绝对干货!3D打印SLS技术详解

绝对干货3D打印SLS技术详解3D打印（3D Printing）技术（又名快速成型技术，PRM），是在计算机控制下，基于“增材制造”原理，立体逐层堆积离散材料，进行零件原型或最终产品的成型与制造的技术。

该技术以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，将3D实体变为若干个2D平面，利用激光束、电子束、热熔喷嘴等方式将粉末、热塑性材料等特殊材料进行逐层堆积粘结，最终叠加成型，制造出实体产品[1]。

直接金属激光烧结技术（DMLS）通过使用高能量的激光束再由3D模型数据控制来局部熔化金属基体，同时烧结固化粉末金属材料并自动地层层堆叠，以生成致密的几何形状的实体零件。

这种零件制造工艺被称为“直接金属激光烧结技术（Direct Metal Laser-Sintering）”。

通过选用不同的烧结材料和调节工艺参数，可以生成性能差异变化很大的零件，从具有多孔性的透气钢，到耐腐蚀的不锈钢再到组织致密的模具钢。

这种离散法制造技术甚至能够直接制造出非常复杂的零件，避免了采用铣削和放电加工，为设计提供了更大的自由度。

DMLS详细技术原理早些年只有相对软的材料适用这种技术，而随着技术的不断进步，适用领域也扩展到了塑料、金属压铸和冲压等各种量产模具。

应用这项技术的优点不仅是周期短，而且使模具设计师能够把心思集中在如何建构最佳的几何造型，而不用考虑加工的可行性上。

结合CAD和CAE技术可以制造出任意冷却水路的模具结构。

DMLS是金属粉体成型，有同轴送粉和辊筒送粉两类。

同轴送粉的技术适合制造分层厚度在1mm以上物件，大型的金属件，目前我国最大的工件居然是核电部件，在四川制造。

一些航空部件西工和北理工开始产业化了。

辊筒送粉的产品精细度高，适合制造小型部件，因为制造过程部件很容易热变形。

制造空间超过电脑机箱大小都是很困难的。

以上几类3D打印其实都是对应了材料的热曲线，需要材料配合，以金属粉体为例，既涉及到粉体粒径形貌又涉及到粒径搭配，还需要热处理使得马氏体和奥氏体之间结构转化。

sls3d打印技术原理
SLS 3D 打印技术原理
一、基本原理
SLS（Selective Laser Sintering）3D 打印技术是属于数码激光烧结技术的一种，主要是以二维激光扫描技术，精确地在所需要的位置，将先进的粉末材料进行烧结，从而形成所需要的三维物体形态的一种造型技术。

SLS 打印机首先在烧结平台上由激光将物料烧结成第一层，激光源产生的高能量热能使粉末材料融合；然后再加入第二层的物料，激光照射将第二层材料和第一层完全融合，经过不断重复激光和物料的层层叠加，最终获得所需要的三维物体。

二、基本流程
1）打印准备
使用 SLS 打印机制作所需要的物体，首先需要准备3D模型的CAD数据，可以使用计算机辅助设计软件（CAD），把现实中的对象、结构或图案进行数字模拟，生成打印所需要的3D模型的CAD数据。

2）粉末材料预处理
粉末材料必须具备很好的光敏性，及良好的金属烧结特性，我们需要对物料进行粉体的调配及筛选，确保烧结出物料的性能满足现实要求。

3）设备备料
根据不同的粉末材料，调节烧结温度、激光能量、聚焦位置，完成设备的备料，确保设备能正常运行。

4）激光扫描模型
根据CAD设计的3D模型，使用激光扫描技术，精准地烧结物料，多次重复，最终获得所需要的三维物体。

5）最后烧结
完成模型的烧结后，设备会给物体整体加热，使烧结物料进入更稳定的热反应状态，确保烧结物料的性能符合标准要求。

一文看懂五种金属3D打印技术原理如今，随着科技的快速发展，具有短期制造、按需制造、快速原型优势的金属3D打印技术，正在使很多不可能成为可能。

目前市场上主流的金属3D打印技术主要有以下五种：激光选区烧结（SLS）、纳米颗粒喷射金属成型（NPJ）、激光选区熔化（SLM）、激光近净成型（LENS）和电子束选区熔化（EBSM）技术。

下面，给大家介绍一下这五种金属3D打印技术的基本工作原理。

一、SLS激光选区烧结工作原理：预先在工作台上铺一层粉末材料，激光在计算机控制下，按照界面轮廓信息，对实心部分粉末进行烧结，然后不断循环，层层堆积成型。

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，如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。

