选择性激光烧结(SLS)介绍
选择性激光烧结(Selective Laser Sintering,SLS)技术属于3D打印技术的一种。该技术以计算机为辅助设计,以三维模型为数据依据,采用分层叠加制造的原理,将粉末材料直接成形为三维实体零件,具有不受成形零件形状复杂程度的限制和不需要任何工装模具等特点。
由于SLS技术具有成形材料多样化,生产周期短,成形过程无需支撑,材料利用率广等特点,所以其应用范围日益剧增,越来越多地受到各行各业的广泛重视。
SLS 3D打印是基于离散堆积的原理,制造系统主要由激光器、激光光路系统、扫描系统、工作平台、粉缸、铺粉滚筒等构成。激光器输出的光束通过扫描系统的聚焦透镜在工作平台上形成高能量密度且尺寸很小的光斑,此光斑对平铺在工作平台上的原材料烧结粉末进行烧结。首先通过软件将零件的三维模型沿Z向分层切片,设定好预热温度、扫描速率、扫描功率、单层厚度等工艺参数,然后在工作台上用铺粉滚筒铺一层粉末材料,由激光器发出的激光束在计算机的控制下,根据几何形体各个截面的CAD数据,有选择性的对粉末层进行扫描。在被激光扫描的区域,粉末交界处融化,粉末相互粘结,未被激光照射的部分仍然呈现松散状态,作为工作和下一层粉末的支撑;一层烧结完成后,工作平台下降一截面层的高度,再进行下一层铺粉和烧结,如此循环工作,最后得到所设计的三维实体零件。
由于SLS为烧结成型,所以激光功率小于一般的焊接激光功率,在粉末选择上就灵活很多,包括尼龙、陶瓷、石蜡以及聚合物的粉末,粉末粒度一般在50-125μm之间。SLS用的复合粉末通常有两种混合型式,一种是粘结剂粉末,一种是成型原材料粉末,两种粉末按一定比例机械混合。
SLS 3D打印的优点
1.制造过程与零件的复杂程度无关,与其它3D打印技术相比,不需要支撑结构,是真正的自由制造。
2.烧结材料广。理论上任何受热粘结的粉末都可作为SLS烧结原材料,从高分子粉末到金属粉末、陶瓷粉末、石英砂粉等。
3.应用范围广。由于材料的多样性,决定了SLS技术可以使用不同成形材料制作不同用途的烧结件。
4.材料利用率高。未烧结粉末可重复使用,成本低。
5.工艺简单,周期短。与传统的制造工艺相比,烧结过程无需支撑,可实现快速铸造、快速模具制造、小批量零件输出等功能。
SLS 3D打印应用范围
随着快速成型技术的快速发展,它的应用已从单一的模型制作快速模型制造及快速铸造等多用途方向发展,其应用领域涉及航空、航天、机械、汽车、电子、建筑、医疗及美术等行业。