激光快速成型(SLS)技术在汽车领域的应用讲解

快速成型技术的多领域应用与发展摘要：简要介绍了快速成型技术的基本原理、工艺方法和技术特点。

阐述了快速成型技术在工业造型、制造、模具、医学、航天等多领域的应用，探讨了快速成型技术今后的发展趋势。

关键词：快速成型技术原型快速制模应用快速成型技术RP(Rapid Protot-yping RP)是20世纪80年代末开始发展起来的一种基于逐层累加成型的新兴制作工艺,它是集多种先进科技于一体的能够迅速将设计思想转化为产品的现代先进制造技术。

它为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。

快速成型工艺是一个涉及CAD/CAM、逆向工程技术、分层制造技术、数据编程、材料编制、材料制备、工艺参数设置及后处理等环节的集成制造过程。

通俗地说，快速成型技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。

尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得RP技术得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。

快速成型制造工艺PR技术是将传统的“去除”加工方法(由毛坯切去多余材料形成产品)改变为“增加”加工方法(将材料逐层累积形成产品)，采用离散分层/堆积的原理，由CAD模型直接驱动，快速制作原型或三维实体零件的一种全新的制造技术。

快速成型技术发展至今，以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展，目前，快速成型的工艺方法已有几十种之多，其中主要工艺有四种基本类型: 光固化成型法(Stereo lithography Apparatus, SLA)、叠层实体制造法(Laminated Object Manufacturing, LOM)、选择性激光烧结法(Selective Laser Sintering, SLS) 和熔融沉积制造法(Fused Deposition Manufacturing, FDM)。

选择性激光烧结原理
选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，SLS）是一种常用于快速成型的增材制造技术，它通过激光照射粉末材料来实现三维物体的逐层烧结，是一种非常重要的制造技术。

本文将对选择性激光烧结的原理进行详细介绍，包括激光烧结的基本过程、原理及其应用。

激光烧结的基本过程是将一层薄薄的粉末材料铺在工作台上，然后利用激光束逐层扫描并照射在粉末层上，粉末被局部熔化并与下一层粉末烧结在一起，从而形成一个完整的三维物体。

这个过程需要精确控制激光束的位置和功率，以确保粉末能够被正确烧结，同时又不会造成过度烧结或烧结不足的情况。

激光烧结的原理主要是利用激光的高能量来熔化粉末材料，并且在瞬间冷却后形成固态结构。

激光束的能量密度和照射时间是影响烧结质量的关键参数，需要根据材料的特性和所需的物体结构来进行合理的选择。

此外，粉末材料的颗粒大小和分布也会对烧结质量产生影响，因此需要在制备粉末材料时进行精确的控制。

选择性激光烧结技术在实际应用中具有广泛的用途，特别是在制造复杂形状和小批量产品时具有独特的优势。

例如，在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域，激光烧结技术都得到了广泛的应用。

由于激光烧结技术可以直接从数字模型中制造出实物，因此在定制化产品的制造中具有很大的潜力。

总的来说，选择性激光烧结技术是一种非常重要的增材制造技术，它通过激光照射粉末材料来实现三维物体的逐层烧结。

激光烧结的原理主要是利用激光的高能量来熔化粉末材料，并且在瞬间冷却后形成固态结构。

这种技术在航空航天、医疗器械、汽车制造等领域具有广泛的应用前景，是一种非常有前景的制造技术。

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。

（2）堆积过程。

首先，铺粉滚筒移至最左边，在加工区域内用滚筒均匀地铺上一层热塑性粉状材料，然后根据扫描轨迹，用激光在粉末材料表面绘出所加工的截面形状，热量使粉末材料熔化并在接合处与旧层粘接。

从快速成型到大批量定制快速成型（Rapid Prototyping, RP ）中采用的技术和材料，正如其辅助设计的新产品一样，发展可谓日新月异。

从环氧树脂到生物兼容的钴铬合金材料都能进行激光烧结，而且速度、定制化和精密程度都使得成型技术在传统和新市场的应用范围大大拓宽了。

通常被称为激光加层制造（Additive Layer Manufacturing, ALM ）的激光烧结为产品开发和制造增加了柔性，这主要得益于其能够创造出到目前为止还不可能或者因成本过高而无法制造出的几何体。

早期的ALM 技术使用者遍布许多行业，包括航空航天、汽车、医疗，以及牙科；体育和娱乐产品的制造；以及一系列的塑料和金属产品供应商。

采用激光烧结技术的主要原因包括来自定制化产品的需求，创造复杂形体的需求，缩减生产时间，以及因产量过少无法通过传统工艺实现成本效率。

捷豹 (Jaguar) 汽车捷豹汽车正在其Whitley 工程中心不断增加使用这种最新技术，以加快其新车型的开发，主要用于直接从CAD 模型中导出塑料零件，免去了模具的成本。

