湖南SLS激光快速成型简析SLS技术尼龙粉末

湖南SLS激光快速成型简析SLS技术尼龙粉末由于选择性激光烧结技术所具有的各种突出优点，因而该技术得到了广泛的发展与应用，特别是将尼龙粉末材料应用于选择性激光烧结技术生产的零件和模具，具有优良的综合性能。

下面，湖南SLS激光快速成型华曙高科就对其进行一个简要分析。

聚酰胺(尼龙-Nylon)，是一类主链上含有许多重复聚酰胺基团的高分子化合物。

尼龙首先作为最重要的合成纤维原料而发展，其后才用做塑料制品。

尼龙的品种有几十种，它们的分子中都有酰胺基，因此具有共性。

尼龙与一般塑料相比具有耐磨、强韧、轻量、耐热、耐寒、易成型、自润滑、无毒、易染色等优点。

湖南SLS激光快速成型华曙高科指出，尼龙材料已大量应用于汽车等许多行业中。

尼龙属全密度型材料，制造出来的原型件强度高、具有弹性且耐劳性高，适合紧迫装配及多方面的功能测试，如吹风机外壳在高温下的运行测试、冲击及坠落测试等。

与热塑性塑料相比，尼龙材料具有许多优点：首先是优良的机械性能，强度高、韧性好，其SLS成型件强度达50MPa～70MPa，可直接作为结构件使用；其次是尼龙材料为晶态高分子聚合物，具有固定的熔点，在激光作用下，烧结区域因熔化、凝固而形成致密的实体，因而其SLS成型件致密度好，只有很少的气孔；最后是尼龙材料SLS原型后处理十分方便，由于尼龙材料有固定的熔点，因而原型边界清晰，用压缩空气即可将原型附近的粉末吹掉。

然而，湖南SLS激光快速成型华曙高科提出，尼龙粉末材料的烧结变形很大，特别对预热温度十分敏感，预热温度适应范围窄，其烧结成型难度较大。

对于热塑性塑料的选区激光烧结成型，由于其强度较低，以及成型精度等方面的局限性，热塑性塑料大部分只能用来制作概念设计的原型，而尼龙材料由于具有较好的机械性能，其制作的原型可以直接作为功能结构件使用，因此可以取代塑料，甚至部分要求不高的金属零件。

目前开发的适于SLS的纤细尼龙(Fine Nylon)，以及最新的DuraForm PA(polyamide)和DuraForm GF(glass—filled Nylon)。

SLS激光快速成型技术原理特点及工艺方法[本站推荐]第一篇：SLS激光快速成型技术原理特点及工艺方法[本站推荐] 激光快速成型技术原理特点及工艺方法快速成型技术是近年来制造技术领域的一次重大突破和革命性的发展，激光快速成型技术是其必不可少的重要组成部分。

今天由湖南华曙高科专业人员分析激光快速成型技术原理特点及工艺方法。

八十年代后期发展起来的快速成型是基于分层技术、堆积成型，直接根据CAD模型快速生产样件或零件的先进制造成组技术总称。

ＲＰ技术综合了激光、CADCAM、计算机辅助设计与制造、光化学、新型材料等科学技术的研究成果，不需任何机械加工设备即可快速精确地制造复杂形状的物体,它不同于传统的去除成型、拼合成型及受迫成型等加工方法，它是利用材料累加法直接制造金属及各种复合材料零件。

常用的RP工艺有四种：1）立体光刻又称液料光固化2）选择性激光烧结3）熔丝沉积4）分层实体制造等。

其中，立体光刻是精度最高和应用最广的一种快速成型工艺。

以激光作为加工能源的激光快速成型是快速成型技术的重要组成部分，它集成了ＣＡＤ技术、激光技术和材料科学等现代科技成果。

激光快速成型原理是用ＣＡＤ生成的三维实体模型。

快速制造出的模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、工程分析、市场订货及企业决策等，缩短新产品开发周期，降低研发成本，提高企业竞争力。

