SLS技術(shù)3D打印機(jī)的原理

  SLS(SelectiveLaserSintering)選擇性激光燒結(jié)(以下簡(jiǎn)稱SLS)技術(shù)。

1989年，美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯丁分校的Carlckard發(fā)表了他的碩士論文。后來美國(guó)DTM公司在1992年推出了這種工藝的商業(yè)設(shè)備SinterSation。數(shù)十年來，奧斯汀分校與DTM公司在SLS領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究工作，并在設(shè)備設(shè)計(jì)、工藝、材料開發(fā)等方面取得了豐富的成果。在這一領(lǐng)域，德國(guó)EOS公司也做了大量的研究工作，開發(fā)了相應(yīng)的系列成型設(shè)備。

我國(guó)已有多個(gè)單位開展了SLS的相關(guān)研究工作，如華中科技大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、中北大學(xué)、北京隆源自動(dòng)成形有限公司等，在此方面也取得了不少重要成果，如南京航空航天大學(xué)研制的RAP-I型激光燒結(jié)快速成型系統(tǒng)、北京隆源自動(dòng)成型有限公司開發(fā)的AFS一300激光快速成型的商品化設(shè)備。

選擇激光燒結(jié)是利用激光選擇性地將固體粉末材料分層分層，將燒結(jié)成型的固化層層層疊加，形成期望形狀的零件。工藝過程包括CAD建模、數(shù)據(jù)處理、粉料、燒結(jié)、后處理等。

  SLS技術(shù)3D打印機(jī)的工作原理

該系統(tǒng)由粉體缸和成形缸組成，工作時(shí)粉缸活塞(送粉活塞)上升，并通過鋪粉輥將粉末均勻鋪到成型缸活塞(工作活塞)上，計(jì)算機(jī)根據(jù)原型切片模型控制激光光束的二維掃描軌跡，有選擇地?zé)Y(jié)固體粉末材料形成零件的一個(gè)層次。粉料完成一層后，工作活塞下降一層厚，鋪粉系統(tǒng)用新粉覆蓋?？刂萍す馐賿呙锜Y(jié)新層。這樣循環(huán)，層層疊加直到三維零件成形。最終，將未燒結(jié)的粉末回收到粉體中，取出成型件。對(duì)金屬粉末進(jìn)行激光燒結(jié)，在燒結(jié)前將整個(gè)臺(tái)面加熱到一定溫度，可以降低成型過程中的熱變形，有利于金屬層之間的結(jié)合。

  SLS工藝特征

相對(duì)于其他3D打印機(jī)技術(shù)，SLS最顯著的優(yōu)點(diǎn)是所用成型材料非常廣泛。在理論上，任何能在加熱后形成原子間結(jié)合的粉末材料，都可以用作SLS的成型材料。當(dāng)前，成功的SLS成型材料主要有石蠟、聚合物、金屬、陶瓷粉末以及它們的復(fù)合粉末材料。SLS由于其成型材料品種多、用料量小、成型性廣、適用范圍廣、適用范圍廣、不需要設(shè)計(jì)制造復(fù)雜的支撐系統(tǒng)，因而其應(yīng)用日益廣泛。