部烧结完后去掉多余的粉末,则就可以得到一烧结好的零件。
目前成熟的工艺材料为蜡塑料粉,用金属粉或陶瓷粉进行烧结的工艺还在研究之中。
在成型的过程中因为是把粉末烧结,所以工作中会有很多的粉状物体污染办公空间,一般设备要有单独的办公室放置。
另外成型后的产品是一个实体,一般不能直接装配进行性能验证。
另外产品存储时间过长后会因为内应力释放而变形。
对容易发生变形的地方设计支撑,表面质量一般。
生产效率较高,运营成本较高,设备费用较贵。
能耗通常在8000瓦以上。
材料利用率约100%。
SLS工艺又称为选择性激光烧结,由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R. Dechard于1989年研制成功。
SLS工艺是利用粉末状材料成形的。
将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面,并刮平;用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面;材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起,得到零件的截面,并与下面已成形的部分粘接;当一层截面烧结完后,铺上新的一层材料粉末,选择地烧结下层截面。