激光快速成型技术主要特点可分为三种：1）制造速度快，成本低，节约了时间和成本，为传统的制造方法添增了新的活力。

实习自由制造，产品制造过程以及产品造价几乎和产品的复杂性和批量无关。

2）采用非接触的加工模式，没有传统加工的残余力问题，工具的更新问题，无切割、噪声等，有利于保护环境。

3）可实现快速铸造，快速模具制造，特别适用于新品的开发和单件零件的生产。

湖南华曙高科简单的介绍激光快速成型技术的工艺方法，其实，激光快速成型技术包括很多种工艺方法，其中相对成熟的有立体光固、选择性激光烧结、分层实体制造、激光熔覆成形、激光近形制造等。

摘要选择性激光烧结（Selective laser sintering,SLS）是一种快速成型工艺。

此技术有独特的优点高分子粉末是目前应用较多的SLS粉料，用高分子粉料制作功能件和代替传统的蜡模应用于精密熔模铸造技术是SLS技术的一个重要的发展方向。

通过查阅文献等方法，详细的介绍和分析了目前发展应用比较成熟的快速成型工艺，以及它们在各领域上的应用和它们的工艺流程。

本文用选择性激光烧结的正交试验对SLS制件平面尺寸和高度尺寸误差进行了详细的测量和理论分析，以及激光功率、扫描速度、扫描间距和分层厚度等成型工艺参数对铸件收缩率的影响。

通过实验数据和理论数据的相结合，以及图表的分析，在查阅一些文献的情况下，得出一个相对准确、科学的结论。

关键词：选择性激光烧结；成型工艺参数；快速成型；SLS高分子粉料AbstractSelective laser sintering(Selective laser sintering, SLS)is a rapid prototyping process. This technology has unique advantages polymer powder is used more SLS powder, with a polymer powder produced functional parts and replace the traditional wax used in precision investment casting technology is the SLS technology is an important direction of development. Through literature and other methods, a detailed description and analysis of the current development and application of rapid prototyping technology is relatively mature, and their applications in various fields and their processWith the development of rapid prototyping technology now, its future use in the field of materials has made a more detailed analysis. SLS rapid prototyping technology development, research prospects and their specific research discussion.Keywords: Selective laser sintering; molding process parameters; rapid prototyping; SLS polymer powder。

SLS选择性激光烧结快速成型
选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，简称SLS）技术以固体粉末材料直接成型三维实体零件，不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，直接将CAD三维模型转换为实体零件，该技术以原型复杂系数最大、应用范围最广、运行成本最低著称，采用该技术能够大大缩短产品研制开发周期，减少产品研制开发费用，加快产品更新速度，迅速响应市场需求，从而大大提升企业核心竞争力。

选择性激光烧结（SLS）技术属于快速成型（Rapid Prototyping，简称RP）技术领域，与传统制造技术相比，RP技术是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，自二十世纪八十年代末发展至今，己成为现代先进制造技术中的一项支柱技术。

sls采用红外激光器作能源。

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。

激光快速成型（SLS）技术在汽车领域的应用湖南华曙公司采用的选择性粉末激光烧结（SLS）技术是行业领先的柔性智能制造技术，广泛服务于汽车制造、飞机工程、消费电子、精密传感等诸多领域。

快速制造（RM）激光装备欧美等国07年一年新增近2000台，制成产品已经大量出现在飞机、汽车、大型仪器、仪表等领域，由于不需要模具，从CAD文件到产品可在15小时之内出货，对我们这个传统的制造业大国产生了强烈的冲击，庞大的市场需求与国产设备的极缺造成的反差，无论是激光装备国产化市场还是产品市场都给我们留出了宝贵的市场机遇。

我们项目正是在国内批量制造RM设备并承接RM产品制造服务，并力争建成全国领先的产业集群，国家工程技术中心。

汽车设计和塑胶件批量制造中应用汽车外形及内饰件的设计、改型、装配试验，发动机、汽缸头等复杂外型的试制。

作为设计验证和评估的手段，激光快速成型已经用于国内外汽车产业中，●例如美国克莱斯勒公司已制造车身模型，将其放在高速风洞中进行空气动力学试验分析，取得了令人满意的效果，大大节约了试验费用。

●汽车发动机进气管内腔形状是由十分复杂的自由曲面构成的，它对提高进气效率、燃烧过程有十分重要的影响。

设计过程中，需要对不同的进气管方案做气道试验，传统的方法是用手工方法加工出由几十个截面来描述的气管木模或石膏模，再用砂模铸造进气管，加工中，木模工对图纸的理解和本身的技术水平常导致零件与设计意图的偏离，有时这种误差的影响是显著的。