最后，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。

由于该成型方法有着制造工艺简单，柔性度高、材料选择范围广、材料价格便宜、成本低、材料利用率高、成型速度快等特点，主要应用于铸造业，并且可以用来直接制作快速模具。

二、NPJ纳米颗粒喷射金属成型工作原理：先将金属以液体的形式装入3D打印机，打印时用含金属纳米颗粒的液体喷射成型。

然后通过加热将多余的液体蒸发留下金属部分，最后通过低温烧结完成成型。

该成型方法能够使用普通的喷墨打印头作为工具，无需借助任何外力即可通过专门的技术融化去除支撑结构，因为是通过融化去除的，理论上可以无限添加，给予设计师更大的自由。

除金属材料外，其在陶瓷技术上的突破使得应用扩展至牙科、医疗和特定工业领域。

三、SLM激光选区熔化工作原理：利用高能量激光束将三维模型切片后的二维截面上的金属合金粉末熔化，由下而上逐层打印出任意复杂结构和接近100％致密度的金属零件。

SLM技术主要利用CAD三维软件设计三维模型，并导出为切片软件能够识别的文件格式；对三维模型进行切片操作并添加支撑和分层处理，得到三维模型的截面轮廓数据；利用路径规划软件对轮廓数据进行扫描路径处理，将路径规划后的数据导入SLM设备中，工控机按照每层轮廓的扫描路径，控制激光束选区逐层熔化金属合金粉末，逐层堆叠成致密的三维金属零件实体。

由专利来了解3D打印技术之SLS本文介绍的SLS (Selective Laser Sintering，选择性激光烧结以下简称SLS ) ，是业界公认，工件品质较佳，但成本也较高的选择，特别是可以制作金属材质成品，因此广受高科技、汽车与航空航天工业青睐。

现今举凡飞机零件制造（例如：GE公司发动机叶片），或汽车零件金属原型，所考虑使用3D打印技术制造多使用SLS技术。

以SLS技术制造的成品，可以参考以下图1至图4的真实案例，各位读者可以更身历其境的了解它的能耐。

图1 南安普敦大学实验飞机图2 叶片式散热器样品图3 EADS飞机支架图4 EADS飞机支架（减重）（图1～4来源：摘自EOS网站）现今已商品化的SLS技术起源，应该是1989年由Ｃarl R. Deckard取得US4, 863,538号专利（以下简称538专利）。

538专利的构成如图5所示：. 图5 US4,863,538号专利构成图（摘自538专利，来源：USPTO）图6 来源：林士强绘制）1. 原理SLS技术的原理倒不难理解（如图5、6所示），它是透过选择性的将剖面中需要的部分材料熔融，制造一层剖面，在往上铺一层材料，再将需要部分的材料熔融。

如此周而复始，直到所有的剖面完成，成品就成形于工作台上了。

它使用激光光来熔融材料，所以使用的材料是塑胶、也可以是金属。

SLS技术因为能处理金属材料，相较于其他3D打印技术，就有无可抗拒的优势，特别是在工业界应用，更可以做到其他3D技术所不能的境地。

2. 机构538专利中所描述的比较像是一个通用的机构，因此也比较容易解释整个系统运作，但也让其他业者更有机会能够持续改良，申请后续专利。

538 专利是这样描述SLS 技术的：2-1 激光组(Laser Assembly) ，用以熔化材料包含激光头及透镜组，激光的选用依材料的不同可有不同的考量。

激光可选用脉冲式及连续式，依材料及目的而变化。

2-2 扫描组（Scanning System ），用来控制激光光的方向包含棱镜，反射镜，电流计及控制器。

苏州3D打印服务盘点3D打印技术之SLS原理●什么是3D打印技术之SLS【技术原理】：该技术采用铺粉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层上扫描，使粉末的温度升到熔化点，进行烧结并与下面已成型的部分实现粘结。

一层完成后，工作台下降一层厚度，铺料辊在上面铺上一层均匀密实粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。

【SLS技术的优点】：1）可用多种材料。

其可用材料包括高分子、金属、陶瓷、石膏、尼龙等多种粉末材料。

特别是金属粉末材料，是目前3D打印技术中最热门的发展方向之一。

2）制造工艺简单。

由于可用材料比较多，该工艺按材料的不同可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构建或部件及工具。