激光烧结系统扮演着重要的角色，能通过逐层熔化尼龙粉末（聚酰胺PA2200）后得到相应的外形，从而制造出外型部件甚至引擎部件。

最后得到的部件，例如进气管、车门内饰件、仪表盘、车内通风口、外车灯罩等，都具有足够的强度经受实际行驶中的测试，使得更多的数据能在开发过程的早期就能被搜集到。

与此相反，其他使用环氧树脂和ABS 材料的快速成型技术得到的零件都易碎，只能用于视觉的观察。

上市的捷豹汽车；在过去，大笔的金钱花费在制造该部件的工装上。

而且每一个设计的改动将花费数千英镑/美元，用以更换工具，而且整个流程耗费数周才能完成。

如果是重大的改动，则需要完全更换新的工装。

使用激光烧结快速成型技术，制作出两个进气管的设计模型，之后使用尼龙粉末生产17个，每个成本低于1000英镑，生产效率为每件产品1.5天。

这仅仅对汽车零件开发来说就节省了巨大的财务开支，并将进一步开发所需的时间减半——从一年缩短到了六个月。

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。

快速成型技术原理及应用快速成型技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。

成型原理：基于离散-叠加原理而实现快速加工原型或零件特点：不需机加工设备或者模具即可快速制造形状极为复杂的工件简介：(Rapid Prototyping&Manufacturing, 缩写为RP)是二十世纪八十年代末九十年代初兴起并迅速发展起来的新的先进制造技术. 其特点是可以不需机加工设备或者模具即可快速制造形状极为复杂的工件, 从而在小批量产品生产或新产品试制时节省时间和初始投资.这里所说的快速加工原型是指能代表一切性质和功能的实验件,一般数量较少,常用来在新产品试制时作评价之用. 而这里所说的快速成型零件是指最终产品,已经具有最佳的特性,功能和经济性.快速成型技术(RP)的成型过程: 首先建立目标件的三维计算机辅助设计(CAD 3D)模型, 然后对该实体模型在计算机内进行模拟切片分层,沿同一方向(比如Z轴)将CAD 实体模型离散为一片片很薄的平行平面; 把这些薄平面的数据信息传输给快速成型系统中的工作执行部件,将控制成型系统所用的成型原材料有规律地一层层复现原来的薄平面, 并层层堆积形成实际的三维实体,最后经过处理成为实际零件.经过20多年的发展, 快速成型技术(RP)有较大发展, 应用非常广泛,尤其在汽车制造,航天航空,建筑,家电,卫生医疗及娱乐等领域有强大的应用.目前基于快速成型技术(RP)开发的工艺种类较多, 可以分别按所用材料划分, 成型方法划分等.1) 利用激光或其它光源的成型工艺的成型:---（SL）---（简称LOM)---（简称SLS)---形状层积技术(简称SDM);2) 利用原材料喷射工艺的成型:---（简称FDM)---三维印刷技术(简称3DP)其它类型工艺有:---树脂热固化成型 (LTP)---实体掩模成型 (SGC)---弹射颗粒成型 (BFM)---空间成型 (SF)---实体薄片成型 (SFP)应用：RPM技术的发展水平而言，在国内主要是应用于新产品（包括产品的更新换代）开发的设计验证和模拟样品的试制上，即完成从产品的概念设计（或改型设计），造型设计，结构设计，基本功能评估，模拟样件试制这段开发过程。