使用数控加工虽然能较好地反映出设计意图，但其准备时间长，特别是几何形状复杂时更是如此。

英国Rover公司使用激光快速成型技术生产进气管的外模及内腔模，取得了令人满意的效果。

●在汽车模具制造中应用本激光快速成型技术，能烧结蜡、聚碳酸酯、尼龙、金属等各种材料。

用该系统制造的钢铜合金注塑模具，可注塑5万件工件。

也可以结合其他技术来制作钢质模具，实现金属模的快速制造。

或者直接制造出复形精度较高的EDM电极，用于注塑模、锻模、压铸等钢制模具型腔的加工。

SLS激光快速成型工艺参数及其应用湖南华曙高科快速模型给大家分析下SLS激光快速成型的工艺参数及其应用，先谈谈工艺参数方面，烧结工艺参数对精度和强度的影响是很大的。

主要包括激光功率、扫描速度、烧结间距和单层层厚等，此外，预热也是SLS工艺的一个重要环节。

SLS激光快速成型的工艺参数可以分为以下几点：（1）激光功率。

随着功率增加，尺寸误差向正方向增大，且厚度方向的增大要比宽度方向的尺寸误差大，主要是由于对于波长一定的激光，其光斑直径是固定的。

此外，功率增加强度也会随着增大，但过大会加剧固化收缩引起的翘曲变形，所以要综合选用激光和烧结工艺参数（2）扫描速度。

当扫描速度增大时，尺寸误差向负误差方向减小，强度减小。

（3）烧结间距。

随着扫描间距的增大尺寸误差向负误差方向减小，同时强度减小。

扫描间距越小，单位面积上能量密度越大，熔化越充分，强度越高。

重叠部分越大，温度会升高，使更多的粉末烧结在一起，使误差向正方向增大。

间距越大，强度降低。

同时影响效率，应综合考虑。

（4）单层层厚。

随着单层层厚增加，强度减小，尺寸误差向负方向减小。

层厚增加，粘结牢固程度减弱，容易剥离，强度降低，且要熔化的粉末增加向外传递的热量减少，使尺寸误差向负方向减小，由于影响效率应综合考虑。

此外，预热是一个重要环节，没预热或是不均匀将会使成型时间增加，成型零件性能和精度降低。

经过预热可减少烧结时的热应力，防止其产生翘曲和变形，提高精度。

快速成型中的SLS选择性激光烧结工艺的应用：（1）直接制作快速模具。

SLS工艺可用不同的材料制造不同用途的模具，可直接烧结金属模具和陶瓷模具，用作注塑、压铸、挤塑等塑料成型模具及钣金成型模。

（2）复杂金属零件的快速无模具铸造。

将SLS激光快速成型技术与精密铸造工艺结合起来，特别适宜具有复杂形状的金属功能零件整体制造。

（3）内燃机进气管模型。

用SLS工艺制造的进气管模型可直接与相关零部件安装，进行功能验证，快速检测其运行效果进行针对性的改进以达到设计要求。

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。

SLS（Selective Laser Sintering）技术是一种增材制造（AM）技术，其成型原理基于激光束在粉末层上的选择性扫描和逐层烧结。

首先，SLS技术使用粉末材料作为原料，通常为金属粉末或塑料粉末。

在打印过程中，粉末被铺放在打印平台上，形成一层薄薄的粉末层。

接下来，激光束被投射到粉末层上。

激光束的功率密度和扫描速度可以根据需要进行调整，以控制烧结的深度和速度。

当激光束扫描到粉末层时，粉末颗粒之间的温度会迅速升高，达到熔点或软化点。

在激光束的作用下，粉末颗粒之间的连接形成烧结区域。

这些烧结区域会形成三维结构，并逐渐累积形成最终的打印对象。

在每一层烧结完成后，打印平台会下降一定距离，以便在下一层上铺设新的粉末层。

然后，新的激光束会再次扫描该层，进行下一层的烧结。

这个过程会重复进行，直到整个打印对象被制造完成。

需要注意的是，SLS技术的成型原理涉及到多个因素，如激光功率密度、扫描速度、粉末粒度、粉末成分等。

这些因素都会影响打印对象的精度、强度和表面质量。

因此，在实际应用中，需要根据具体需求和材料特性进行参数调整和优化。

此外，SLS技术还可以与其他增材制造技术结合使用，如SLA（光固化）、FDM（熔融沉积成型）等。

这些技术的结合可以进一步提高打印对象的精度、复杂性和功能性。

- 64 -工 业 技 术０　引言选择性激光烧结快速成形（Selective Laser Sintering Rapid Prototyping，SLS）技术材料选择广泛，正在迅速发展，并得到了越来越多的关注[1]。