3）高精度。

一般能够达到工件整体范围内（0.05-2.5）mm的公差。

4）无需支撑结构。

叠层过程出现的悬空层可直接由未烧结的粉末来支撑。

5）材料利用率高。

由于不需要支撑，无需添加底座，为常见几种3D打印技术中材料利用率最高的，且价格相对便宜。

【SLS技术的缺点】：1）表面粗糙。

由于原材料是粉状的，原型建造是由材料粉层经过加热熔化实现逐层粘结的，因此，原型表面严格讲是粉粒状的，因而表面质量不高。

2）烧结过程有异味。

SLS工艺中粉层需要激光使其加热达到熔化状态，高分子材料或者粉粒在激光烧结时会挥发异味气体。

3）无法直接成型高性能的金属盒陶瓷零件，成型大尺寸零件时容易发生翘曲变形。

4）加工时间长。

加工前，要有2小时的预热时间；零件构建后，要花5~10小时时间冷却，才能从粉末缸中取出。

5）由于使用了大功率激光器，除了本身的设备成本，还需要很多辅助保护工艺，整体技术难度大，制造和维护成本非常高，普通用户无法承受。

3D打印技术：SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析随着科技的不断进步，3D打印技术已经成为当今的热门话题。

3D 打印技术通过将数字文件转化为物理对象，为生产和创新带来了巨大的便利。

目前市面上主流的3D打印技术有多种，其中最常见的技术包括SLA、FDM、SLS等。

本文将对这三个技术进行详细的对比分析。

一、SLA技术1.概念SLA是“光固化成型”，该技术是将纯液态光敏树脂涂覆在建模台上，然后利用UV激光束逐层固化，最后形成物体。

2.特点SLA技术的最大特点就是可以制作非常精细的模型，可以达到0.025mm的高精度，因此广泛应用于珠宝、艺术品、模型制作等领域。

SLA吸收材料的能力也很强，可以在有限的时间内生产大批量的模型。

3.应用SLA技术可以应用于复杂的3D打印模型，从家用电器的零件到医疗器械，都可以使用SLA技术，目前3D打印领域最成熟的技术之一。

二、FDM技术1.概念FDM是较常用的3D打印技术，该技术是通过将熔化的热塑性材料挤出喷嘴，然后通过精确控制的机器臂逐层叠加，最终形成物体。

2.特点FDM技术可以使用广泛的材料，如ABS、PLA、PVA等，因此可以制作出各种不同材质的物体。

此外，FDM技术可以使用废旧材料进行打印，具有环保节能的特征。

FDM技术的价格也比其他技术便宜，因此普及率很高。

3.应用FDM技术主要应用于制作机械零件、人造器官、模型等等。

FDM技术可以制作出高度精确的物体，而且速度快、方便实用，是3D打印领域的常用技术。

三、SLS技术1.概念SLS是“选择性激光烧结”，该技术是利用激光束烧结聚合性形式的粉末，从而在建模台上形成模型。

2.特点SLS技术适用范围广，可以使用多种不同的粉末材料进行打印，如聚酰胺、耐热材料、金属、陶瓷和玻璃等，可以制作非常大的物体。

SLS技术还可以制作出复杂的内部结构和薄壁结构，同时具有较高的强度和耐磨性。

3.应用SLS技术主要应用于制作模型、人工骨骼等各种半成品。

3D打印技术：SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析3D打印技术的发展已经取得了显著的成就，现在市面上有多种不同的3D打印技术，如SLA（光固化）、FDM（熔融沉积建模）和SLS （选择性激光烧结）等。