sls工艺技术特点SLM（Selective Laser Melting，选择性激光熔化）工艺是一种3D打印技术，也称为SLM 3D打印。

它采用激光束将金属粉末逐层熔化，将其固化成所需的形状。

SLM工艺具有以下几个特点：首先，SLM工艺可以制造复杂的零件。

由于SLM是逐层堆叠的技术，可以实现非常复杂的设计。

相比传统的加工方法，SLM可以制造出更加复杂和精确的几何形状，包括内部结构和空隙。

其次，SLM工艺适用于多种材料。

SLM可以用于制造各种金属材料，如不锈钢、高温合金、钛合金等。

这使得SLM工艺在航空航天、汽车、医疗器械等行业有广泛的应用。

第三，SLM工艺可以实现快速制造。

SLM是一种快速的制造技术，可以大大减少制造时间。

传统的制造方法可能需要数天甚至数周才能完成一个零件的制造，而SLM可以在几个小时内完成。

第四，SLM工艺可以减少材料浪费。

传统的加工方法常常需要将原材料切割或切割成所需形状，这会导致大量的材料浪费。

而SLM工艺是直接将金属粉末熔化成形，几乎没有浪费。

第五，SLM工艺可以实现个性化制造。

由于SLM工艺可以制造复杂的几何形状，因此可以轻松实现个性化制造。

根据用户的要求，可以定制各种形状和尺寸的零件。

第六，SLM工艺可以降低制造成本。

尽管SLM设备和材料的成本较高，但由于可以减少制造时间和材料浪费，SLM工艺可以在长期使用中降低制造成本。

总之，SLM工艺是一种高效、灵活和经济的制造技术。

它可以制造复杂的零件，适用于多种材料，实现快速制造，减少材料浪费，并实现个性化制造。

随着SLM技术的不断发展和成熟，相信它会在各行各业得到广泛应用。

SLS技术的原理特点及应用领域1. SLS技术简介SLS（Selective Laser Sintering）技术是一种快速成型技术，也被称为激光烧结成型技术。

它是一种使用激光将粉末材料烧结层层堆积而成三维实体的造型方法。

SLS技术最早由德国的D.S. Hilbert在1980年代初提出，并在随后的几十年中得到了广泛的应用和发展。

2. SLS技术的原理SLS技术的工作原理可以概括为以下几个步骤：2.1. 材料选择SLS技术通常采用粉末状材料，如塑料、金属、陶瓷等。

选择合适的材料对于SLS技术的成功应用至关重要。

2.2. 粉末层压首先，将一层薄薄的粉末材料均匀地铺在工作台上，形成一个粉末层。

2.3. 激光烧结接下来，激光束被聚焦到粉末层上的特定位置。

激光的能量会将粉末材料局部加热，使其熔融并与下层粉末粒子结合。

2.4. 层层堆积一旦一层材料烧结完成，工作台会下降一层，形成新的粉末层。

再次进行激光烧结，直到整个模型被逐层堆积完成。

2.5. 后处理打印成品完成后，需要进行后处理来去除未烧结的粉末并进行粗糙表面的处理。

3. SLS技术的特点SLS技术具有以下几个显著的特点：•无需支撑结构: SLS技术是一种自支撑的打印技术，不需要使用支撑结构来支持打印物体，这使得SLS技术在制造复杂形状物体时更具优势。

•材料多样性: SLS技术可以使用多种材料进行打印，包括塑料、金属、陶瓷等。

这种灵活性使得SLS技术适用于各种不同的应用领域。

•高精度: SLS技术的打印精度较高，可以制造出精细的细节和复杂的结构。

•快速制造: SLS技术可以快速制造出物体，相比传统制造方法，节约了大量的时间和成本。

•无需模具: SLS技术可以直接从计算机辅助设计（CAD）模型进行打印，无需制作模具，节省了制模的时间和费用。

4. SLS技术的应用领域SLS技术具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：4.1. 制造业SLS技术在制造业中得到了广泛的应用。

sls工艺的基本原理宝子们！今天咱们来唠唠那个超酷的SLS工艺，这名字听起来是不是就有点高大上？其实呀，它的原理可有意思啦。

SLS呢，全名叫选择性激光烧结。

咱就想象一下，有一个装满了粉末材料的大盒子，这些粉末就像是一群小小的精灵，安安静静地待在盒子里呢。

这粉末可不是随随便便的粉末哦，它可以是尼龙粉末呀，还有其他各种各样适合烧结的材料粉末。

然后呢，有一道超级厉害的激光就像一把神奇的画笔。

这激光的作用可大啦，它会按照预先设计好的模型形状，一点一点地去扫描那些粉末。

比如说，要做一个小玩偶的模型，激光就会在粉末堆里精确地找到那些对应小玩偶形状的点。

当激光打到粉末上的时候，就像是给粉末施了魔法一样，被激光打到的粉末就会迅速地烧结在一起。

这个烧结的过程呢，就有点像把松散的沙子变成了坚固的小沙块，不过这里是把粉末变成了坚固的小颗粒组合啦。

你看啊，激光就这么一点一点地扫描，一层一层地把粉末烧结起来。

就好像是在盖房子，一层一层地砌砖一样。

先烧结好一层，然后呢，这个平台会把已经烧结好的这一层稍微降低一点，接着又在上面铺上一层新的粉末。

这新的粉末又会被激光按照模型的下一层形状进行烧结。

这样一层一层地叠加起来，慢慢地，一个完整的三维模型就从粉末堆里诞生啦。

这过程中啊，那些没有被激光烧结到的粉末呢，就像是一群小跟班，在旁边起着支撑的作用。

它们就乖乖地待在那里，直到整个模型制作完成。

然后呢，把那些没有烧结的多余粉末清理掉，就像把舞台上多余的道具撤掉一样，一个精致的SLS工艺制作出来的模型就出现在眼前啦。

SLS工艺的好处可多啦。

它可以制作出形状超级复杂的东西哦。

那些传统工艺很难做到的奇奇怪怪又超级酷的形状，对于SLS来说就像是小菜一碟。

比如说那种内部有很多复杂结构的小零件，像是一个有着很多细小通道的小盒子，SLS工艺都能轻松搞定。

而且啊，它的材料利用率还挺高的呢。

不像有些工艺，会浪费好多材料。

在SLS 这里，那些多余的粉末还可以回收再利用，就像把吃剩的食物重新加工成新的美食一样，是不是很环保呀？不过呢，这SLS工艺也有它的小脾气。