SLS 技术与其他快速成型的制作过程相同，都采用离散堆叠成型原理，使用Nd：YAG 激光发射器作为光源，利用切片中的二维信息，通过计算机来控制激光束，调整合适的激光密度，全部烧结后，除去多余的粉末，进行一系列研磨处理后得到零件。

该技术将CAD 技术、数字控制加工、激光和材料技术相结合，缩短了产品设计制造周期，降低了开发成本，提高了产品竞争力。

由于SLS 工艺具有许多优点，例如粉末材料选择广泛，其制造工艺相对简单，具有无支撑结构以及零件直接烧结等特点，因此其发展最为迅速，已成为最成功和商业化的快速成型方法之一[2-3]。

１　ＳＬＳ技术原理１．１　ＳＬＳ技术的成形工艺原理图1是SLS 技术制造工艺的原理。

首先，建立CAD 模型，并转化为STL格式，利用分层软件对CAD 模型进行切片，获得各加工层的数据信息，在计算机的控制下，根据层面信息调整激光束进行扫描，使粉末烧结固化，重复该过程，直到得到三维实体[4]。

图1 SLS 技术的成形工艺原理１．２　ＳＬＳ快速成形技术工艺流程SLS 快速成形技术工艺，具体流程如图2所示。

１．２．１建立ＣＡＤ模型采用Pro/E，UG 等三维CAD 软件建立3D 实体模型，并以STL 格式输出。

图2 SLS 快速成形工艺流程图１．２．２　分层处理目前，SLS 所支持的文件格式为STL，采用分层软件在Z 方向进行分层处理，得到分层截面，并将该层面信息转化为激光扫描时的轨迹。