这些技术各自具有自己的特点和应用，本文将对它们进行详细的分析和比较。

一、SLA（光固化）技术SLA（Stereo Lithography Apparatus）是一种利用紫外线激光固化光敏树脂来进行3D打印的技术。

在SLA打印中，紫外线激光照射到光敏树脂表面，树脂在紫外线激光的作用下进行固化，一层一层地堆积，从而构建出3D打印模型。

SLA技术的特点：1.高精度：由于SLA技术采用激光光束对光敏树脂进行点对点的固化，因此该技术打印出的模型具有很高的精度和表面光滑度。

2.高速度：SLA技术在固化光敏树脂时只需要进行点对点的激光照射，因此打印速度较快。

3.适用于小批量生产：由于SLA技术具有高精度和高速度的特点，因此适用于小批量生产，尤其是一些需要高精度模型的领域，如医疗、汽车、航空航天等。

4.材料多样性：SLA技术使用的光敏树脂种类繁多，可以根据不同的需求选择不同性能的光敏树脂进行打印，可以满足不同行业的需求。

SLA技术的应用：1.医疗领域：SLA技术可以打印出高精度的医疗模型，用于手术模拟、人体组织重建等领域。

2.工程领域：SLA技术可以打印出高精度的工程模型，用于产品设计、样机制作等领域。

3.艺术领域：SLA技术可以打印出艺术品模型，用于雕塑、装饰等领域。

二、FDM（熔融沉积建模）技术FDM（Fused Deposition Modeling）是一种利用熔化的热塑性材料进行3D打印的技术。

在FDM打印中，熔融的热塑性材料从喷嘴中挤出，通过移动喷嘴进行层层堆积，从而构建出3D打印模型。

FDM技术的特点：1.低成本：FDM技术使用的材料相对较为便宜，因此成本较低。

2.材料多样性：FDM技术使用的热塑性材料种类繁多，可以根据不同的需求选择不同性能的材料进行打印。

sls技术的成型原理-回复SLS技术，全称为选择性激光烧结技术（Selective Laser Sintering），是一种常用于三维打印的先进制造技术。

它通过使用激光束将粉末状材料逐层烧结，从而创建出三维实体物体。

SLS技术的成型原理涉及到多个步骤和关键技术，下面我们将一步一步详细回答。

第一步：建模和准备工作在使用SLS技术之前，首先需要进行建模和准备工作。

这一步通常通过比如计算机辅助设计（CAD）软件或三维扫描仪来创建或获取所需的物体模型。

模型可以是几何形状、结构或外观的。

然后，模型被转化为STL（三维模型文件的标准格式）文件，以便后续处理。

第二步：材料准备SLS技术采用的材料通常是粉末状的，如尼龙、尼龙玻璃纤维、尼龙铝粉，或者金属粉末。

这些材料被加工成微小的颗粒，并准备好供SLS打印机使用。

材料的粒径、分布均匀性、流动特性以及物理和化学属性对成型结果产生重大影响。

第三步：SLS打印机的设置在准备好打印材料之后，SLS打印机需要进行设置，以确保正确的操作。

这些设置包括确定制造参数、设置打印平台和对粉末进行预处理等。

打印参数包括激光功率、扫描速度、扫描模式等。

打印平台的设置包括温度和粗糙度等。

粉末的预处理可以包括除湿和筛选等步骤。

第四步：激光烧结层在打印开始之前，SLS打印机会将一层粉末均匀地分布在打印平台上。

随后，激光束被聚焦到很小的区域，将粉末烧结在特定的位置。

激光热量导致粉末颗粒熔融并与周围的颗粒结合，形成固态物质。

烧结过程是非接触的，因此不需要支撑结构。

然后，打印平台轻微下降一个距离，准备烧结下一层。

第五步：层层叠加SLS技术通过不断重复前面的层烧结过程，逐层将粉末烧结到所需的位置，直到最终完成物体的形成。

每一层的烧结过程都根据前一层的形状和位置进行，使得最后得到的物体与原始模型的几何形状完全相符。

叠加层的厚度通常很小，约为几十至几百个微米。

第六步：降温和光滑处理打印完成后，成形件需要经过冷却和降温处理。

3D打印技术：SLA、FDM、SLS等技术的特点和应用对比分析3D打印技术已经在多个领域取得了广泛应用，例如医疗、航空航天、汽车、工业制造等。

其中，SLA（StereoLithography）技术、FDM （Fused Deposition Modeling）技术、SLS（Selective Laser Sintering）技术是三种常见且应用广泛的技术。

本文将对这三种技术的特点和应用进行对比分析，以便更好地了解它们的优劣。

1. SLA技术SLA技术是一种利用光固化树脂的三维打印技术，通过使用紫外线激光照射在光敏树脂表面，将树脂固化成固体物体。

SLA技术的特点有：-高精度：由于激光精确照射在树脂表面，SLA技术可以实现非常高的精度和表面光滑度。

-材料多样性：SLA技术可以使用不同材质的光敏树脂，可以实现多种功能性的零件制造。

-成型速度较慢：由于要使用激光逐层固化树脂，SLA技术的成型速度相对较慢。

SLA技术的应用范围非常广泛，主要包括医疗领域中的生物医学模型制造、工业设计中的样机打印、珠宝设计中的模具制作等领域。

2. FDM技术FDM技术是一种利用熔融式塑料丝进行层层堆积的三维打印技术，通过加热喷嘴将塑料丝熔化后挤出，通过控制喷嘴的运动路径实现物体的制造。

FDM技术的特点包括：-较低的成本：相比其他技术，FDM技术的设备和材料成本相对较低。

-制造速度快：FDM技术可以实现较快的成型速度，适用于批量定制生产。

-材料种类丰富：FDM技术可以使用多种不同材质的塑料丝，可以满足不同领域的需求。

FDM技术的应用范围包括汽车领域的零部件制造、航空航天领域的样机验证、工业制造中的快速定制等领域。

3. SLS技术SLS技术是一种利用激光烧结粉末材料进行层层堆积的三维打印技术，通过使用激光将粉末材料局部烧结固化，形成物体的过程。

SLS技术的特点有：-可制造复杂结构：SLS技术可以实现复杂结构的制造，适用于精细零件制作。