１．２．３　烧结成形扫描之前，先将成型缸下降一定厚度，然后使供粉缸升高一定的高度，铺粉辊从左边压到成型缸上。

激光扫描第1层横截面及轮廓信息，激光扫描的粉末会在高温下迅速熔化并相互黏接；烧结完第一层后，铺粉，进行第2层激光扫描，如此重复直到烧结完成。

SLS技术的成形工艺原理SLS技术（Selective Laser Sintering）是一种基于激光能量照射塑料粉末，使其熔化并逐层固化成形的三维打印技术。

SLS技术采用粉末床层积法，能够制造出复杂的几何形状，并且不需要支撑结构，因此在工业领域有着广泛的应用。

其成形工艺原理主要包括粉末填充、激光照射和固化等过程。

首先，SLS技术的成形开始于粉末填充阶段。

在这个阶段，需要将塑料粉末均匀地喷散在建模区域的平面上。

通常情况下，建模区域的平面是由一层可移动的平台构成的。

通过粉末层的厚度控制，可以调整成品的质量和精度。

接下来，激光照射成为SLS成形过程的关键步骤。

激光器会发射一束高能量的激光束，可在建模区域上形成散焦的径向光斑。

这个焦点光斑极其精确，能够准确地照射到粉末层上的局部区域，并使其局部熔化。

而粉末层周围的区域并不受激光的照射，因此保持在原有的粉末状态。

当激光束照射到粉末层上时，粉末粒子的表面温度会迅速上升，超过其玻璃化温度。

玻璃化温度是粉末颗粒附近的温度，使得粉末颗粒变得粘稠，但是没有熔化。

这使得粘稠化的颗粒能够在创建一个连续的固态区域时保持在受激光区域内。

通过激光光斑的准确定位和时间控制，可以将多个固态区域连接起来，并形成一个完整的物体层。

当一层固态区域形成之后，建模区域平台会向下移动一层，重新装填新的粉末层。

再次进行激光照射和固化，新的固态区域就会与上一层进行连接。

通过不断重复这个过程，直到完成整个物体的打印。

在一次完整的打印过程中，由于激光束的径向散焦，可以同时打印多个物体或多个不同的部分。

这为提高生产效率提供了可能，可以在一次打印中完成多个物体的生产。

最后，打印完整后的物体需要进行后处理。

由于打印物体是由粉末层渲染出来的，还需要将多余的粉末清除出来，并进行喷砂、烧结等后处理工艺，以加强物体的强度和表面质量。

总结起来，SLS技术的成形工艺原理主要包括粉末填充、激光照射和固化，通过多次照射和固化形成连续的固态区域，最终构建出完整的三维打印物体。

工艺参数对湖南SLS激光快速成型精度的影响（下）下面继续跟着湖南快速成型华曙高科来了解湖南SLS激光快速成型工艺对成型精度的其他影响吧！预热温度一般来说，粉末在烧结前需要充分预热以达到烧结所需要的温度。

因为在一定的工作条件下，仅依靠激光能量来烧结粉末将是困难的，而且由于粉末的传热特性不高，仅依赖于激光能量来烧结，烧结时间将大大延长。

所以在 SLS 加工中经常采用预热措施。

预热是一个重要的过程，没有预热或预热不当，将会使成形时间增加，所成形件的性能低，零件精度差，甚至烧结过程完全不能进行。

预热的另一个重要作用是减少成形的收缩和翘曲，有利于成形过程的顺利进行和提高成型件的质量。

湖南SLS激光快速成型华曙高科指出，烧结过程要求预热温度达到玻璃化温度以下 3℃-5℃，这也就要求粉床温度的不均匀度必须控制在一定的范围内。

温度场的均匀性对成型质量有很大的影响，均匀的温度场可以提供均匀质量和性能的成型件，预热温度对成形件质量的影响主要表现在两个方面，一个是成形件的机械性能，第二方面是成形件的尺寸精度和形状精度。

另一方面如果一个成形平面的不同部位预热温度不同，那么成形零件在这些地方成形将会引起不同的烧结程度，也就会引起不同的收缩非均匀的收缩将会引起严重的成形层翘曲，使得成形零件的形状精度较差，而且不同部位存在不同的收缩，也使得收缩的补偿和尺寸控制变得很困难。

采取合理的温控策略控制烧结过程中粉末的预热温度是解决翘曲问题最直接最有效的手段。

湖南SLS激光快速成型华曙高科认为对粉末材料进行预热是非常必要的。

这可以减小因烧结成型时受热在工件内部产生的热应力，防止其出现翘曲和变形，提高成型精度。

合理的预热温度不能太高，也不能太低，一般来说，预热温度越接近粉末材料的软化点，制件的烧结效果就越好。

特点⑴可采用多种材料：可采用加热时粘度降低的任何粉末，通过材料或各类含粘结剂的涂层颗粒制造出任何造型；特别是可以制造金属零件。

这使SLS工艺颇具吸引力。

⑵制造工艺比较简单：可以直接生产复杂形状的原型、型模、三维共建或部件及工具，能广泛适应设计和变化；⑶精度高：依赖于使用的材料种类和粒径、产品的几何形状和复杂程度。

一般当零件的细节特征大于0.5mm，就可以表达出来。

能够达到共建整体范围内±（0.05-2.5）mm的公差。

当粉末粒径为0.1mm以下时，成型后的原型精度可达±1%。

⑷材料利用率高，价格便宜，成本低；⑸翘曲变形比SLA工艺小，可能设计制造精细与条状结构的零件；⑹使用高温烧结材料成型的零件，具有很好的强度和硬度等物理特性；⑺难度一：零件表面粗糙，颗粒大，需要手工抛光表面；⑻难度二：工程塑料类材料烧结，需要维持工作区域的温度场的平衡，并且温度需要控制在150℃~200℃。

简介SLS（Selective Laser Sintering）是一种快速成型工艺：中文译为：粉末材料选择性激光烧结/激光选区烧结/粉末烧结1986年，美国Texas大学的研究生C. Deckard提出了Selective Laser Sinte ring（SLS）的思想，1989年研制成功，稍后组建了DTM公司，于1992年开发了基于SLS的商业成形机（Sinterstation）；DTM公司已经被3D SYSTEM公司收购。

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连接；当一层截面烧结完后，铺上新的一层粉末材料，选择地烧结下层截面。

综述SLS工艺【摘要】：介绍了选择性激光烧结技术的原理、特点及其研究发展状况，简述了选择性激光烧结的工艺过程、应用、发展和研究现况。

最后，总结了选择性激光烧结技术的发展前景【关键词】：快速成形选择性激光烧结烧结粉末1.SLS简介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上艺，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技术在现代制造业中越来越具有竞争力，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 Object Manufacturing)、选择性激光烧结SLS(Selective Laser Sintering)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SLS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,成为当前发展最快、最为成功的且已经商业化的RP方法之一，在现代制造业得到越来越广泛的重视。

主要综述SLS技术的工艺原理、实际应用、发展历程和现状。

2.SLS工艺的基本原理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。

请简述sls的基本原理SLS（Selective Laser Sintering）是一种增材制造技术，通过使用激光束逐层烧结粉末材料来制造三维物体。

它是一种先进的快速成型技术，广泛应用于工业制造、医疗和航空航天等领域。

SLS技术的基本原理是激光烧结。

首先，选择一种适合的粉末材料，例如尼龙或尼龙复合材料作为原料。

将粉末材料均匀地分布在制造区域的建造台上。

然后，使用一束高功率激光束扫描整个层的轮廓，将激光束聚焦在粉末的表面上。

激光束的能量会使粉末材料局部熔化和烧结，形成固体物体的截面。

完成一层后，建造台会下降一个层次，再次进行粉末分布和激光烧结的过程，重复多次直到制造出完整的三维物体。

SLS技术与其他增材制造技术相比有一些独特的优势。

首先，SLS技术不需要使用支撑结构，因为打印材料自身的粉末可以充当支撑。

这使得SLS技术可以制造出更复杂的几何形状，无需后期去除支撑物。

其次，SLS技术可以使用多种类型的材料，包括金属、陶瓷和高温塑料等。

这使得SLS技术适用于各种不同的应用领域。

此外，SLS技术可以实现批量生产，可以同时制造多个部件，提高生产效率。

SLS技术的主要步骤如下：1. 准备工作：选择适合的粉末材料，并将其均匀地分布在建造台上。

建造台通常由金属材料制成，能够承受高温和压力。

2. 扫描和烧结：使用激光束扫描整个层的轮廓，将激光束聚焦在粉末的表面上。

激光束的能量使粉末局部熔化和烧结。

3. 建造台下降：完成一层后，建造台下降一个层次，使新的一层粉末暴露在激光束下。

这一过程被称为“可重复制造循环”，直到构建出完整的三维物体为止。

4. 冷却和清洁：完成打印后，待物体冷却后，将其从建造台上取下。

然后，清除未烧结的粉末，可以使用风扇、溶剂或其他方法进行清洁。

5. 后处理：根据需要，可以进行进一步的后处理操作，例如热处理、机械加工或涂层。

SLS技术的应用非常广泛。

在工业制造领域，SLS技术可以用于制造原型、工具和模具等。

SLS激光快速成型技术基本原理和工艺的优缺点华曙高科指出SLS激光快速成型技术是采用铺粉辊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。

这项技术与SLA很相似，也是用激光束来扫描各层材料，但SLS的激光器为CO2激光器，成型材料为粉末物质。

制作时，粉末被预热到稍低于其熔点温度，然后控制激光束来加热粉末，使其达到烧结温度，从而使之固化并与上一层粘结到一起。

目前烧结的材料主要有标准的铸造蜡材，标准的工程热塑性塑料如聚碳酸酯、尼龙、覆膜金属。

现在国内外正在研究陶瓷以及其它工程塑料的烧结成型，下面由华曙高科快速模型给大家分析下SLS激光快速成型技术工艺的优缺点。

优点：（1）可采用多种材料。

理论上讲，可采用加热时黏度降低的任何粉末材料，通过材料或各种含黏结剂的涂层颗粒制造任何造型。

（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。

该工艺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。

该工艺不用支撑，不需制作基底支撑，为常见几种RP工艺利用率最高的，且价格较便宜。

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）有时辅助工艺较复杂。

拿聚酰胺粉末烧结来说，为避免激光扫描烧结过程中材料因高温起火燃烧，需在工作空间加入阻燃气体，多为氮气。